SOLARNI SISTEMI V INDUSTRIJI dr. Vlasta KRMELJ, univ.dipl.inž. Maribor, 25. februar 2010 1 Projekt sofinancira Evropska komisija
SO PRO Solarni sistemi v industriji še nerazvito področje, tudi v Avstriji in Nemčiji Ponudniki solarnih sistemov in procesni tehnologi ne najdejo skupnega jezika Potencial obstaja Maribor, 25. februar 2010 2 Projekt sofinancira Evropska komisija
O.Ö. Energiesparverband ESCAN a Spanish consulting company The Energy Centre Ceske Budejovice (ECCB) GERTEC, engineering company in Essen, Dresden and Schönau SAENA regional energy agency of Saxony The Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems (ISE) Maribor, 25. februar 2010 3 Projekt sofinancira Evropska komisija
Priprava strokovno tehničnih podlag za implementacijo solarnih sistemov Izvedba dveh solarnih sistemov v regiji Maribor, 25. februar 2010 4 Projekt sofinancira Evropska komisija
SO PRO v Mariboru Sodeluje Energap, Štajerska gospodarska zbornica, podjetje Weishaupt Podjetja v regiji omejitev nizkotemperaturni procesi Izvedeni energetski pregledi, ki prvotno uporabljajo odpadno procesno topoloto Maribor, 25. februar 2010 5 Projekt sofinancira Evropska komisija
Energetski management v podjetju Maribor, 25. februar 2010 6 Projekt sofinancira Evropska komisija
DOLGOROČNI CILJI EU-27 ZA TRAJNOSTNO RABO ENERGIJE Do leta 2020: znižati emisije toplogrednih plinov za 20 % glede na leto 1990 doseči 20 % prihranka primarne energije, kar pomeni znižanje porabe energije na nivo iz leta 1990 in prihranek 60 milijard EUR letno povečati delež obnovljivih virov energije v primarni energetski bilanci na 20 % povečati delež biogoriv v prometu na 10 % Maribor, 25. februar 2010 7 Projekt sofinancira Evropska komisija
SLOVENIJA Povečati delež OVE na 25% Znižati rabo energije in povečati energetsko učinkovitost za 1% letno v prihodnjih 9. letih Zmanjšati emisije CO 2 za 20% Potenciali za prihranke 17% v industriji, 22% gospodinjstva, 14% promet Maribor, 25. februar 2010 8 Projekt sofinancira Evropska komisija
Energijski potencial Maribor, 25. februar 2010 9 Projekt sofinancira Evropska komisija
Gospodarjenje z energijo Maribor, 25. februar 2010 10 Projekt sofinancira Evropska komisija
Pregled nad rabo energije viri, porabniki,spremljanje rabe Pregled nad stroški za energijo Delež stroškov za energijo v celotni shemi stroškov Maribor, 25. februar 2010 11 Projekt sofinancira Evropska komisija
Analiza rabe energije dnevno, tedensko, mesečno,letno primerjalno med internimi procesi primerjavo v sektorju Preverjanje odstopanj, iskanje vzrokov Nabor in vrednotenje ukrepov Maribor, 25. februar 2010 12 Projekt sofinancira Evropska komisija
Ciljno spremljanje rabe energije: merjenje, določevanje specifične rabe oziroma indikatorjev rabe (kwh na enoto) določanje ciljne rabe oziroma zmanjšane rabe spremljanje odmikov od ciljne rabe ukrepanje Maribor, 25. februar 2010 13 Projekt sofinancira Evropska komisija
Prednosti Večji prihranki Manjši proizvodni stroški Boljše preventivno vzdrževanje Boljša kvaliteta izdelkov Pospešeno odpravljanje izgub Maribor, 25. februar 2010 14 Projekt sofinancira Evropska komisija
Dobro gospodarjenje= nadzor nad rabo in energetski pregled Nabor ukrepov Nadomeščanje fosilnih goriv z obnovljivimi Maribor, 25. februar 2010 15 Projekt sofinancira Evropska komisija
OVE Okoljska prednost Finančna prednost Tehnična pomoč Finančna pomoč Maribor, 25. februar 2010 16 Projekt sofinancira Evropska komisija
LEA SPODNJE PODRAVJE PTUJ ENERGETSKI PREGLEDI V INDUSTRIJI Janez Petek 17
1. SPLOŠNO Energetski pregled je osnovno orodje za ugotavljanje učinkovitosti : - Proizvodnje energije. - Distribucije energije. - Rabe energije. - Rekuperacije odpadne energije. - Možnosti rabe obnovljivih virov energije. 18
Na voljo imamo: - Orodja in metode za izvajanje energetskega pregleda. - Metodologije. - Merlino opremo. - Literaturo. - Know-how, znaje in - ZDRAVO PAMET. 19
NIKOLI NE SMEMO POZAB ITI: ENERGETSKI PREGLED DELAMO ZA NAROČNIKA, ZATO SO NAROČNIKOVE ŽELJE IN HOTENJA OSNOVA PRI ISKANJU UKREPOV URE in OVE. KONČNI CILJ: OPTIMALNI IN IZVEDLJIVI UKREPI URE IN OVE. 20
2. OSNOVE IN METODOLOGIJA Proces 21
SISTEMI POGONSKIH SREDSTEV (energetski sistemi): Industrijaski procesi: - Elektro-energetski sistem. - Parno-kondenzatni sistem. - Soproizvodnja, trigeneracija. - Vročeoljni sistem. - Sistem klimatiziranja in prezračevanja. - Vročevodni sistem. - Hladilni in zamrzovalni sistemi. - Sistemi stisnjenega zraka in inertnih plinov. - Sistemi hladilne in proicesne vode. 22
Zgradbe: - Sistem ogrevanja, klimatiziranja in prezračevanja. - Sistem hladne in tople sanitarne vode. - Elektroenergetski sistem (razsvetljava, pisarniška oprema, kuhinja,...). - Ovoj zgradbe in stavbno pohištvo. 23
METODOLOGIJE IZVEDBE EP
Planiranje in organiziranje Analiza energijskega stanja Nabor ukrepov URE in OVE Vrednotenje ukrepov Predstavitev naročniku Končno poročilo Izvedba
Prvi stik: Informira in motivira Pred pregledom Iskanje osnovnih podatkov Analiziranje pridobljenih podatkov Pregled Preliminarna ocena Ogled podjetja (energetskih in proizvodnih sistemov) Ocena ukrepov Predlogi Analiza dejanskega stanja Ukrepi in grobe ocene Izračun energijske učinkovitosti in vplivov na okolje Ekonomsko vrednotenje Predstavitev in poročanje podjetju
ANALIZA DEJANSKEGA STANJA Najpomewbnejša faza: - Zberemo vse podatke. - Izdelamo procesno shemo. - Izdelamo sheme vseh energetskih sistemov. - Izvedemo meritve. - Izračunamo masne in energijske bilance: 1. PROCESA. 2. ENERGETSKIH SISTEMOV.
- Izračunamo energijske kazalnike: specifično rabo energije, energijska števila,... In jih primerjamo z BAT ter ejnergetsko učinkovitimi sistemi (procesi). - Določimo potencial prihrankov in neučinkovitosti v procesu in sitemih, vključno z distribucijskimi sistemi in potencial odpadne toplote. - Izdelamo nabor možnih ukrepov in se posvetujemo z naročnikom.
Izvedemo tehniško analizo vsakega ukrepa (masno in energijsko bilanco procesov in sistemov). Izvedemo ekonomsko analizo (izračunamo stroške, prihranke, VR, NSVD, ISD). Izvedemo okoljsko analizo. Napišemo poročilo. Predstavimo rezultate. Projektiramo in/ali svetujemo pri izvedbi.
Primer: Energijsko število. 180 160 140 120 100 kwh/m2a 80 60 40 20 0 Ljudski vrt Breg Ptuj Grajena Dornava Hajdina Žetale Majšperk Olga Meglič Ptujska gora Stoperce Miklavž Dobrovce Oplotnica Prihova Podlehnik Zavrč 31
PRAKTIčNI PRIMERI- MESNO PREDELOVALNA INDUSTRIJA Rekuperacija odpadne toplote pri proizvodnji mesne in perne moke. Projekt je leta 2009 dobil: -Zlato priznanje za inovacijo ŠGZ. -Posebno priznanje za energetsko učinkovit projekt na Srečanju Energetskih Managerjev, Portorož. -Bronasto priznanje za inovacijo pri GZS.
33
STEKLARNA 16.4.2010 35
STEKLARNA Masna in toplotna bilanca talilne peči Rezultat: - Kolikšne so izgube skozi dimne pline in odprtino ter stene peči, - Kolikšno je znižanje rabe zem. plina v primeru dodatka kisika k zgorevalnemu zraku.
Rekuperacija odpadne toplote iz dimnih plinov talilne peči: - Stroški naložbe: 175 000 EUR. - Prihranki: 76 450 EUR. - Vračilni rok: 2.8 a. 16.4.2010 37 - ISD: 33 %.
STEKLARNA Rezultati testa netesnosti v sistemu stisnjenega zraka Številka meritve 1 2 3 Čas praznjenja t (s) 699 735 728 Čas polnjenja T (s) 126 146 130 REZULTATI Obratovalne ure na dan 13 h Obratovalne ure na leto 3.120 h Proizvedena količina zraka na leto 1.123.200 m 3 Izgube zaradi netesnosti 13,5 L/s Letne izgube zaradi netesnosti 424.570 m 3 Poraba energije 115.440 kwh Strošek energije 7.390 EUR/a Strošek izgub 2.790 EUR/a Izkoristek 62 %
STEKLARNA Izračun ekonomske upravičenosti predlaganih ukrepov Ukrep 1. Dodatek kisika k zgorevalnemu zraku za še dve talilni peči* I F EUR (EUR/a) - 4.400-32.000 VR NSVD ISD (a) (EUR) (%) - - - 2. Zamenjava svetilk z žarilno nitko v sanitarijahza 50 sijalk 250 250 1,30 1.180 77 3. Vgradnja vodomerov 900 2.000 0,60 - - 4. Vgradnja zniževalnikov tlaka za znižan iztok vode na 20 pipah v sanitarijah 1.000 800 1,60 3.600 62 5. Znižanje toplotnih izgub tunelskega hladilnika 2.500 2.300 1,1 - - 6. Znižanje stroškov stisnjenega zraka (odprava netesnosti in frekvenčna regulacija motorja) 3.000 2.200 1,70 9.700 57 7. Zamenjava svetilk z žarilno nitko v proizvodni hali-za 25 sijalk 5.000 1.800 3,40 5.860 27 8. Reguliranje konične moči 6.000 12.000 0,60 - - 9. Regulacija in krmiljenje kaloriferjev in radiatorskega ogrevanja 20.000 7.000 3,50 22.320 26 10. Zamenjava fluo svetilk s 400 varčnimi (T5-16 mm) 45.000 9.000 5,70 12.960 12 11. Rekuperacija odpadne toplote dimnih plinov 175.000 76.450 2,80 279.200 33 SKUPAJ 258.650 86.200 3,00 - -
OPEKARNA Masna in toplotna bilanca parno kondenzatnega sistema Tok Vrsta vtoka/iztoka q (kg/h) q (m 3 /h) Φ (kj/kg) P (kw) p (bar) T (ºC) H (kj/kg) h (kj/kg) F1 Vtok trde vode 456,74 22.937,23 6,37 1,00 12,00 0,00 50,22 F2 Vtok mehke vode 456,74 22.937,23 6,37 1,00 12,00 0,00 50,22 F3 Iztok odplinjevanja 0,43 1.161,11 0,32 1,00 100,00 2.676,00 0,00 F4 Vtok NT pare 71,83 199.245,03 55,35 1,30 148,00 2.774,00 450,40 F5 Vtok napajalne vode 528,13 221.021,15 61,39 1,00 100,00 0,00 418,50 F6 Iztok pare v proces 305,41 847.200,89 235,33 8,00 175,43 2.774,00 743,10 F7 Vtok VT pare 377,23 1.046.445,92 290,68 8,00 175,43 2.774,00 743,10 F8 Iztok dimnih plinov 665,83 334.366,03 92,88 184,30 502,18 F9 Iztok odsoljevanja 150,89 112.128,91 31,15 8,00 175,43 0,00 743,10 Rezultat: - Optimiranje razmernika zraka. - Nastavitev optimalnega odsoljevanja. - Ekspanzija odsoljevane kotlovne vode. - Uporaba odpadne pare za odplinjevanje. - Znižanje izgub parnega cevja. F10 Vtok zemeljskega plina 42,38 1.444.140,88 401,15 20,00 34.076,00 F11 Vtok zgorevalnega zraka 623,45 16.470,28 4,58 20,00 26,42
OPEKARNA Izračun ekonomske upravičenosti predlaganih ukrepov I (EUR) F (EUR) Organizacijski ukrep Ureditev projektne dokumentacije: - elektro področje 10.000 - - področje strojnih napeljav 2.000 Monitoring rabe električne energije - - Monitoring porabe vode 5.500 1.000 Nastavitev regulatorja na kompenzacijskih napravah - 1.000 Redni servis in nastavitve plinskih gorilnikov - - Osveščanje zaposlenih o URE - - SKUPAJ 17.500 2.000 Investicijski ukrep I (EUR) F (EUR/a) VR (a) NSVD (EUR) ISD (%) Zamenjava sijalk na žarilno nitko 55 60 1,0 - - Čiščenje svetilk 5.000 3.700 1,7 16.344 57,4 Zamenjava zunanje razsvetljave 2.500 50 - - - Nakup krmilnika za nadzor konice 8.000 4.500 2,2 18.312 43,5 Odprava netesnosti sistema stisnjenega zraka 1.000 2.600 0,4 - - Povišanje temperature zgorevalnega raka 2.000 22.000 0,1 - - Izolirni kanal med sušilnikom in 16.000 6.500 3,0 22.824 30,7 tunelsko Pregradna pečjo stena pri 6.000 2.000 3,6 6.144 24,4 homogenizatorju Vgradnja kondenzatorja vodne pare 40.000 10.000 - - - iz iztoka vlažnega zraka sušilnika Parnokondenzatni sistem: Nastavitev optimalnega pribitka 1.000 4.560 0,2 - - zgorevalnega zraka. Optimalno odsoljevanje. 8.000 3.500 2,3 12.790 33,3 Ekspanzija odsoljene vode. 5.600 1.740 3,2 5.035 22,4 Popravilo parnega cevja. 800 - - - - SKUPAJ 95.955 61.210 1,6 - -
Proizvodnja malih gospodinjsakih aparatov Uporabljena standardna metodologija in izvedene meritve kvvalitete električne energije, pretov hladilne vode, pretokv hladilnega in odapdnega zraka, temperatur) Trije procesi: 1. Proizvodnja elektro motorjev; 2. Proizvodnaj plastičnih delov; 3. Sestava. 16.4.2010 42
Sistemi pogonskih sredstev: 1. Ogrevanje prostorov in ventalcijski sistem. 2. Elektro energetski sistem (elektromotorji in razsvetljava). 3. Sistem stisnjenega zraka. 4. Trije sistemi hladilne vode. 5. Sistem sanitarne vode. 16.4.2010 43
Leto VT Elektriočna energija (kwh) MT SKUPAJ Toplotna energija iz daljinsk. ogrevanja (MWh) Voda (m 3 ) 2004 4 270 874 3 702 438 7 973 312 1 715 10 384 2005 4 538 816 3 719 744 8 258 560 1 638 10 283 2006 4 627 936 3 920 000 8 547 936 1 564 9 782 2007 4 532 800 3 709 120 8 241 920 1 364 9 530 16.4.2010 44
Poraba el. energije VT+MT v BSH v letu 2007 1000000 900000 800000 700000 600000 500000 VT+MT (kwh) 400000 300000 200000 100000 0 januar februar marec april maj junij julij avgust september oktober november december 16.4.2010 45
16.4.2010 46
16.4.2010 47
16.4.2010 48
PORABNIKI ELEKTRIČNE ENERGIJE PO PORABNIKIH 16.4.2010 49
Meritve električne energije (Three-Phase Power Quality Analyzer) Higher HARMONICS of CURRENT SUM of Higher HARMONICS 16.4.2010 50
Sistem hladilne vode 16.4.2010 51
Proces impregnacije rotorjev elektormotorjev 16.4.2010 52
Organizacijski ukrepi I (EUR) F (EUR/a) VR (a) NSVD (EUR) ISD (%) Izdelava dokumentacije: - PID elektro; - Procene sheme, PID strojne napeljave 2 400 5 000 - - - - Energetsko knjigovodstvo Dvigovanje zavesti zaposlenih v URE in OVE 30 000 2 000 11 625 2 700 2.5 0.7 55 561-37,1 - Prevenrtivno vzdrževanje - 11 500 - - - SKUPAJ 40 300 26 260 1,5 16.4.2010 53
Inbvesticijski ukrepi I (EUR) F (EUR/a) VR (a) NSVD (EUR) ISD (%) Zamenjava 30 predimenzioniranih elekromotorjev 36 000 9 600 3,7 35 200 23.7 Posodobitev razsvetljave 12 000 11 300 1,1 - - Regulacija razsvetljave 130 500 0,3 - - Fotovoltaična elektrarna 200 000 28 200 7,1 7 900 6.8 Vgradnja merilnikov vode 900 400 2,1 2 300 47.4 Vgradnja zniževalnikov pretoka hladne sanitarne vode 2 500 800 3,1 - - Regulacija ogrevanja po vejah 45 000 16 100 2,8 73 680 33.9 Popravilo fasade 2 000 - - - - Uporaba odpadne toplote kompresorjev za ogrevanje prostorov 22 000 3 000 7,3 260 6.3 Uporaba odpadne toplote kompresorjev za gretje sanitarne vode 8 000 2 400 3,3 10 030 28.0 Vgradnja termostatskih ventilov 5 000 2 400 2,1 12 480 46.5 Povezava dveh kompresorskih sistemov in optimiranje porabe zraka 2 100 1 400 1,5 - - Odprava netesnosti stisnjenega zraka 2 000 14 000 0,1 - - 16.4.2010 Optimiranje sistema hladilne vode 54 Skupaj 8 500 7 700 1,1 313 730 97 800 3,8 48 260 90.6
Prihranki: - Električne energije za 18 %; - Toplote za 40 %; - vode in odpadne vode za 12 %; - CO2 emisij za 18 %; - Stroškov vode in energije za 18 %. 16.4.2010 55
Unternehmen Weishaupt DOLGOROČNE IZKUŠNJE S SOLARNIMI SISTEMI Gojkošek Boris u.d.i.s. Copyright by Max Weishaupt GmbH, D-88475 Schwendi
Unternehmen Weishaupt Copyright by Max Weishaupt GmbH, D-88475 Schwendi Seite 57
Unternehmen Weishaupt DELNI REZULTATI STANJA SISTEMOV PO PRESEČNIH LETIH Copyright by Max Weishaupt GmbH, D-88475 Schwendi Seite 58
Unternehmen Weishaupt POGOSTOST IN VRSTA NAPAK NA ZIP SOLARNIH SISTEMIH Copyright by Max Weishaupt GmbH, D-88475 Schwendi Seite 59
Kolektor s poškodovanim akrilnim pokrovom Nov kolektor Copyright by Max Weishaupt GmbH, D-88475 Schwendi
Unternehmen Weishaupt Poškodbe povezovalnih cevi Copyright by Max Weishaupt GmbH, D-88475 Schwendi Seite 61
Unternehmen Weishaupt Prednosti kolektorjev Weishaupt WTS-F: -Integriran zbirni vod - Majhni tlačni upori - Varna kolektorska povezava - Idealni za ravne strehe Copyright by Max Weishaupt GmbH, D-88475 Schwendi Seite 62
Unternehmen Weishaupt Referenčni objekt IC PIRAMIDA Maribor Copyright by Max Weishaupt GmbH, D-88475 Schwendi Seite 63
Unternehmen Weishaupt Detajli nosilne konstrukcije Copyright by Max Weishaupt GmbH, D-88475 Schwendi Seite 64
Unternehmen Weishaupt Hidravlična shema vkomponiranja solarnega sistema v obstoječo pripravo sanitarne in tehnološke vode Copyright by Max Weishaupt GmbH, D-88475 Schwendi Seite 65
Unternehmen Weishaupt CNS prikaz delovanja solarnega sistema Copyright by Max Weishaupt GmbH, D-88475 Schwendi Seite 66
Unternehmen Weishaupt Topografija CNS sistema na objektu IC Piramida Copyright by Max Weishaupt GmbH, D-88475 Schwendi Seite 67
Unternehmen Weishaupt HVALA ZA POZORNOST! Dodatne informacije: Boris Gojkošek, univ. dipl. inž. str. Weishaupt d.o.o. Teharje 1, 3000 CELJE Tel.: +386 (0)3 425 72 60 +386 (0)51 384 044 Fax: +386 (0)3 425 72 80 Mail: boris.gojkosek@weishaupt.si I-net: http://www.weishaupt.si Copyright by Max Weishaupt GmbH, D-88475 Schwendi Seite 68