Výkonové špičky ve výrobě: jak správně nastavit RRK a snížit náklady

Ve výrobě může několik minut rozhodnout o nákladech na mnohem delší období.

Začíná směna. Spustí se výrobní linky, kompresory, pece, čerpadla a vzduchotechnika.

Každá technologie funguje správně.

Problém je, že se všechny rozběhnou ve stejný okamžik.

Výsledkem může být krátká, ale výrazná výkonová špička.

A právě proto se ve výrobních podnicích nevyplatí sledovat pouze spotřebu v MWh.

Důležitý je také výkon v kW a jeho průběh v čase.

Kde ve výrobě vznikají výkonové špičky?

Každý výrobní podnik je jiný, některé situace se ale opakují.

Náběh směny

Typický příklad.

Na začátku směny se téměř současně spustí několik výrobních technologií, kompresory, odsávání, čerpadla nebo vzduchotechnika.

Spotřeba během krátké chvíle prudce vyskočí.

Přitom může stačit změnit pořadí náběhu jednotlivých zařízení a rozložit jejich start do několika minut.

Pece a technologické ohřevy

Pece, topné spirály, indukční ohřevy nebo nahřívání forem mohou při náběhu vyžadovat vysoký výkon.

Problém vzniká zejména tehdy, když se jejich start potká s dalšími energeticky náročnými technologiemi.

Kompresorová stanice

Kompresory patří mezi významné spotřebiče řady výrobních podniků.

Pokud několik jednotek startuje současně nebo není správně nastaveno jejich řízení, mohou se výrazně podílet na výkonových špičkách.

Chlazení a další technologie

Procesní chlazení, klimatizace, čerpadla, CNC stroje nebo vzduchotechnika nemusí být samostatně problém.

Rozhodující je často jejich časový souběh.

Co má společného výkonová špička s RRK?

U výrobních podniků připojených na vysokém napětí je jedním z důležitých distribučních parametrů roční rezervovaná kapacita – RRK.

Zjednodušeně řečeno představuje výkonovou kapacitu, kterou má podnik pro své odběrné místo sjednanou.

A tady vzniká důležitý problém.

RRK nechceme mít:

příliš vysokou, protože zbytečně platíme za kapacitu, kterou běžně nepotřebujeme,

ale ani

příliš nízkou, protože při jejím překračování mohou vznikat další náklady.

Cílem proto není RRK jednoduše snížit.

Cílem je nastavit ji podle skutečné potřeby výroby.

Absolutní maximum nemusí být běžný provoz

Představme si výrobní podnik, který se většinu roku pohybuje přibližně mezi 800 a 900 kW.

Jednou ale odběr vyskočí výrazně výše.

Co se stalo?

Mohlo jít o současný náběh několika technologií. Test zařízení. Nestandardní výrobní situaci. Poruchový stav.

Pokud bychom se při nastavování RRK řídili pouze nejvyšší hodnotou za celý rok, může být výsledek zkreslený.

Proto nás nezajímá jen absolutní maximum.

Chceme znát především opakující se provozní maximum a důvod vzniku jednotlivých špiček.

Jak tedy RRK správně nastavit?

Základem jsou data.

Ideálně pracujeme alespoň s celým rokem historie, u větších provozů je užitečné podívat se i na více let.

Sledujeme především:

• čtvrthodinová maxima,

• průběh výkonu během směn,

• opakující se špičky,

• jednorázové anomálie,

• sezonní změny výroby.

A hlavně se snažíme zjistit, co konkrétní špičku způsobilo. Původní analýza doporučuje pracovat právě s čtvrthodinovými maximy, heat mapou příkonu, srovnáním směn a identifikací nestandardních náběhů.

Teprve potom můžeme rozhodnout, jaká hodnota odpovídá běžnému provozu a jakou rezervu firma skutečně potřebuje.

Do úvahy samozřejmě patří také plánované změny:

nový stroj, další směna, zvýšení výroby nebo naopak její útlum.

Nejdříve zkuste špičku odstranit

Tohle je podle mě nejdůležitější část celé problematiky.

Pokud vidíme vysokou špičku, první otázka nemusí být:

„Jak vysokou RRK potřebujeme?“

Mnohem lepší otázka je:

„Musí tato špička vůbec vzniknout?“

Někdy lze například:

• posunout náběh pece,

• postupně spouštět kompresory,

• rozdělit start výrobních linek,

• upravit provoz pomocných technologií,

• řídit některé spotřebiče podle aktuálního zatížení.

Pokud špičku odstraníme provozně, můžeme následně pracovat i s nastavením rezervované kapacity.

A to může být úspora bez omezení objemu výroby a bez velké investice.

Heat mapa rychle ukáže, kdy problém vzniká

U velkého množství čtvrthodinových hodnot může být obtížné hledat špičky pouze v tabulce.

Proto je užitečná heat mapa výkonu.

Na jednom obrázku můžeme rychle vidět:

• v kolik hodin špičky vznikají,

• zda souvisejí se začátkem směny,

• jestli se pravidelně opakují,

• zda jsou typické pouze pro určité dny,

• nebo jestli jde o jednorázovou anomálii.

Z tisíců hodnot tak dostaneme relativně jednoduchý obraz chování výroby.

A co bateriové úložiště?

Baterie může být jedním ze způsobů, jak výkonové špičky řídit pomocí tzv. peak shavingu.

Neměla by ale podle mě být první odpovědí na každou špičku.

Pokud dokážeme problém vyřešit změnou řízení nebo časováním technologií, může být takové řešení výrazně jednodušší.

Teprve pokud špičky z provozních důvodů odstranit nelze, dává smysl počítat ekonomiku dalších řešení včetně bateriového úložiště.

Nejdříve řízení. Potom investice.

Jedna špička může změnit celý pohled na odběr

Výkonové špičky jsou dobrým příkladem toho, proč ve výrobě nestačí sledovat pouze měsíční faktury.

Potřebujeme znát skutečný průběh odběru.

V Energy Saving proto při optimalizaci RRK nejdříve hledáme, kdy špičky vznikají, co je způsobuje a zda je možné je provozně omezit.

Teprve potom řešíme samotné nastavení rezervované kapacity.

Odpovídá vaše RRK skutečné potřebě výroby?

Pokud máte k dispozici průběhová data, můžeme se podívat na čtvrthodinová maxima, opakující se špičky a jejich vztah k provozu výroby.