• Building a Better World through Better Engineering

Cơ bản của hệ thống quản lý năng lượng

Bạn đang tìm hiểu về hệ thống quản lý năng lượng cho nhà máy, hay cho toà nhà thương mại, căn hộ chung cư( điện, nước, ga….) của bạn, mà bạn không biết được tất cả cả tiêu hao này đang ở đâu? sử dụng cho mục đích gì, liệu các tải đang tiêu thụ quá nhiều điện, nước, gas. CNG, LPG… nhưng có mang lại lợi nhuận cho nhà máy hay không, hay có thực sự hiệu quả hay chưa?

Hay thậm chí bạn đã rất rõ nhà máy mình đang có nhiều lãng phí liên quan tới năng lượng, nhưng việc thuyết phục đầu tư một hệ thống là rất khó khăn khi bạn không chứng mình được thứ mà mà nhà máy sẽ thu về, là một khoản đầu tư có thể thu về lợi ích gấp nhiều lần chứ không chỉ là chi phí vốn ban đầu.

Hợp lý hóa một khoản đầu tư vào cơ sở hạ tầng của một tổ chức, có thể là một  khó khăn lớn cho bất kỳ kỹ sư hoặc kỹ thuật viên nhà máy nào, thường đòi hỏi sự biện minh sâu rộng. Các khoản đầu tư được coi là có rủi ro thấp và nhanh hoàn vốn (ROI) nhất thường dễ chứng minh nhất với các cấp quản lý.  Một khoản đâu tư mà sẽ mang lợi lợi nhuận như vậy trong suốt thời gian sử dụng dụng là Hệ thống giám sát năng lượng ( Power monitoring system).

Bởi vì các hệ thống giám sát năng lượng hoạt động suốt ngày đêm, chúng có thể cung cấp dữ liệu lịch sử toàn diện giúp người nhà máy/toà nhà giảm năng lượng được cung cấp và tiêu thụ bởi các hệ thống điện trong các hệ thống dây chuyền sản xuất.

Mặc dù giá năng lượng(điện, CNG, LPG, nước)  tăng đã trở thành một ảnh hưởng lớn hơn trên bảng cân đối kế toán, nhiều nhà máy không tận dụng cơ hội để quản lý tốt hơn các chi phí này. Những nhà máy không có hệ thống giám sát năng lượng có thể không có hiểu biết về việc sử dụng năng lượng của họ ( chúng ta không biết mình lãng phí gì, ở chổ nào); những nhà máy có họ có thể không sử dụng hệ thống của họ với các hiệu suất và chức năng tối đa. Để tối ưu hóa khoản đầu tư giám sát năng lượng, điều quan trọng là phải hiểu cả ưu tiên sử dụng năng lượng và ứng dụng dự định sử dụng trong nhà máy.

Khi đánh giá sự cần thiết của một hệ thống giám sát năng lượng – hoặc đánh giá lại một hệ thống hiện hữu – để tự đặt cho mình một số câu hỏi:

Ai cần một hệ thống quản lý năng lượng?

Một hệ thống giám sát được cài đặt và cấu hình đúng là một tài sản quý giá cho hầu hết các nhà máy sử dụng năng lượng. Người tiêu dùng năng lượng có rất nhiều sự đắn đo và mối lo ngại về việc sử nơi sử dụng năng lượng có liên quan. Điều này phần lớn là do sự đa dạng của các loại tải và yêu cầu, lịch trình tiêu thụ năng lượng và mức độ chiụ đừng của nhà máy với các tải tiệu thụ chưa lý tưởng. Nhìn chung, có bốn loại ngành cơ bản: công nghiệp, thương mại, chính phủ và dân cư. Trong khi mỗi người có một mục tiêu khác nhau về tiêu thụ năng lượng và kỳ vọng khác nhau từ nhà cung cấp năng lượng có khá nhiều điểm tương đồng tồn tại.

Sử dụng năng lượng / chi phí và độ tin cậy của hệ thống điện là mối quan tâm lớn đối với hầu hết người tiêu dùng năng lượng. Cấu trúc tỷ lệ khác nhau tồn tại, tùy thuộc vào loại nghành khách nhau. Người tiêu dùng cơ bản thường phải chịu tỷ lệ giá mua năng lượng ( điện…) với một mức giá hoặc theo cấp tương ứng với mức sử dụng năng lượng của họ. Tải phức tạp hơn, chẳng hạn như người tiêu dùng trong công nghiệp và toà nhà thương mại, phải chịu các đơn giá mua điện với các hệ số phức tạp ( 3 giá,…, thường bao gồm một số ngành sản xuất khác cần nhiều năng lượng. Rõ ràng, hệ thống giám sát năng lượng trở nên có lợi hơn cho những ngành sử dụng nhiều năng lượng.

Các hệ thống giám sát cũng rất hữu ích cho người tiêu dùng có ít thay đổi trong sử dụng điện, chẳng hạn như chế tạo chất bán dẫn hoặc công nghiệp dược phẩm. Trong những trường hợp này, nhu cầu về cần một hệ thống năng lượng ổn định ( chất lượng điện năng và ổn định lưới điện…) hơn và về chi phí tiêu hao năng lương( chi phí điện cao, nước…), do các chi phí liên quan đến thời gian ngừng hoạt động của thiết bị (ví dụ: lỗi sản phẩm, thiết bị, trễ đơn hàng, trì trệ sản xuất cho điện không đạt chất lượng v.v.). Đối với các nhà máy này, các hệ thống giám sát năng lượng (PMS, EMS) được sử dụng để nhanh chóng xác định và giải quyết các sự cố xảy ra trên hệ thống điện của nhà máy.

Bởi vì các hệ thống giám sát năng lượng được lắp đặt vĩnh viễn, nên chúng hoạt động 24/7 tại nhà máy, toà nhà. Ghi nhật ký liên tục các dữ liệu liên quan đến năng lượng, cung cấp thông tin về chất lượng của hệ thống điện. Bao gồm nơi đang tiêu tốn nhiều năng lượng, và khi năng lượng được tiêu thụ, năng lượng được tiêu thụ như thế nào và tải nào đang liêu tốn năng lượng. Các thông tin này có thể giúp bạn giảm năng lượng được cung cấp và tiêu thụ bởi hệ thống điện của nhà máy.

Do chất lượng năng lượng cung cấp cho nhà máy có thể ảnh hưởng xấu đến hoạt động của công ty, đôi khi dẫn đến hư hoặc xuống cấp thiết bị điện và điều khiển, sản phẩm, doanh thu và danh tiếng của nhà sản xuất, các nhà quản lý xuất sắc của các nhà máy thường  phải cân nhắc lợi thế của việc thực hiện đầu tư một hệ thống quản lý năng lượng.

Tại sao phải lắp đặt một hệ thống quản lý năng lượng?

Có nhiều lợi ích khi đầu tư một hệ thống giám sát năng lượng- một trong số đó liên quan chặt chẽ với nhau. Một hệ thống giám sát năng lượng được thiết kếlập trình hợp lý cung cấp cái nhìn sâu sắc hơn về các thông số vận hành của hệ thống điện của nhà máy, toàn nhà, căn hộ. Một mặt đánh giá chặt chẽ về dữ liệu được tạo ra bởi một hệ thống giám sát năng lượng có thể nhìn ra nhiều cơ hội, bao gồm:

  • Môi trường – Kiến thức tốt hơn về cách sử dụng năng lượng trong một nhà máy, toàn nhà cho phép bạn xác định một loạt các triển vọng để cải thiện hiệu quả, giảm thiểu chất thải và giảm tiêu thụ năng lượng, từ đó cho phép bạn trở thành người quản lý tốt hơn các nguồn tài nguyên thiên nhiên.( Giảm tiêu thụ máy lạnh, hệ thống làm mát toà nhà, giảm điện tiêu thụ hành lang toàn nhà, giảm được điện cho chiller và AHU cho phòng trung tâm dữ liệu…)
  • Độ tin cậy – Đánh giá dữ liệu từ hệ thống giám sát có thể tiết lộ các vấn đề hiện tại hoặc sắp xảy ra có thể ảnh hưởng xấu đến hoạt động và sản phẩm trong một nhà máy. Dữ liệu lịch sử từ các hệ thống giám sát năng lượng có thể giúp xác định vị trí và khắc phục các vấn đề cấp bách và dài hạng, dẫn đến tăng năng suất.
  • Bảo trì – Biểu đồ xu hướng giá trị có thể dự báo và thông báo cho những người liên quan khi có thể vượt quá các thông số cho phép của từng thiết bị, cho phép bạn lên kế hoạch trước thay vì phải đối mặt với việc tắt máy đột xuất. ( Bảo trì chủ động, tăng hiệu quả, giảm thời gian chết, OEE)
  • An toàn – Hệ thống giám sát có thể hạn chế tiếp xúc trực tiếp của nhân viên với môi trường điện nguy hiểm tiềm tàng, bằng cách hiển trị trạng thái từ xa và các thông số vận hành của thiết bị trong khu vực nguy hiểm. Một số thiết bị giám sát năng lượng cũng cung cấp nhiều thông số bổ sung (nhiệt độ, áp suất, tốc độ dòng chảy, độ rung, chỉ báo trạng thái, v.v.) thông qua việc sử dụng các cảm biến.
  • Tài chính – Mỗi lợi ích được thảo luận ở trên hoặc trực tiếp hoặc gián tiếp ảnh hưởng đến lợi nhuận của doanh nghiệp. Trong hầu hết các trường hợp, việc tiết kiệm được tiền, thông qua giảm các tải tiêu hao năng lượng lảng phí, tăng được hiệu suất, bảo trì chủ động… giúp cho nhà máy hay các toàn nhà thương mại, căn hộ nhanh chóng hoàn vốn được hệ thống giám sát năng lượng, và điều này cũng giúp các kỹ sư nhà máy có thể thuyết phục được các cấp quản lý một khoản đầu tư hợp lý cho hệ thống.

Các báo cáo của hệ thống quản lý năng lượng

 

Các lợi ích khác từ hệ thống quản lý năng lượng bao gồm các tính năng như đánh giá chính xác về công suất hệ thống điện dự phòng, phân bổ và xác nhận thanh toán hoặc đặt tối ưu các thiết bị giảm thiểu. Khi bạn quyết định xem một hệ thống giám sát năng lượng có ý nghĩa trong tình huống cụ thể của nhà máy, hay toàn nhà của bạn hay không, bước tiếp theo là thu hẹp lĩnh vực lựa chọn.

Những thiết bị nào sẽ được lắp đặt?

Một hệ thống giám sát năng lượng thường có  hai hoặc nhiều điểm gắn đồng hồ đo năng lượng độc lập được kết nối với nhau thông qua một số chuẩn truyền thông khác nhau như Modbus, BACnet, ethernet, profinet. Ba thành phần chính của hệ thống giám sát năng lượng bao gồm:

1) Thiết bị/ đồng hồ đo năng lượng và ghi dữ liệu,

2) Phần mềm lưu trữ dữ liệu, quản lý và hiển thị dữ liệu của hệ thống.

3) Cấu hình phần cứng truyền thông giữa phần mềm giám sát năng lượng và đồng hồ đo năng lượng đa chức năng.

Các thành phần hệ thống giám sát năng lượng có thể có thêm các phần phụ trợ khác, nhưng vấn phải đảm bảo tính tương thích của hệ thống phần mềm, mở rộng phần cứng, thông thường phầm mềm quả lý của hãng này sẽ hỗ trợ khó khăn đồng hồ đo năng lượng của hãng khác, chính vị vậy bạn cần phải chú ý điều này. ( cách triển khai một hệ thống giám sát năng lượng, linh hoạt, mở rộng không giới hạn điểm đo, và kết nối với bất kỳ đồng hồ đo đếm năng lượng của hàng nào.)

 

Các đồng hồ đo năng lượng cấp thấp thường cung cấp các phép đo cơ bản, bao gồm điện áp, dòng điện, công suất thực và công suất phản kháng, hệ số công suất và mức sử dụng năng lượng. Các tùy chọn tương đối rẻ tiền này thường bị giới hạn về chức năng và khả năng mở rộng. Đồng hồ đo năng lượng cấp thấp có thể được sản xuất với các linh kiện rẽ hơn, dẫn đến độ chính xác của phép đo không thấp.

Mặt khác, các đồng hồ đo năng lượng cao cấp phức tạp hơn, cung cấp nhiều tính năng khác nhau. Ngoài các phép đo được cung cấp bởi đồ hồ đo giá rẻ, các thiết bị này có thể thực hiện nhiều nhiệm vụ phức tạp, như phát hiện nhiễu và vị trí nhiễu, có thể cấu hình báo động tự động, phân tích méo sóng hài (harmonic distortion analysis), phát hiện nhấp nháy và vị trí, phát hiện lỗi thoáng qua tốc độ cao và khử răng cưa. Các đồng hồ đo năng lượng cao cấp thường được sản xuất với các linh kiện và thành phần chính xác cao hơn và thực chất chính xác hơn các đồng hồ đo năng lượng cấp thấp; Tuy nhiên, chúng cũng đắt hơn. Cuối cùng, việc lựa chọn một thiết bị so với thiết bị khác phụ thuộc vào ứng dụng  của thiết bị tại vị trí đo hoặc mức độ quan trọng của hệ thống, cũng như dự toán ngân sách cho hệ thống quản lý năng lượng của bạn.

Đánh giá dữ liệu từ các thiết bị giám sát năng lượng được thực hiện dễ dàng và hiệu quả hơn với phần mềm trên máy tính, thậm chí trên điện thoại di động so với các thiết bị giám sát độc lập. Phần mềm cho phép bạn không chỉ xem dữ liệu từ các thiết bị độc lập mà còn thực hiện các phân tích phức tạp ở cấp hệ thống. Phần mềm cung cấp chức năng để ghi nhật ký dữ liệu (data history trend) trong các thiết bị cấp thấp mà không có khả năng ghi lại lịch sử, hoặc đồng hồ cao cấp nhưng khả năng lưu trữ dữ liệu có giới hạn. Phần mềm quản lý năng lượng cũng có thể được cấu hình để tổng hợp dữ liệu trên một hoặc nhiều hệ thống giám sát. Bạn cũng có thể xem dữ liệu báo động từ bất kỳ thiết bị riêng biệt nào trên hệ thống giám sát tại một điểm giám sát tập trung- máy tính cá nhân, hoặc qua mạng internet, qua điện thoại từ xa. Nói chung, dữ liệu được tải lên từ các thiết bị đo năng lượng rạc vào một máy chủ chứa phần mềm quản trị của hệ thống giám sát năng lượng. Tuy nhiên, với các giải pháp quản lý năng lượng của Á Đông Engineering, bạn có thể dễ dàng lưu trữ dữ liệu database lên các Cloud Azure, IBM, Amazone… một cách dễ dàng, và thậm chí điều khiển giám sát từ xa qua internet sử dụng máy tính, máy tính bảng, hay điện thoại một cách mượt mà với IGNITION

Giao tiếp giữa các thiết bị giám sát năng lượng riêng biệt hoặc giữa phần mềm và thiết bị giám sát đòi hỏi cả cả phần mềm và thiết bị đều có khả năng truyền thông (modbus, ethernet, profibus, BACnet, profinet…). Truyền thông có thể sử dụng qua kết nối cáp truyền thông, truyền thông không dây wifi hoặc kết hợp cả hai. trước đây thì việc kết nối thường được sử dụng bằng cáp, nhưng giờ đây việc sử dụng cả liên kết không dây và cáp quang đang trở nên phổ biến hơn. Truyền thông không dây thuận tiện hơn liên kết bằng cáp cứng vì không cần cáp vật lý trong khi cáp quang với khả năng truyền được đi xa mà vấn đảm bảo độ chính xác của dữ liệu.

Các giao thức truyền thông thường sử dụng theo tiêu chuẩn, tuy nhiên các nhà sản xuất vấn thương hỗ trợ tốt các thiết bị do hãng mình sản xuất, việc kết nối và khai báo thiết bị dễ dàng hơn, truyền thông đơn giản hơn, nếu bạn sử dụng một phần mềm quản lý năng lượng này, nhưng lại sử dụng thiết bị đo đém của nhiều hãng khác nhau thì sẽ phát sinh ra khá nhiều các bộ chuyển đổi tín hiệu truyền thông.

Hiểu được các vấn đề này, với nền tảng IGNITION, Phần mềm quản lý năng lượng của Á Đông Engineering, hỗ trợ và dễ dàng kết nối với tất cả các thiết bị miễn có thể truyền thông mà không tốn tiền  bất kỳ OPC trung gian hay bộ chuyển đổi chuẩn truyền thông nào.

Khi bạn đã xác định được nhu cầu về hệ thống quản lý năng lượng và chọn thiết bị phù hợp, đã đến lúc xác định vị trí tốt nhất.

Nên lắp đặt thiết bị ở đâu?

Một triết lý lắp đặt là lắp một bộ đo đếm điện năng đa chức năng cao cấp tại tủ điện chính phân phối của nhà máy (main electrical switchgear), và lắp các đồng hồ đo năng lượng chức năng thấp hơn tại các tủ tiêu thụ, trong hệ thống điện của nhà máy. Cách tiếp cận này được thực hiện khi bạn muốn hiểu chất lượng điện năng được cung cấp, đồng thời nắm bắt các đặc tính lưới điện cơ bản trong nhà máy của bạn.

Một triết lý khác là lắp đặt các thiết bị đo điện đa năng tương ứng với ứng dụng của chúng trong toàn bộ nhà máy. Người vận hành dựa vào phương pháp này để hiểu cả việc sử dụng năng lượng và chất lượng điện năngtrong toàn bộ nhà máy. Giám sát các tải tiêu thụ điện lớn có thể cho phép bạn xác định các cơ hội tiết kiệm năng lượng ( có thể là điện, CNG, LPG, nước và cả hơi nước), đồng thời xác định các thông số điện có thể làm hỏng tải hoặc ảnh hưởng đến sản phẩm. Rõ ràng là nhiều điểm giám sát sẽ cung cấp một cái nhìn tốt hơn của hệ thống điện, tất nhiên với phương án này sẽ tốn nhiều tiền hơn phương án trên

Tại sao thực hiện đầu tư hệ thống quản lý năng lượng?

As with any investment, the decision to purchase a power monitoring system should be thought out carefully. By recognizing your primary objectives and considering all of the factors explained in this article, you can choose the components of a power monitoring system with confidence — designing and building an effective solution that will pay dividends for years to come.

Như với bất kỳ khoản đầu tư nào, quyết định mua một hệ thống giám sát năng lượng nên được suy nghĩ cẩn thận. Bằng cách nhận ra các mục tiêu chính của bạn và xem xét tất cả các yếu tố được giải thích trong bài viết này, bạn có thể chọn các thành phần của hệ thống giám sát quyền lực một cách tự tin – thiết kế và xây dựng một giải pháp hiệu quả sẽ mang lại lợi nhuận cho nhiều năm tới.

Nếu vấn chưa tự tin: Hãy gọi chúng tôi: 0888 517 101| [email protected] chúng tôi có từ: Giải pháp quản lý năng lượng, thiết bị đo đếm năng lượng, phần mềm quản lý năng lượng không giới hạn( phần mềm có thể chạy mượt mà trên điện thoại thông minh, cho bạn khi đang cafe ở bên ngoài vấn có thể theo dõi thời gian thực), nếu bạn vấn chưa yên tâm, chúng tôi có thể lắp đặt và chạy thử hệ thống và bàn giao trọn gói.

Những lĩnh vực nào có thể áp dụng hệ thống quản lý năng lượng:

  • Các nhà máy sản xuất tiêu hao nhiều năng lượng như: Ngành thép, sản xuất beer, thực phẩm, hoá chất, nhà máy đạm, các nhà máy nước và xử lý nước…
  • Các toà nhà thương mại bao gồm quản lý năng lượng cho các khu vực tiện ích chung và riêng
  • Các toà nhà chung cư, căn hộ cao cấp cần tối ưu chi phí tiêu tốn năng lượng tới thời gian bảo trì hàng năm.
  • Các Bệnh viện hay thạm chí là trong các trường đại học, cao đẳng cũng là nơi tiêu thụ rất nhiều điện.
  • Các ban quản lý khu công nghiệp và tổ hợp nhà hàng khách sạn, sân golf, resort.