SOLARNI SISTEMI V
INDUSTRIJI
dr. Vlasta KRMELJ, univ.dipl.inž.
univ.dipl.in .
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 CO2 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
NAROČ
ČNIKA, ZATO SO NAROČ
ČNIKOVE ŽELJE
IN HOTENJA OSNOVA PRI ISKANJU
UKREPOV URE in OVE.
KONČ
ČNI 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.
22
-
Sistemi hladilne in proicesne vode.
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
Končno poročilo
Predstavitev naročniku
Izvedba
Prvi stik: Informira in motivira
Pred pregledom
Iskanje osnovnih podatkov
Analiziranje pridobljenih podatkov
Preliminarna ocena
Pregled
Ogled podjetja (energetskih in proizvodnih sistemov)
Ocena
ukrepov
Analiza dejanskega stanja
Ukrepi in grobe ocene
Predlogi
Izrač
čun energijske uč
činkovitosti in vplivov na okolje
Ekonomsko vrednotenje
Predstavitev in poroč
čanje 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
kWh/m2a
100
80
60
40
20
0
Ljudski vrt
Breg Ptuj
Dornava
Grajena
Žetale
Hajdina
Majšperk
Olga Meglič
Ptujska gora
Stoperce
Miklavž
Dobrovce
Prihova
Oplotnica
Zavrč
Podlehnik
31
PRAKTIčNI PRIMERIMESNO 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
- ISD: 33 %.
37
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
Izgube zaradi netesnosti
1.123.200 m3
13,5 L/s
Letne izgube zaradi netesnosti
424.570 m3
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
EUR
-
F
(EUR/a)
4.400
-32.000
VR
(a)
-
NSVD
(EUR)
-
ISD
(%)
-
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
5. Znižanje toplotnih izgub tunelskega hladilnika
1.000
2.500
800
2.300
1,60
1,1
3.600
-
62
-
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
-
-
20.000
7.000
3,50
22.320
26
10. Zamenjava fluo svetilk s 400 varčnimi (T5-16
mm)
11. Rekuperacija odpadne toplote dimnih plinov
45.000
175.000
9.000
76.450
5,70
2,80
12.960
279.200
12
33
SKUPAJ
258.650
86.200
3,00
-
-
9. Regulacija in krmiljenje kaloriferjev in
radiatorskega ogrevanja
OPEKARNA
Masna in toplotna bilanca parno – kondenzatnega sistema
Tok Vrsta vtoka/iztoka
q
q
Φ
P
p
T
(kg/h)
(m3/h)
(kJ/kg)
(kW)
(bar)
(ºC)
H
h
(kJ/kg)
(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
F9
Iztok odsoljevanja
F10 Vtok zemeljskega plina
F11 Vtok zgorevalnega zraka
665,83
334.366,03
92,88
184,30
502,18
112.128,91
31,15
8,00 175,43
0,00
42,38 1.444.140,88 401,15
20,00
34.076,00
20,00
26,42
150,89
623,45
16.470,28
4,58
743,10
Rezultat:
- Optimiranje razmernika zraka.
- Nastavitev optimalnega
odsoljevanja.
- Ekspanzija odsoljevane kotlovne
vode.
- Uporaba odpadne pare za
odplinjevanje.
- Znižanje izgub parnega cevja.
OPEKARNA
Izračun ekonomske upravičenosti predlaganih ukrepov
Organizacijski ukrep
Ureditev projektne dokumentacije:
- elektro področje
- področje strojnih napeljav
Monitoring rabe električne energije
Monitoring porabe vode
Nastavitev regulatorja na
kompenzacijskih napravah
Redni servis in nastavitve plinskih
gorilnikov
Osveščanje zaposlenih o URE
SKUPAJ
I
(EUR)
F
(EUR)
10.000
2.000
5.500
1.000
Investicijski ukrep
-
1.000
Zamenjava sijalk na žarilno nitko
-
-
17.500
2.000
I
F
VR
NSVD
ISD
(EUR)
(EUR/a)
(a)
(EUR)
(%)
55
60
1,0
-
-
Čiščenje svetilk
5.000
3.700
1,7
16.344
57,4
Zamenjava zunanje razsvetljave
Nakup krmilnika za nadzor konice
Odprava netesnosti sistema
2.500
8.000
50
4.500
-
-
-
2,2
18.312
43,5
1.000
2.600
0,4
-
-
2.000
22.000
0,1
-
-
16.000
6.500
3,0
22.824
30,7
6.000
2.000
3,6
6.144
24,4
40.000
10.000
-
-
-
−Nastavitev optimalnega pribitka
1.000
4.560
0,2
-
-
−
−
zgorevalnega zraka.
Optimalno odsoljevanje.
Ekspanzija odsoljene vode.
8.000
3.500
2,3
12.790
33,3
5.600
1.740
3,2
5.035
22,4
−
Popravilo parnega cevja.
800
-
-
-
-
95.955
61.210
1,6
-
-
stisnjenega zraka
Povišanje temperature
zgorevalnega raka
Izolirni kanal med sušilnikom in
tunelsko
pečjo
Pregradna
stena pri
homogenizatorju
Vgradnja kondenzatorja vodne pare
iz iztoka vlažnega zraka sušilnika
Parnokondenzatni sistem:
SKUPAJ
Proizvodnja malih gospodinjsakih
aparatov
Uporabljena standardna metodologija in
izvedene meritve kvvalitete električne
energije, pretov hladilne vode, pretokv
hladilnega in odapdnega zraka, temperatur)
Trije procesi:
2.
Proizvodnja elektro motorjev;
Proizvodnaj plastičnih delov;
3.
Sestava.
1.
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
Elektriočna energija
(kWh)
Leto
Toplotna
energija iz
daljinsk.
ogrevanja
(MWh)
Voda
(m3)
VT
MT
SKUPAJ
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
16.4.2010
av
gu
st
se
pt
em
be
r
ok
to
be
no
r
ve
m
be
de
r
ce
m
be
r
ju
lij
ju
ni
j
m
aj
ap
ril
m
ar
ec
ja
nu
ar
fe
br
ua
r
0
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
Izdelava dokumentacije:
- PID elektro;
- Procene sheme, PID strojne napeljave
Energetsko knjigovodstvo
Dvigovanje zavesti zaposlenih v URE in
OVE
Prevenrtivno vzdrževanje
SKUPAJ
16.4.2010
I
(EUR)
2 400
5 000
F
(EUR/a)
VR
(a)
NSVD
(EUR)
ISD
(%)
-
-
-
-
30 000
11 625
2.5 55 561
37,1
2 000
2 700
0.7
-
-
-
11 500
-
-
-
40 300
26 260
1,5
53
Inbvesticijski ukrepi
I
(EUR)
F
(EUR/a)
VR
(a)
NSVD
(EUR)
ISD
(%)
Zamenjava 30 predimenzioniranih
elekromotorjev
36 000
9 600
3,7
Posodobitev razsvetljave
12 000 11 300
1,1
-
-
500
0,3
-
-
200 000 28 200
7,1
7 900
6.8
47.4
Regulacija razsvetljave
Fotovoltaična elektrarna
Vgradnja merilnikov vode
Vgradnja zniževalnikov pretoka
hladne sanitarne vode
Regulacija ogrevanja po vejah
Popravilo fasade
Uporaba odpadne toplote
kompresorjev za ogrevanje prostorov
130
35 200
900
400
2,1
2 300
2 500
800
3,1
-
45 000 16 100
2,8
2 000
-
-
23.7
-
73 680
-
33.9
-
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
8 500
7 700
1,1
313 730 97 800
3,8
Skupaj
48 260
90.6
54
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: [email protected]
I-net: http://www.weishaupt.si
Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D-88475 Schwendi
Seite 68