Jak obniżyć koszty energii? 10 procent to standard – 50 procent jest możliwe

Przez ostatnie 10 lat wzrost cen energii i paliw był 2 razy szybszy niż inflacja. Tym samym inwestycje w oszczędność energii stały się znacznie bardziej opłacalne od najlepszych lokat bankowych. Typowe metody na obniżanie zużycia energii polegają na wykonaniu programów termomodernizacyjnych budynków. To słuszny kierunek, jednak nie wyczerpuje on wszystkich możliwości zmniejszania zużycia energii i jej kosztów. A zatem co jeszcze można zrobić by więcej zaoszczędzić?

Istniejące źródła ciepła (węzły cieplne, kotłownie blokowe lub lokalne) są najczęściej sterowne z wykorzystaniem lokalnych regulatorów lub sterowników, ewentualnie rolę „regulatora” przejmuje obsługa (sterowanie ręczne). W zasadzie systemy kontroli ograniczają się jedynie do bieżącego monitoringu parametrów i ewentualnie prostego sterowania urządzeniami wykonawczymi. Użytkownik, zwłaszcza kiedy nie jest właścicielem źródła energii, nie ma często możliwości ingerencji w pracę tych źródeł.

Centrum Sterownia i Nadzoru Lokalnymi Źródłami i Odbiorami Energii (CeSiN)

Rozwiązaniem skutecznym w uzyskaniu oszczędności zużycia energii i obniżeniu jej kosztów może okazać się wprowadzenie aktywnego systemu sterownia i nadzoru nad pracą źródeł energii i odbiorów energii podłączonych do tych źródeł. Dzięki wprowadzeniu wspomnianego systemu możliwe jest osiągniecie obniżenia kosztów związanych z energią w granicach 10% do nawet 50% i to bez znaczących nakładów inwestycyjnych. System taki potrafi w sposób aktywny prowadzić nadzór i sterować pracą zarówno źródeł jak i odbiorników energii.

Jak to właściwie działa?

Dane z obiektów (źródła energii i odbiory) przekazywane są do sterownika lokalnego. Następnie są odczytywane przez ten sterownik i służą do aktywnego sterowania pracą wszystkich urządzeń obiektowych, poprzez zmianę ich parametrów pracy. Potem sterownik komunikuje się z Centrum Sterownia i przekazuje wszelkie informacje i dane o pracy obiektu. Są one wykorzystywane do aktywnego sterowania jego pracą, z wykorzystaniem ustalonych algorytmów pracy konkretnych urządzeń. Dodatkowo system na bieżąco zbiera wszelkie informacje o obiekcie (temperatury, przepływy, wskazania liczników ciepła lub energii elektrycznej) i je archiwizuje. W sposób automatyczny (np. informacja wysyłana na telefon komórkowy obsługi) system powiadamia operatora lub obsługę o awariach lub błędnej pracy urządzeń obiektu. Umożliwia on także bieżące podawanie stanu liczników. Cała komunikacja miedzy sterownikiem a Centrum Sterowania, oraz miedzy Centrum Sterowania a użytkownikami systemu odbywa się z wykorzystaniem internetu. System archiwizacji danych umożliwia prezentację wyników pracy obiektu w wybranej formie (wykresy, dane tabelaryczne) oraz przekazuje dane do działu rozliczeń (wystawianie faktur za dostarczone media). Każdy z uczestników systemu może mieć dostęp do odpowiednich danych w zależności od ustalonego „progu dostępności”.

Najważniejsze czynności jakie należy wykonać, aby wdrożyć System:

  • Wykonać audyt energetyczny budynku wraz z inwentaryzacją źródeł i odbiorów energii,
  • Ustalić aktualny koszt dostawy i zużycia energii i mediów w obiekcie,
  • Opracować model systemu nadzoru i sterowania (SyNiS) i projekt techniczny dotyczący zmian w sterowanym obiekcie,
  • Oszacować przewidywane nakłady inwestycyjne związane z wprowadzeniem SyNiS,
  • Oszacować oszczędności w kosztach energii i zużywanych mediach po wprowadzeniu SyNiS,
  • Wybrać i oprogramować sterowniki obiektowe sterujące pracą źródeł i odbiorów,
  • Opracować minimalne wymagania dla urządzeń pomiarowych i wykonawczych, wraz z analizą możliwości wykorzystania urządzeń i pomiarów istniejących,
  • Opracować metody systemu komunikacji urządzeń pomiarowych i wykonawczych z układami sterownia na obiektach,
  • Opracować programy sterownia pracą urządzeń wykonawczych i regulacyjnych,
  • Przeprowadzić prace montażowe i instalacyjne na obiekcie wraz z wykonaniem systemu komunikacji,
  • Utworzyć Centrum Sterownia Lokalnymi Źródłami i Odbiornikami Energii,

Efekty wprowadzenia SyNiS

  • Pełna kontrola nad pracą źródeł ciepła, wraz z kontrolą parametrów dostawy energii przez dostawcę zewnętrznego,
  • Możliwość ustalania optymalnych algorytmów pracy źródeł i odbiorów,
  • Bieżąca kontrola wielkości mocy zamówionej dla ciepła, gazu lub energii elektrycznej z możliwością czasowego obniżania mocy wykorzystywanej,
  • Bieżąca kontrola parametrów pracy źródeł i odbiorów z automatycznym powiadamianiem serwisu (obsługi) o zakłóceniach w pracy lub stanach awaryjnych,
  • Wprowadzanie indywidualnych programów pracy źródeł i odbiorów energii,
  • Obniżenie zużycia energii przez obiekt i kosztów jej dostawy,
  • Dostarczanie danych do rozliczeń odbiorców za zużytą energię i media,
  • Archiwizacja i prezentacja danych wskazanym osobom w trybie ciągłym („on line”),
  • Wprowadzenie programu zarządzania kryzysowego w przypadkach awaryjnych.

Ważnym elementem systemu, jest możliwość ciągłej kontroli parametrów dostarczanych mediów przez dostawców zewnętrznych, wraz z wykazaniem momentów niedotrzymania parametrów dostawy, co może być podstawą do żądania stosowania opustów z tytułu zaniżenia wymaganych parametrów.

Przykład realizacji SyNiS

Przykładem praktycznego wdrożenia SyNiS jest inwestycja modernizacji budynku Wspólnoty Mieszkaniowej w Opolu. Jest to budynek o powierzchni użytkowej 3200 m2 składający się z 44 mieszkań i 5-ciu lokali użytkowych. W budynku mieszka ok. 145 osób.

Stan przed modernizacją

Budynek oddany do użytkowania na początku lat 90-tych ubiegłego wieku, nieocieplony. Instalacja c.o. wyposażona w zawory termostatyczne i zasilana z węzła grupowego. Moc zamówiona wynosiła 220 kW. Krzywa grzewcza pracy instalacji 90/70. Ciepła woda podgrzewana przez podgrzewacze gazowe indywidualne (junkersy). Koszt średni ogrzewania budynku wynosił w 2010 roku 2,4 zł/m2/m-c, a koszt podgrzewu cwu (przy sprawności junkersów 50%) wynosił 30 zł/m3.

Program modernizacji zrealizowany w 2011/2012 roku

  • Ocieplenie trzech ścian budynku,
  • Likwidacja podgrzewaczy gazowych i montaż centralnego systemu cwu,
  • Wykonanie węzła cieplnego (moc zamówiona 150 kW) dwufunkcyjnego, z priorytetem cwu,
  • Wykonanie instalacji kolektorów słonecznych o powierzchni czynnej 140 m2.

Koszty, finansowanie

  • Koszt ocieplenia budynku: 400.000 zł,
  • Koszt wykonania węzła cieplnego, centralnego systemu cwu i montażu kolektorów słonecznych: 350.000 zł (dotacja z NFOŚ do tej inwestycji wynosiła 37%, czyli 130.000 zł),
  • Zmiana mocy zamówionej z 220 kW na 150 kW (mimo wprowadzenia cwu!), wraz ze zmianą taryfy na ciepło (węzeł należy do Wspólnoty, więc ciepło jest o 10 zł/GJ tańsze od dotychczasowej ceny).

Efekty wykonania inwestycji i zastosowania SyNiS

  • przewidywane koszty eksploatacji budynku: koszt ogrzewania: 1,8 zł/m2/m-c (było 2,4 zł), koszt cwu: 8 zł/m3 (było 30 zł);
  • spłata całej inwestycji następuje z oszczędności. Nie zmieniono opłat ponoszonych przez właścicieli mieszkań. Przewidywane jest nawet obniżenie kosztów o ok. 0,3 zł/m2/m-c.
  • podniesienie sprawności wytwarzania cwu o ok. 15% w stosunku do porównywalnych instalacji (sprawność układu cwu wynosi 75%),
  • wprowadzenie nowej krzywej grzewczej 70/50 wraz z osłabieniami nocnymi i dziennymi, a także obniżenie mocy zamówionej i obniżenie ceny ciepła (zmniejszenie kosztów ogrzewania o ok. 30%),
  • wprowadzenie priorytetu ciepłej wody (w szczytach poboru cwu obniżana jest temperatura zasilania budynku w c.o.), dlatego nie było potrzeby zamawiania mocy dla ciepłej wody użytkowej,
  • ciągła kontrola pracy węzła z wykorzystaniem Internetu,
  • powiadamianie obsługi o awariach i zaniżeniu parametrów pracy węzła,
  • archiwizacja danych wraz z kontrolą temperatury zasilania czynnika grzewczego dostawcy ciepła,
  • ciągła i zdalna kontrola zużycia energii oraz mediów,
  • bardzo małe zużycie energii elektrycznej poprzez odpowiednie sterownie pracą pomp,
  • likwidacja indywidualnych podgrzewaczy gazowych cwu,
  • znaczne obniżenie kosztów eksploatacji budynku – po roku eksploatacji węzła w nowym układzie koszty c.o. i cwu spadły ze 120.000 do 60.000 zł (obniżenie o ok. 50%).

Opracowanie: Patrycjusz Ploszka, dzięki uprzejmości i na podstawie artykułu: mgr inż. Andrzeja JurkiewiczaSystem Sterowania i Nadzoru Lokalnymi Źródłami i Odbiorami energii.

Źródło oraz więcej informacji na temat systemów sterowania i nadzoru lokalnymi źródłami i odbiorami energii na www.egie.pl

fot.: sxc.hu