Кіріспе
Энергияны тиімді пайдалану әдісі стандартты басқаруға негізделген Энергияны тиімді пайдалануды бақылау және мақсатты пайдалану (М&Т) - стандартты басқару аксиомасына негізделген энергия тиімділігін арттыру әдісі, ол "өлше алмайтын нәрсені басқаруға болмайды" деп айтады. М&Т әдістері энергия менеджерлеріне жұмыс істеу тәжірибесі, энергия менеджменті жобаларының нәтижелері туралы кері байланыс береді және белгілі бір кезеңде күтілетін энергия пайдалану деңгейі туралы нұсқаулар береді. Сонымен қатар, олар жабдықтың бұзылуынан, оператордың қателігінен, пайдаланушының жағымсыз мінез-құлқынан, тиімді техникалық қызмет көрсетудің болмауынан және тағы басқалардан туындаған күтпеген артық тұтыну туралы ерте ескертеді. М&Т-ның негізі энергия тұтынудың тиісті қозғаушы факторларға (HVAC жабдықтары, өндіріс орындары, ауа райы, қол жетімді күндізгі жарық және т.б.) қалыпты қатынастарын анықтау. Бұл мақсат - бизнес менеджерлеріне көмек көрсету: Энергияны шамадан тыс тұтынуды анықтау және түсіндіру Тұтыну әдеттегіден күтпеген жерден жоғары немесе төмен болған жағдайларды анықтау Энергияны тұтыну үрдістерін (күнделікті, апталық, маусымдық, операциялық) визуализациялау Бизнестегі өзгерістерді жоспарлау кезінде болашақ энергияны пайдалану мен шығындарды анықтау Энергияның ысырап болуының нақты аймақтарын диагностикалау Тиісті қозғаушы факторлардың өзгерістерінің энергияға қалай әсер ететінін байқау Энергияны басқару бағдарламалары үшін тиімділік мақсаттарын әзірлеу Энергияны тұтынуды басқару, оны тұрақты шығын ретінде қабылдаудың орнына, түпкілікті мақсат - энергия тиімділігін жақсарту және энергияны басқаруды бақылау арқылы энергия шығындарын азайту. Басқа да пайдаларға ресурстарды тиімді пайдалану, өндірісті бюджеттеуді жақсарту және парниктік газдар шығарындыларын азайту жатады.
Energy monitoring and targeting (M&T) is an energy efficiency technique based on the standard management axiom stating that “you cannot manage what you cannot measure”. M&T techniques provide energy managers with feedback on operating practices, results of energy management projects, and guidance on the level of energy use that is expected in a certain period. Importantly, they also give early warning of unexpected excess consumption caused by equipment malfunctions, operator error, unwanted user behaviours, lack of effective maintenance and the like. The foundation of M&T lies in determining the normal relationships of energy consumptions to relevant driving factors (HVAC equipment, production though puts, weather, occupancy available daylight, etc.) and the goal is to help business managers:
Identify and explain excessive energy use
Detect instances when consumption is unexpectedly higher or lower than would usually have been the case
Visualize energy consumption trends (daily, weekly, seasonal, operational )
Determine future energy use and costs when planning changes in the business
Diagnose specific areas of wasted energy
Observe how changes to relevant driving factors impact energy efficiency
Develop performance targets for energy management programs
Manage energy consumption, rather than accept it as a fixed cost
The ultimate goal is to reduce energy costs through improved energy efficiency and energy management control. Other benefits generally include increased resource efficiency, improved production budgeting and reduction of greenhouse gas (GHG) emissions.
Тарих
M&T - бұл 1980 жылы Ұлыбританияда ұлттық бағдарлама ретінде іске қосылған және содан бері бүкіл Еуропаға таралған қалыптасқан әдіс. Бұл әдістер қазір Америкада да тез дамып келеді.
Негізгі қағидалар
Бақылау және мақсатты пайдалану әдістері үшеуіне негізделеді, олар тұрақты кері байланыс циклін құрайды, осылайша энергияны пайдалануды бақылауды жақсартады.
Бақылау
Энергияны басқарудың негізін құру және белгіленген үлгіден ауытқуларды түсіндіру үшін энергияны пайдалануды бақылау туралы ақпарат. Оның негізгі мақсаты - энергия тұтыну туралы барлық қажетті деректерді, сондай-ақ алдын ала зерттеу кезінде анықталған кейбір қозғаушы факторларды (өндіріс, ауа райы және т.б.) ұсыну арқылы аталған үлгіні сақтау.
Есеп беру
Энергияны пайдалануды үнемі бақылауға, мақсаттарға жетуге және үнемдеуді тексеруге мүмкіндік беретін соңғы қағида: тиісті басшыларға есептер берілуі керек. Бұл өз кезегінде мақсаттарға жету үшін шешім қабылдау мен іс-қимыл жасауға, сондай-ақ мақсаттарға қол жеткізілгенін растауға немесе жоққа шығаруға мүмкіндік береді.
Іс-шаралар
М&Т шараларын іске асырудың алдында бірнеше дайындық шаралары қажет. Ең алдымен, энергетикалық нысандағы негізгі тұтынушыларды анықтау керек. Жалпы алғанда, энергия тұтынудың басым бөлігі аз сандағы процестерге, мысалы, жылыту немесе белгілі бір машиналарға шоғырландырылған. Бұл үшін ғимарат пен жабдықтың энергия тұтыну деңгейін бағалау үшін белгілі бір зерттеуді жүргізу қажет. Сонымен қатар тұтынуды дұрыс талдау үшін қандай басқа өлшемдер қажет екенін бағалау қажет. Бұл деректер энергия тұтынуға қатысты картаға түсіріледі: бұл тұтынуға әсер ететін негізгі факторлар, көбінесе өндіріс (өндірістік процестер үшін) немесе сыртқы температура (жылу процестері үшін), бірақ басқа да көптеген айнымалыларды қамтуы мүмкін. Өлшеуге болатын барлық айнымалылар анықталып, қажетті өлшегіштер орнатылғаннан кейін, М&Т процедураларын бастау мүмкін.
Іс-қимыл
Бірінші қадам - әр түрлі өлшегіштерден алынған деректерді жинақтау. Энергияны кері қайтарудың арзан дисплейлері қолжетімді болды. Деректерді жинақтау жиілігі қажетті есеп беру аралығына байланысты өзгереді, бірақ 30 секунд сайын бір рет 15 минут сайын бір рет болуы мүмкін. Кейбір өлшеулерді метрден тікелей алуға болады, басқаларын есептеу керек. Бұл әртүрлі өлшемдер көбінесе ағын немесе арна деп аталады. Өндіріс немесе градус күндері сияқты қозғаушы факторлар да ағындыларды құрайды және сәйкес келетін аралықтарда жиналуы керек.
Базалық сызықты анықтау
Жиналған деректерді график түрінде көрсету керек, сонда жалпы тұтынудың негізгі сызығы анықталады. Тұтыну деңгейлері өндіріске немесе бұрын анықталған кез келген өзге де айнымалыға қатысты дисперсиялық графикте сызылған және ең жақсы сәйкес келетін сызық анықталған. Бұл график - бұл компанияның орташа энергия тиімділігінің бейнесі және көптеген ақпаратты береді: y қиылысы өзгермелі мәннің жоқтығында ең аз тұтынуды береді (өндірісі жоқ, нөлдік күн). Бұл жүйенің негізгі жүктемесі, ол жұмыс істемегенде ең аз тұтыну. Қисық тұтыну мен бұрын анықталған айнымалы арасындағы байланысты білдіреді. Бұл процестің тиімділігін көрсетеді. Саттар - пайдалану факторларымен тұтынудың өзгермелілік дәрежесі. Қисық M&T мақсаттарында жиі қолданылмайды. Алайда, жоғары y қиылысу процесте ақаулық бар екенін білдіре алады, егер жоғары базалық жүктемелерге әкелетін ерекше ерекшеліктер болмаса, өнімділігі жоқ энергияны көп жұмсауға әкеледі. Екінші жағынан, өте шашыраңқы нүктелер энергия тұтынуының өзгеруіне әсер ететін басқа да маңызды факторларды көрсете алады, бірақ бұл процесс бақылауының жоқтығын көрсетеді.
The y intercept gives the minimal consumption in the absence of the variable (no production, zero degree day ). This is the base load of the system, the minimal consumption when it is not operating. The slope represents the relationship between the consumption and the previously identified variable. This represents the efficiency of the process. The scatter is the degree of variability of the consumption with operational factors. The slope is not used quite as often for M&T purposes. However, a high y intercept can mean that there is a fault in the process, causing it to use too much energy with no performance, unless there are specific distinctive features which lead to high base loads. Very scattered points, on the other hand, may reflect other significant factors playing in the variation of the energy consumption, other than the one plotted in the first place, but it can also be the illustration of a lack of control over the process.
Бақылаудағы өзгерістер
Келесі қадам - күтілетін тұтыну мен нақты өлшенген тұтыну арасындағы айырмашылықты бақылау. Бұл үшін ең көп қолданылатын құралдардың бірі - CUSUM, ол айырмашылықтардың жиынтық жиынтығы. Бұл алдымен күтілетін және нақты нәтижелер арасындағы айырманы есептеуден тұрады (бұрын анықталған ең жақсы сәйкестік сызығы және нүктелердің өздері). Осыдан кейін CUSUM-ды уақытпен салыстырып жаңа графикте көрсетуге болады, бұл энергия тиімділігі маманы үшін қосымша ақпарат береді. 0-ге шашыраған ауытқулар, әдетте, процесс қалыпты жұмыс істеп жатқанын білдіреді. Белгілі бір өзгерістер, тұрақты түрде өсу немесе азаю, әдетте, процестің жағдайларын өзгертуді көрсетеді. CUSUM графигі жағдайында еңіс өте маңызды болады, өйткені ол қол жеткізілген үнемдеудің негізгі көрсеткіші болып табылады. Бірқалыпты төмендеуі үнемі үнемдеуді білдіреді. Қисық жолағындағы кез келген ауытқу процестің өзгергенін көрсетеді. Мысалы, оң жақтағы графикте бірінші бөлімде үнемдеу жоқ деп көрсетілген. Алайда қыркүйекте (сары сызықтың басталуы) энергия тиімділігін арттыру шаралары қолданылуы керек, себебі үнемдеулер басталады. Жасыл сызық үнемдеудің артуын көрсетеді (тағайындау тік бола бастағандықтан), ал қызыл сызық қарашада болған үнемдеу процесінің өзгеруін көрсетуі керек, өйткені үнемдеу сәл төмендеді.
Себептерді анықтау
Энергия тиімділігі бойынша мамандар ғимарат менеджерлерімен бірлесіп CUSUM графигін ашып, тұтынудың өзгеруіне себепші себептерді анықтайды. Бұл мінез-құлықтың өзгеруі, процеске өзгерістер енгізу, сыртқы жағдайлардың өзгеруі және т.б. болуы мүмкін. Осы өзгерістерді бақылау және олардың себептерін анықтау керек, сонда жақсы мінез-құлықты дамыту және жақсарту, ал жаман мінез-құлықты болдырмау үшін.
Мақсаттар белгіленсін
Базалық сызық орнатылғаннан кейін және энергия тұтынудағы өзгерістердің себептері анықталғаннан кейін, болашаққа арналған мақсаттарды белгілеудің уақыты келді. Осы мәліметтерді ескере отырып, мақсатты көрсеткіш нақтырақ болып табылады, өйткені ол ғимараттың нақты тұтынуына негізделеді. Мақсаттылық екі негізгі бөліктен тұрады: тұтынуды азайтуға болатын шара және қысылуды жүзеге асыратын уақыт. Бастапқы мақсат - 2-қадамда анықталған ең жақсы сәйкестік сызық. Бұл сызық орташа тарихи өнімділікті көрсетеді. Сондықтан барлық тұтынуды тарихи орташа деңгейден төмен немесе оған тең ұстау қол жетімді мақсат болып табылады, бірақ ол жоғары тұтыну шыңдарын жоюды қамтитын қиындық болып қала береді. Кейбір компаниялар энергияны тұтынуды жақсартып, орташа өнімділігін бұрынғыдан да жоғары деңгейге түсіруді шешеді. Бұл мақсат әлдеқайда қиын деп саналады.
Бақылау нәтижелері
Бұл бізді 1-қадамға қайтарады: тұтынуды өлшеу. М&Т-ның ерекшеліктерінің бірі - бұл үздіксіз процесс, өнімділікті үнемі жақсарту үшін тұрақты кері байланыс қажет. Мақсаттар белгіленгеннен кейін және қажетті шаралар жүзеге асырылғаннан кейін, процедураны басынан бастап қайталау менеджерлердің шаралардың сәттілігі мен сәтсіздіктерін білетінін және одан әрі іс-қимыл туралы шешім қабылдай алатынын қамтамасыз етеді.
Мысалдар
M&T қосымшасының кейбір ерекшеліктері бар мысал - ASU Campus Metabolism, ол Arizona State University объектілері үшін нақты уақыт пен тарихи энергияны пайдалану және генерациялау деректерін қоғамдық веб-сайтта ұсынады. Көптеген коммуналдық қызметтер клиенттерге электрлік интервал деректерін бақылау қызметтерін ұсынады. Xcel Energy - бұл инвесторға тиесілі коммуналдық қызметтің мысалы, ол өзінің клиенттеріне үшінші тарап серіктесі Power TakeOff басқаратын Xcel Energy-ден InfoWise өнім атауымен электр және табиғи газды бақылау қызметтерін ұсынады.