‫עלות הבעלות הכוללת(‪ – )TCO‬זה נוגע לכיס של כולנו‬
‫מאת‪ :‬ליונל גודרל וארנו סאברו‪ .‬עריכה‪ :‬אריה מוסקוביץ'‬
‫בבואנו לחשב עלויות של פרויקט אנו מורגלים להתייחס לעלות ההקמה (‪ (CAPEX‬ולעלויות התפעול‬
‫(‪ .)OPEX‬רבות כבר דובר על עלויות השימוש בחשמל‪ ,‬ההולכות ותופסות חלק נכבד מעלות התפעול‬
‫במתקן ובכך שיש צורך ממשי ומהותי להתחשב בעלויות אלו ולכוון לפתרון היעיל אנרגטית בבואנו‬
‫לתכנן את הפרויקט‪ .‬דרך נוספת להתייחס לעלויות התפעול היא דרך עלות הבעלות הכוללת (‪.)TCO‬‬
‫עלות הבעלות הכוללת (‪ )TCO‬היא שיטת הערכה כלכלית המיועדת לעזור לשערך(להעריך) את‬
‫העלויות הישירות והעקיפות המתייחסות לרכישה‪ .‬הערכת ‪ TCO‬אידיאלית מציעה סיכום המשקף לא‬
‫רק את עלות הרכישה אלא את כל ההיבטים של השימוש העתידי ותחזוקת הציוד‪ ,‬המכשיר או‬
‫המערכת הנשקלת‪ .‬עלות הבעלות הכוללת מביאה בחשבון‪ ,‬בין השאר‪ ,‬את עלויות אימון אנשי‬
‫השירות ומשתמשי המערכת‪ ,‬עלויות הקשורות בתקלות או השבתות (יזומות ושאינן כאלה)‪ ,‬מקרים‬
‫של ביצועים ירודים (נצילות נמוכה)‪ ,‬עלויות מוכנות לאסון והתאוששות ממנו‪ ,‬שטח נדרש‪ ,‬חשמל‪,‬‬
‫הוצאות התקנה‪ ,‬בדיקה‪ ,‬בקרת איכות‪ ,‬הוצאות גדילה‪ ,‬ועוד‪..‬‬
‫מאחר והפתרון מבית שניידר אלקטריק‪ ,‬הוא פתרון עוטף‪ ,‬הנותן מענה לפרויקט משלב התכנון ועד‬
‫שלב האחזקה‪ ,‬מעדיפה חברת שניידר אלקטריק להתייחס למדד זה‪.‬‬
‫בכל מקום שבו ישנן מערכות שאיבה – בסביבות כמו בניינים‪ ,‬מתקני מים‪/‬מי שפכים ומתקני גז ונפט‬
‫– אפשר לראות כיצד צריכת האנרגיה משפיעה באורח ניכר על העלויות‪ .‬על אף העובדה שעלות‬
‫אנרגיית החשמל מייצגת ‪ 04%‬מעלות הבעלות הכוללת של מערכות שאיבה (ראו איור ‪ ,)1‬ארגונים‬
‫רבים אינם משכילים לשלב את הצעדים הנחוצים כדי לשפר את הנצילות וכתוצאה מכך ליהנות‬
‫מירידה בעלויות‪.‬‬
‫כדי לפתור את הדילמה הזו חשוב להבין את המחסומים השכיחים ולהתמודד אתם‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫היעדר מדדים הולמים – בעבר לא היה מקובל לשלב את הגורם של נצילות אנרגיה למבחני‬
‫הערכת ביצועים‪ .‬במרבית הארגונים האחריות לרכישת אנרגיה והאחריות לתפעול יעיל הם‬
‫שני תחומים נפרדים ולא הוגדרו מדדים מתוקננים ועקביים‬
‫פערי ידע – היעדר מודעות להזדמנויות לשיפור נצילות האנרגיה היא תופעה שכיחה‬
‫בארגונים וכתוצאה מכך הם מחמיצים את האפשרות לחסוך וליהנות מיתרונות נוספים‬
‫פחד מהשקעה – צוותי תפעול מתקשים לא פעם להציג בפני הארגון הפיננסי שלהם בקשות‬
‫להשקעות גדולות (או קטנות)‬
‫איור ‪1‬‬
‫פרופיל אופייני של‬
‫עלות מחזור חיים‬
‫של משאבה‬
‫(באדיבות המכון‬
‫ההידראולי ו‪Pump -‬‬
‫‪)Systems Matter‬‬
‫כל תוכנית אנרגיה רצינית צריכה לקחת בחשבון את שלושת הצעדים הבאים‪:‬‬
‫‪ .1‬ניהול נצילות אנרגיה‬
‫‪ .2‬ניהול נכסים‬
‫‪ .3‬ניהול עלויות אנרגיה‬
‫צעד ‪ :1‬ניהול נצילות אנרגיה‬
‫נצילות אנרגיה‪ ,‬או יעילות אנרגטית‪ ,‬נמצאת היום בקדימות גבוהה בעולם כולו‪ .‬כדי לתכנן תהליכים‬
‫ליעילות אנרגטית מפעילי מפעלים ובניינים חייבים להבין איך ומתי נעשה שימוש באנרגיה על מנת‬
‫שיוכלו לצמצם את הצריכה ואת העלויות הכרוכות בה‪.‬‬
‫הגישה לניהול אנרגיה במערכות שאיבה בוחנת את טבעה של הירידה בנצילות לא רק עבור רכיבים‬
‫בודדים במערכת אלא גם עבור המערכת כולה כישות משולבת‪.‬‬
‫במערכות שאיבה‪ ,‬מרבית הפגיעה בנצילות נובע מהבעיות הבאות‪:‬‬
‫‪‬‬
‫חוסר התאמה בין המשאבה שבה משתמשים לבין הדרישות האמיתיות של המערכת‬
‫(כלומר‪ ,‬קטנה מדי או גדולה מדי)‬
‫‪‬‬
‫שימוש לא נכון בשסתומי היצרות מכאנית (‪ )throttling valves‬ובטכנולוגיות וסתים כדי‬
‫לשלוט בזרימת נוזלים‬
‫שני המרכיבים הללו מעידים על ההשפעה החשובה של שיטת הבקרה במערכות שאיבה‪ ,‬על היכולת‬
‫לשפר יעילות אנרגטית‪ .‬מערכות הבקרה עצמן מורכבות‪ ,‬הן מרכיבי תוכנה והן מחומרה‪ .‬בצד של‬
‫החומרה האלמנט המרכזי שמאפשר ביצועים בנצילות גבוהה יהיו וסתי מהירות (‪.)VSD‬‬
‫איור ‪2‬‬
‫האנרגיה הנחסכת עם‬
‫וסתי מהירות לעומת‬
‫השימוש במהירות קבועה‬
‫בשיעורי זרימה של ‪144%‬‬
‫ושל ‪ ,04%‬בהתאם לגודל‬
‫המשאבה ולעומד הסטטי‪.‬‬
‫נקודת התפעול מיוצגת‬
‫כנקודת המפגש בין עקום‬
‫המשאבה לבין עקום‬
‫המערכת‪.‬‬
‫הדוגמה באיור ‪ 2‬משווה בין שתי התקנות (האחת עם וסת מהירות והשנייה עם מערכת הפועלת‬
‫במהירות קבועה) שבהן העומדים הסטטיים (כלומר‪ ,‬הבדלי גובה בין המקור לבין היעד) שונים‪.‬‬
‫‪‬‬
‫במהירות קבועה (בדוגמה של המערכת עם ההיצרות המכאנית) יש הכרח להוסיף שסתום‬
‫היצרות מכנית במעגל ההידראולי‪ .‬תוספת כזו מכווננת את הזרימה באמצעות הגדלה או‬
‫הקטנה של התנגדות הזרימה‪ .‬שיטה כזו תשנה את עקום המערכת‪ .‬עם זאת‪ ,‬המהירות‬
‫תישאר זהה כך שעקום המשאבה אינו משתנה‪ .‬יש התאמה לשיעור הזרימה אבל העומד‬
‫הרבה יותר גבוה ממה שנדרש‪ ,‬מה שלא מאפשר חיסכון טוב באנרגיה‪.‬‬
‫‪‬‬
‫כאשר משתמשים בווסתי מהירות‪ ,‬עקום המערכת אינו משתנה‪ .‬עקום המשאבה משתנה‬
‫בהתאם למהירות הזרימה‪ .‬כוונון המהירות מותאם לדרישות התהליך ומוביל לחיסכון‬
‫משמעותי באנרגיה‪.‬‬
‫החיסכון באנרגיה יהיה תלוי בעומד הסטטי‪ :‬ככל שהוא נמוך יותר כך יגדל החיסכון באנרגיה (וטווח‬
‫שינויי המהירות)‪ .‬כדי שפעולת השאיבה תתבצע יש לחולל די הספק כדי להתגבר על העומד הסטטי‪.‬‬
‫עומד החיכוך הוא הלחץ הנדרש כדי לדחוף את הנוזל בצנרת ובשאר המעברים והחלקים במערכת‪.‬‬
‫כל זה יהיה תלוי בשיעור הזרימה‪ ,‬בגודל הצינור‪ ,‬באורכו של הצינור ובצמיגות הנוזל‪.‬‬
‫‪‬‬
‫תרחיש ‪( 1‬איור ‪ :)2‬העומד הסטטי מייצג ‪ 04%‬מעומד המערכת והמשאבה מדורגת עבור‬
‫העומד והזרימה של המערכת‪ .‬בשיעור זרימה של ‪ 144%‬ההספק הנצרך על‪-‬ידי המשאבה‬
‫זהה גם בשיטה של מהירות קבועה וגם במהירויות משתנות‪ .‬בשיעור זרימה של ‪04%‬‬
‫החיסכון באנרגיה הנובע משימוש במהירויות משתנות הוא ‪.00%‬‬
‫‪‬‬
‫תרחיש ‪( 2‬איור ‪ :)2‬העומד הסטטי מייצג ‪ 50%‬מעומד המערכת והמשאבה גדולה מדי ב‪-‬‬
‫‪ .24%‬בתרחישים שאנו פוגשים בעולם האמיתי‪ 50% ,‬מהמשאבות גדולות מדי (בשיעור של‬
‫‪ )14%-34%‬מכדי לעמוד בייצור שיא שלו אנו מצפים לכל אורך חיי המשאבה‪ .‬הסיבה לכך‬
‫היא בדרך כלל ניסיון לחזות צרכים עתידיים או להצדיק מלאי עודף של חלקים‪ .‬לכן‪ ,‬וסת‬
‫מהירויות מביא לחיסכון אנרגיה של ‪ 24%‬בשיעור זרימה של ‪ 144%‬ולחיסכון אנרגיה של‬
‫‪ 30%‬בשיעור זרימה של ‪.04%‬‬
‫שינוי נקודת העבודה על עקום המשאבה ישנה גם את היעילות האנרגטית של המשאבה עצמה‪.‬‬
‫המשאבה מפגינה ביצועים בנצילות מרבית כשהיא במלוא היכולת שלה‪ .‬זה תואם למה שמכונה‬
‫"נקודת היעילות הטובה ביותר" של המשאבה‪ ,‬או בקיצור ‪ .BEP‬במונחים של תכנון התקנה ועבודה‪,‬‬
‫המטרה היא לעבוד קרוב ככל הניתן ל‪ .BEP-‬כאשר משנים את המהירות‪ ,‬נצילות המשאבה נשארת‬
‫פחות או יותר זהה אבל היא מיושמת על שיעור זרימה חדש‪ .‬במהירות קבועה‪ ,‬הקטנת שיעור‬
‫הזרימה תוביל במהירות לירידה בנצילות המשאבה (כיוון שהיא עובדת רחוק מה‪ BEP-‬שלה)‪ ,‬ואילו‬
‫שינוי וכוונון המהירות ישמור את הנצילות קרוב ל‪.BEP-‬‬
‫קביעת נצילות המשאבה תהיה רק הצעד הראשון בזיהוי רמות הביצועים של המערכת‪ .‬ניטור נצילויות‬
‫בעזרת תוכנה יכול לעזור לאתר נקודות עבודה שאינן מתאימות למשאבה‪ .‬גישה לנתונים כאלה תוכל‬
‫לעזור ולשפר הן את נצילות המערכת והן את אמינותה‪.‬‬
‫מעקב מתמשך אחרי החריגה בין תפוקת הייצור לבין האנרגיה הנצרכת יאפשר תהליך קבלת‬
‫החלטות מהיר ונכון כלכלית‪ .‬ווסתי מהירות המקושרים אל מערכת הניטור ממלאים תפקיד חשוב‬
‫בדיווח נתונים הקשורים לתפעול‪ ,‬לייצור ולאנרגיה בזמן אמת‪ .‬ווסתי שניידר אלקטריק נותנים חיוויים‬
‫למצב העבודה של המשאבה בהתייחס ל ‪ BEP‬שלה‪ .‬הזנת הנתונים ישירות לווסת וחישובם בסמוך‬
‫לעומס‪ ,‬בשילוב עם מעקב אחרי ההתאמה מביא לתובנות חשובות הקשורות לחיסכון בעלויות‪.‬‬
‫צעד ‪ :2‬ניהול נכסים‬
‫נכסים פיסיים כמו משאבים זקוקים לתחזוקה שוטפת וסדירה‪ .‬עלויות התחזוקה מייצגות ‪ 20%‬מעלות‬
‫הבעלות הכוללת (ראו איור ‪ )0‬ולכן נהלי התחזוקה מצריכים בחינה במונחים של תרומה לחיסכון‬
‫הקשור לאנרגיה‪ .‬בהתקנות של משאבות ישנם הרבה חלקים נעים ומשמעות הדבר היא שהתחזוקה‬
‫הנאותה של מנועים‪ ,‬כוננים‪ ,‬משאבות וצינורות היא קריטית‪ .‬יש לנקוט כמה וכמה צעדים כדי להבטיח‬
‫שעלויות התחזוקה יהיו מינימליות‪ ,‬מבלי לפגוע ביציבות ובשלמות המערכת‪.‬‬
‫איור ‪0‬‬
‫סוגיות תחזוקה‬
‫המשפיעות על‬
‫ביצועי המשאבה‬
‫(באדיבות‬
‫& ‪Barringer‬‬
‫– ‪Associates‬‬
‫& ‪"Pump practices‬‬
‫"‪)life‬‬
‫כל המשאבות צריכות לפעול במסגרת הפרמטרים של מפרטים נתונים של משאבה‪ .‬כפי שציינו‪,‬‬
‫נצילות המשאבה משתנה בהתאם לפרמטרים של התפעול‪ .‬המשאבה מתוכננת לעבודה מטבית‬
‫בנקודת הנצילות הטובה ביותר (‪ )BEP‬אבל ‪ 50%‬ממערכות השאיבה גדולות מדי בשיעור של כ‪.34%-‬‬
‫באיור ‪ 0‬ניתן לראות כיצד משאבות מתחילות לבזבז נצילות משמעותית בגלל הזנחה של נהלי‬
‫התחזוקה הנאותים‪ .‬לדוגמה‪ ,‬זרימה חוזרת (רה‪-‬סירקולציה) בפריקה יכולה להתרחש אם המשאבה‬
‫פועלת ב‪ 00%-‬משיעור הזרימה ב‪ ,BEP-‬מה שיגרום לנזק למאיץ (=אימפלר)‪ ,‬ומובן שמאיץ שניזוק‬
‫יהיה פחות יעיל‪.‬‬
‫וסתי המהירות של שניידר אלקטריק יכולים לעזור לשמור על נקודת העבודה קרוב ל‪ BEP-‬וגם להגן‬
‫על המשאבה מפני כוחות מזיקים שנוצרים בגלל חוסר יעילות‪ .‬נמנעות סיטואציות קיצוניות כמו עבודה‬
‫"יבשה"‪ ,‬עבודה בזרימה נמוכה או קביטציה‪ ,‬שנוצרת בגלל ‪( NPSH‬עומד יניקה חיובי נטו( נמוך ויכולה‬
‫לגרום לנזק מיידי‪ .‬מעקב אחרי נקודת העבודה של המשאבה והנצילות שלה יספק דיאגנוסטיקה‬
‫שתעזור לחזות מתי יתקיים פוטנציאל לבעיות במערכת‪.‬‬
‫באיור ‪ 0‬אפשר לראות כיצד עבודה רחוק מה‪ BEP-‬לא רק תקטין את הנצילות אלא גם תאיץ את‬
‫הבלאי של המשאבה‪ ,‬מה שיפגע גם ברמת האמינות של המערכת‪ .‬לדוגמה‪ ,‬עבודה ב‪ 04%-‬מה‪BEP-‬‬
‫תוליד את הנתונים הבאים‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪ 04%‬ירידה בתוחלת החיים של אטמים‬
‫‪‬‬
‫‪ 24%‬ירידה בתוחלת החיים של מיסבים‬
‫‪‬‬
‫‪ 20%‬ירידה בתוחלת החיים של המאיץ וגוף המשאבה (מארז)‬
‫‪‬‬
‫עלייה של כ‪ 144%-‬בעלות התחזוקה‬
‫איור ‪0‬‬
‫ההשפעה‬
‫של מרחק‬
‫מה‪ BEP-‬על‬
‫אמינות‬
‫המערכת‬
‫(באדיבות‬
‫‪Barringer‬‬
‫&‬
‫‪Assocaites‬‬
‫‪– "Pump‬‬
‫‪practices‬‬
‫‪)& life‬‬
‫עם משאבות שאינן מתוחזקות כהלכה יכולה הנצילות לרדת בשיעור של ‪ .14-10%‬יתרה מכך‪,‬‬
‫הירידה העיקרית בנצילות מתרחשת בשנים הראשונות לחייה של המשאבה‪ .‬תחזוקה שוטפת מונעת‬
‫הפסדי נצילות וירידה ביכולות שעלולים להתרחש עוד לפני שהמשאבה כושלת באופן סופי‪.‬‬
‫חלק מהגורמים המחלישים משאבות נראים לעין‪ .‬אחרים בלתי נראים‪ .‬לדוגמה‪ ,‬אטם שחוק אפשר‬
‫לראות בעין‪ .‬בלאי במערכת ההידראולית‪ ,‬לעומת זאת‪ ,‬לא ניתן לראות‪ .‬בעיה בלתי נראית לעין‬
‫מתרחשת לפני שהיא מאותרת‪ ,‬מה שיוצר מצב של תחזוקה מתקנת דחופה ואפשרות שהבעיות כבר‬
‫השפיעו גם על חלקים אחרים של המשאבה‪.‬‬
‫תחזוקה מבוססת מצב מנטרת את נתוני המערכת באופן שוטף ומספקת הערכה מדויקת באשר‬
‫ל"בריאות" או לסטטוס של רכיבים‪ ,‬התקנים ו‪/‬או המערכת כולה‪.‬‬
‫צעד ‪ :3‬ניהול עלויות אנרגיה‬
‫בעלי בניינים ומפעילי מתקני גז‪ ,‬דלק ומים‪/‬מי שפכים מקבלים חשבונות שירות המורכבים מכמה‬
‫וכמה סעיפים‪ .‬אלה יכולים לכלול תשלום בעד צריכה‪ ,‬תשלום קבוע‪ ,‬תשלום על פי זמני צריכה‪,‬‬
‫סעיפים של מנגנוני הגנה‪ ,‬הצמדות לעלויות הדלק‪ ,‬תוספות תשלום בגין מקדם הספק‪ ,‬תשלומים על‬
‫שירותי לקוחות ומיסים אזוריים וארציים‪ .‬פרשנות לא נכונה של מבני תעריף השירות עלולה להוביל‬
‫לניהול לוקה בחסר של צריכת החשמל ולעלויות גבוהות יותר‪.‬‬
‫היכרות עם המונחים תוכל לעזור לכם להבין היכן קיימות הזדמנויות להפחתת עלויות‪ .‬הבולטים שבין‬
‫המונחים הללו הם הצריכה לפי תעו"ז ותוספת תשלום בגין מקדם הספק‪.‬‬
‫כדי להשיג קיימוּת תפעולית חייבים הארגונים היום למהר ולבדוק את התוכניות הנוכחיות שלהם‬
‫ולהתחיל לבנות מתדולוגיה תפעולית ששמה דגש על שיפור היעילות האנרגטית‪ .‬חברת שניידר‬
‫אלקטריק תשמח לעמוד לרשותכם לצורך סיוע בנושאים אלו ואחרים‪.‬‬
‫עורך הכתבה הוא מנהל המוצר לתחום ווסתי המהירות בשניידר אלקטריק ישראל‬