Energia, która nie zatrzymuje produkcji: case Danmis
Krótki zanik napięcia może zatrzymać linię i automatykę zakładu produkcyjnego. W realizacji Danmis pokazujemy integrację fotowoltaiki dla przemysłu, magazynu energii i agregatu zaprojektowaną pod potrzeby zasilania zakładu. Ocenę ciągłości dla konkretnych odbiorów opiera się na warunkach pracy i próbach całego układu.
W skrócie
- Po rozbudowie instalacja fotowoltaiczna ma 200 kWp i współpracuje z magazynem energii o mocy 125 kW i pojemności 261 kWh.
- Krótki zanik napięcia zatrzymuje produkcję. Sterowniki, napędy i automatyka reagują w milisekundach – zanik trwający ułamek sekundy wystarczy, by linia stanęła.
- Sam agregat prądotwórczy nie rozwiązuje problemu. Agregat potrzebuje czasu na rozruch i przejęcie obciążenia, więc między utratą sieci a jego gotowością odbiory krytyczne pozostają bez zasilania.
- W realizacji dla Danmis Kwartz zastosował zintegrowany układ PV + BESS + agregat. Fotowoltaika pracuje na bieżącą autokonsumpcję, a magazyn energii zasila wydzielone obwody krytyczne podczas rozruchu agregatu.
- Magazyn podtrzymuje wybrane odbiory do przejęcia obciążenia przez agregat. Czas przełączania magazynu podany w karcie producenta wynosi 10 ms. Jest to parametr urządzenia, a ciągłość pracy konkretnych odbiorów sprawdzamy w próbach całego układu.
- W spożywce i poligrafii stawka jest wyższa niż sam przestój. Zatrzymanie linii oznacza ryzyko dla reżimu higienicznego i wymogów HACCP oraz możliwe straty surowca będącego w toku produkcji.
Problem – produkcja reaguje w milisekundach, sieć nie
Punktem wyjścia był problem, który dobrze znają zakłady produkcyjne: krótkie zaniki napięcia w sieci zewnętrznej potrafią zatrzymać linie produkcyjne. Procesy przemysłowe – sterowniki, napędy, automatyka – reagują w milisekundach. Zanik trwający ułamek sekundy wystarczy, by linia stanęła, a operatorzy musieli ją ponownie uruchamiać.
Klasyczna odpowiedź – agregat prądotwórczy – sama z siebie tego problemu nie rozwiązuje. Agregat potrzebuje czasu na rozruch i przejęcie obciążenia. Zanim osiągnie pełną pracę, zanik napięcia zdąży już zatrzymać procesy. Między momentem utraty sieci a gotowością agregatu powstaje luka, w której odbiory krytyczne pozostają bez zasilania.
W mleczarni zatrzymanie linii może zagrozić reżimowi higienicznemu i surowcowi w toku produkcji. Dlatego ocenę zasilania krytycznych obwodów trzeba powiązać z wymaganiami procesu i HACCP.
Jak podchodzimy – magazyn energii jako mostek dla agregatu
Rozwiązaniem był zintegrowany układ, w którym poszczególne elementy uzupełniają się funkcjonalnie. Fotowoltaika (PV) pracuje na bieżącą autokonsumpcję i obniżenie kosztów energii. Magazyn energii (BESS) zasila wydzielone obwody krytyczne w czasie rozruchu agregatu.
Kluczem są właśnie wydzielone obwody krytyczne: automatyka, sterowanie procesem i urządzenia istotne dla reżimu higienicznego. Dobór układu uwzględnia tolerowaną przerwę w zasilaniu każdego z tych odbiorów.
Sercem układu jest mostek PCS do agregatu. PCS (przekształtnik energoelektroniczny magazynu) dostarcza energię z BESS do wydzielonych obwodów krytycznych. Równolegle uruchamia się agregat, który po osiągnięciu gotowości przejmuje obciążenie. Czas przełączania magazynu według karty producenta: 10 ms. To parametr katalogowy urządzenia. Wynik próby całej instalacji odnosi się do sprawdzonego trybu pracy i podłączonych odbiorów. Magazyn energii uzupełnia tu fotowoltaikę; temat rozwijamy w artykule o magazynach energii w zakładach strategicznych.
Rezultat – przełączanie bez wyłączania urządzeń
W Danmis układ zasila wybrane obwody krytyczne podczas rozruchu agregatu. Przełączanie bez wyłączania objętych nim urządzeń pozwala utrzymać pracę zabezpieczonej części procesu produkcyjnego.
Ciągłość pracy urządzeń nie oznacza zerowego czasu przełączenia elektrycznego. Odbiornik może pracować bez zatrzymania, jeśli toleruje przerwę występującą podczas przełączenia. Dlatego parametr katalogowy 10 ms zestawiamy z wymaganiami konkretnych odbiorów i próbami układu.
To podejście pokazuje, czym różni się projektowanie „energii dla zakładu” od projektowania „energii, która nie zatrzymuje produkcji”. Pierwsze pyta o moc i koszt. Drugie zaczyna od pytania, które odbiory muszą pracować bez zatrzymania i jaką przerwę elektryczną tolerują – i buduje cały układ wokół tej odpowiedzi.
Najczęstsze pytania o ciągłość produkcji w case study Danmis
Dlaczego sam agregat prądotwórczy nie chroni produkcji przed zanikiem napięcia?
Agregat potrzebuje czasu na rozruch i przejęcie obciążenia. W tym czasie zanik napięcia może zatrzymać linię lub automatykę. W Danmis magazyn energii (BESS) zasila wybrane obwody krytyczne do przejęcia obciążenia przez agregat. Dobór obejmuje czas przełączenia oraz tolerancję zabezpieczanych urządzeń.
Na czym polega mostek PCS między magazynem energii a agregatem?
PCS dostarcza energię z BESS do wydzielonych obwodów krytycznych podczas rozruchu agregatu. Gdy agregat osiąga gotowość, przejmuje obciążenie. W Danmis karta producenta podaje czas przełączania magazynu 10 ms. Ciągłość pracy wybranych urządzeń sprawdza się w próbach całego układu; parametr katalogowy nie oznacza zerowej przerwy elektrycznej.
Dlaczego ciągłość zasilania jest szczególnie ważna w spożywce i poligrafii?
W przetwórstwie spożywczym zatrzymanie linii może oznaczać ryzyko dla reżimu higienicznego i HACCP oraz straty surowca w toku, a w poligrafii – przerwanie procesu i odpady produkcyjne. W obu branżach krótki zanik napięcia nie jest drobnym zdarzeniem, lecz realnym kosztem i ryzykiem jakościowym, dlatego ciągłość zasilania obwodów krytycznych ma znaczenie operacyjne.
Chcesz ograniczyć skutki przerw w produkcji? Zacznijmy od danych o odbiorach i kosztach postoju.
Bezpłatny Przegląd Energetyczny porządkuje potrzeby i dostępne dane w Mapie oszczędności. Szczegółowa analiza ciągłości zasilania i projekt zabezpieczenia odbiorów są osobno wyceniane.
Umów bezpłatny Przegląd Energetyczny