Ipari napenergia-hasznosítás

2011/5. lapszám | VGF&HKL online |  3385 |

Figylem! Ez a cikk 15 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

Az energiahatékonyság egy összetett kérdéskör, melyet átfogóan kell közelíteni. Napjainkban sokakat foglalkoztat az energia-megtakarítás lehetősége megújuló energiák kiaknázásával. A cikkben bemutatott projekt egy kiváló példája annak, hogy a pénzügyi és műszaki feltételek mellett milyen szemléletbeli nyitottság is szükséges ahhoz, hogy egy ilyen, 258 db napkollektorból álló ipari technológiai fűtésrásegítő rendszer megvalósulhasson. Fontos kiemelni, hogy a napkollektoros rendszer csupán egy eleme annak a folyamatnak, ami a környezettudatosság és energiaracionalizálás szem előtt tartása mellett egy vállalatnál szükségszerűen végbe kell, hogy menjen.

Az energiahatékonyság fontossága az 1970-es évek olajválságai óta folyamatosan növekszik. Egyre nagyobb hangsúlyt kap az energiaköltségek leszorítása, mialatt a gazdasági növekedést és a környezet védelmét egyaránt biztosítani kell. Bár Magyarország nehéziparának leépülése abszolút energiafelhasználásunk csökkenéséhez vezetett, továbbra is összes fogyasztásunk több mint 70%-át importból fedezzük, és az importfüggőségünk folytonosan növekszik.
Napjainkban az energiafogyasztás mérséklése és az energiafelhasználás hatékonyságának növelése az iparban és a lakosság körében egyaránt megoldandó feladat. A megtakarításnak számos lehetséges módozata kínálkozik, melyek alkalmazása gazdasági és gazdaságossági kérdéseket vet fel.

1. ábra: Gorter Fémipari ZRt. ipari napkollektoros fűtésrásegítő rendszere.

Energetikai veszteségfeltárás, audit

Az energiagazdálkodási stratégiáknak, az energiapolitika kialakításának egy cég sikeres működésében napjainkban egyre fontosabb szerep jut. Az energiagazdálkodási intézkedések meghatározása elengedhetetlen a hatékony energiafelhasználás biztosításához. Az energiaracionalizálási intézkedéseket rendszerint egy energiaaudit előzi meg, ami a teljes technológia energiafelhasználását vizsgálja az elérhető legpontosabb adatok alapján. Az audit során pillanatképet kapunk a technológia jelenlegi állapotáról az energiafogyasztás, -pazarlás tekintetében.
A fogyasztási adatok forrása legtöbbször a közüzemi számlák, a szolgáltató által rögzített mérések, esetleg rendszeresen leolvasott almérőállások táblázatos rendszere. A rendelkezésre álló mérésekről általánosságban elmondható, hogy a racionalizálás helyszínéről nehéz beszerezni a megfelelő információkat, így további mérések elvégzése indokolt, hogy beazonosíthatók legyenek az energiapazarlásáért felelős felhasználók. 

2. ábra: Tömítőkád mért energiafogyasztása.

Az energiafelhasználás és -pazarlás feltárása határozza meg a javaslattételt a technológia kiváltására, felújítására vagy bővítésére.
Az auditálás folyamatát nagyban elősegítheti egy technológiai modell felállítása, amely lehetőséget ad termelési tesztek futtatására az energiafogyasztás és a -termelés költségeinek optimalizálását célozva. Ilyen modellek felállítása a technológia pontos ismeretét, valamint a modell számára fontos paraméterek pontos mérhetőségét feltételezik. Az így kialakult modell nemcsak az auditálás folyamatát segíti elő, hanem a szakértő rendszer gerincét is adja.

Cikkünk konkrét példája a Gorter Fémipari Zrt. tulajdonában álló üzem, amely a rendszerváltás előtt a Bács-Kiskun megyei Mezőgép, majd az Agrikon gyára volt. A cég főprofilja az alumíniumlemez és profil-, valamint az acéllemez-megmunkálás az alapanyagtól a festett, szerelt és késztermékig, gépjárműipari szerelt ablakszerkezetek, gépalkatrészek, valamint építőipari létrák, tető- és padlóajtók gyártása.
Az energetikai veszteségfeltárási folyamat 2008-ban kezdődött. Felmérve az ipari létesítményeket, azokat csoportosítva energiafogyasztók, energiafajták alapján, különböző fajlagos mutatókat megállapítva összeállításra került egy akcióterv, melyben az energetikai szempontból fontos intézkedéseket összegyűjtöttük. A megbízás a felületkezelő csarnokra koncentrálódott, így ott a világítási, sűrített levegő, technológiai fűtés, valamint hőszigetelés kérdéseket vizsgáltuk. A legkézenfekvőbb hőszigetelési megoldásoktól a technológia napkollektorokkal történő fűtésrásegítéséig egy sor lehetőséget bemutattunk.

3. ábra: Az első munkálatok a hófödte tetőn.

A zrt. vezetése a lehetőségek mérlegelése után megkezdte az energiaracionalizálási intézkedéseket. Ekkor született döntés arról, hogy a felületkezelő, eloxáló technológiasor fűtési energiaigényét jelentős mértékben napkollektorokkal fogjuk kiváltani a meglévő gázégős fűtés helyett. Ezután kezdődhetett a megvalósíthatósági tanulmány elkészítése, a megfelelő pályázat megírására és lebonyolítására.

Napkollektoros technológiai fűtésrásegítés

Az első lépés az eloxálósor energiafogyasztásának pontos meghatározása volt. A kapott adatszolgáltatás alapján a gyár összes földgázfogyasztásából egy becsült arányszámmal határozhattuk meg az eloxálósor fogyasztását, melyet kiindulási adatként használtunk.

4. ábra: A raklapba csomagolt napkollektorok tetőre daruzása.

Ahhoz, hogy pontosabb adatokat kapjunk, egy számítógépes modellt állítottunk fel, melyet a technológiára kihelyezett mérő- és adatgyűjtő rendszer adataival validálhattunk (1. ábra).

Ezután egy stacionárius és dinamikus modell egyaránt felállításra került, ahol vizsgáltuk a kádak felfűtési folyamatát, különböző hőmérsékletek és fűtési stratégiák figyelembe vételével, gondolva a napenergia kiaknázásánál felmerülő problémákra (üzemen kívüli energiahasznosítás, üzem közbeni rásegítés, hőelosztás, hőtárolás).
A méretezéseket elvégezve, egy 3 mezőből álló, összesen 258 darab (650 m²) sík napkollektorból (An = 2,31 m², EN12975, 40 mm hőszigetelés, Tinox réz abszorber) álló rendszert terveztünk, mely szolgáltatja a hőenergiát lágyacél csövezésen, hidraulikus váltón keresztül a szekunder oldal elosztó vezetékek felé.
A napkollektorok 3 mezőben a felületkezelő gyárépület tetején helyezkednek el. A gépészeti rendszer (osztó-gyűjtő, szivattyúk, tágulási tartályok, szelepek, hőcserélők) a technológiához közel, a kádak mellett található.
A beruházással megvalósuló napkollektoros és energiafelügyeleti rendszer éves energia-megtakarítása mintegy 1456 GJ hőenergiára tehető. A napkollektoros rendszer irányítását integrálva a meglévő technológiai fűtés vezérlésével, egy energiafelügyeleti rendszert hozunk létre, ami az automatizált működés mellett folyamatosan adatokat szolgáltat a teljes technológia működéséről, segítve nemcsak a termelés, hanem a vállalatirányítás dolgát is.

5. ábra: A kicsomagolás előtt.

 

6. ábra: Az üzembehelyezésre letakarva várakoznak a napkollektorok.

Technológiai felügyelet, irányítási rendszer

A gyártási folyamat hatékonyságának fokozásához elengedhetetlen az energiaáramlás folyamatának pontos és valós idejű ismerete. A megfelelő döntések megalkotásához szükséges ismernünk minden pillanatban a gyártás költségét, a gyártási kapacitást és ennek rendelkezésre állását. Az energiamenedzsment egy kulcsfontosságú terület, aminek segítségével megérthetjük és irányíthatjuk az energiafogyasztás és erőforrás-kihasználás, valamint a termelékenység viszonyát. Ezen kritikus információk hiánya megnehezíti a szükséges és azonnali döntések meghozatalát a folytonosan változó energiaárak, a folyamatos fejlesztést igénylő technológiák, valamint a változó termelés mellett.
A valós idejű energiamérés alapvető eleme a termelékenység megállapításának a gyártás folyamán. Valós idejű energiamenedzsment-rendszerek telepítésével a gyár teljes képet kap a kritikus teljesítménymutatókról, úgymint a valós időben változó gyártási költségek, valós idejű energetikai hatásfok, gyártási érték. A karbantartási költségek csökkenése mellett a távfelügyelet hatásaként, a technológiai paraméterek mérésén keresztül a vállalatirányítás olyan energiahatékonysági döntéseket tud meghozni, melyek 10-30%-kal is csökkenthetik az energiaköltségeket.

Eredmények

Az energetikai audit során megállapított kádtechnológiai hőszigetelés, világítótest-csere, kazáncsere fejlesztések már megvalósultak, jelenleg azon dolgozunk, hogy az optimálisabb termelés kialakításával együtt környezetünk károsanyag-terhelését is csökkentsük. A 2010-es évben döntés született, hogy pályázati úton az európai uniós és a magyar kormány által finanszírozott KEOP-4.2.0/B megújuló energiaforrások felhasználása pályázaton részt veszünk, melyet el is nyertünk.

7-8. ábra: Az első sor.

A projekt (mely a következő címet kapta: „Felületkezelő technológia napkollektoros fűtésrásegítése”) az Európai Unió támogatásával, az Európai Regionális Fejlesztési Alap társfinanszírozásával valósul meg. A projekt keretén belül közel 650 m² hőenergia-termelő napkollektort helyezünk el a felületkezelő csarnokunk tetején. A teljes beruházás összköltsége 85 213 650 forint, melyből az állami támogatás 42 615 825 forint. A rendszer kivitelezése 2010 decemberében megkezdődött, és jelenleg az első napkollektormező üzembe helyezésénél tart.

8. ábra

 

9. ábra: Az első ütem utolsó kollektorai is a helyükre kerültek. A napkollektorok 3 mezőben a felületkezelő gyárépület tetején helyezkednek el. A gépészeti rendszer (osztó-gyűjtő, szivattyúk, tágulási tartályok, szelepek, hőcserélők) a technológiához közel, a kádak mellett található

A számszerűsíthető célok között szerepel többek közt a gyár által 2010-ben felhasznált 150 000 m³ gáz eredményeképpen kibocsátott, megközelítőleg 450 tonna CO2 jelentős mérséklése. Mivel a vállalkozás az élhetőbb környezetet elsődleges céljai között említi, így ezen a beruházás megvalósításával 1456 GJ hőenergia-megtakarítást tervez elérni, ami mintegy 82 tonna CO2-kibocsátással csökkenti a környezetünk terhelését.

A környezet szempontjából fontos tényező, hogy a megvalósuló rendszer megújuló energiaforrás hasznosításán felül egy a technológiát átfogó energiafelügyeleti rendszer is tartalmaz, amely valós időben ad információkat az energiaáramlásról. Ezekből az adatokból a karbantartások tervezhetőbbek lesznek, valamint a termelés hatékonysága is fokozható. Jelenleg a kádak éves karbantartási költsége 1,7 millió Ft, amiből egy jelentős hányad a váratlan meghibásodásokból származik (450-500 ezer Ft). Amennyiben ezeket a karbantartásokat előre tudjuk jelezni, és láthatóvá válnak a fogyasztási adatok valós időben, ezek a költségek jelentősen csökkenthetők. A jelenlegi sötétsugárzók karbantartásigénye is jelentősen csökken, mivel a kihasználtságuk alacsonyabb lesz, valamint a beszabályozásukból adódó hatásfokváltozás is nyomon követhető lesz az üzemidő-monitoring alapján. A projekt megvalósulása során mintegy 1,4 millió Ft-os járulékos üzemeltetési költségcsökkenéssel számolhatunk.

Kolek Levente

---