EW11 cover 600
Januari 2010

Integrale benadering van energiebesparing

EW-600x400

Fossiele brandstoffen worden in de nabije toekomst schaars, besparen op energiegebruik is daarom noodzakelijk. Inmiddels zijn er flink wat methoden uitgedacht waarmee energiebesparing kan worden bereikt. Hierbij gaat het onder meer om oplossingen voor gebouwbeheer, maar daarbij worden verschillende – niet aan elkaar gekoppelde – systemen toegepast. Schneider Electric past een integrale benadering toe met EcoStruxure, waarmee grotere besparingen zijn te behalen.

Schneider Electric presenteerde medio november tijdens een persbijeenkomst in het Franse hoofdkantoor het concept EcoStruxure. Dit is in feite een structuur voor beheer van elektrisch vermogen, datacenters, processen en machines, gebouwbeheer en fysieke beveiliging, om intelligente energiemanagementoplossingen te creëren voor klanten.

Integratie

De opzet van EcoStruxure van Schneider Electric is veelomvattend. In feite stelt het bedrijf dat hun concept pas echt slaagt als dit systeem van energiecentrale tot wandcontactdoos wordt toegepast.

Het hele concept komt neer op een naadloze interconnectie en integratie van elektrische energie, gebouw-beheersystemen, beveiliging en ‘white space’-managementsystemen. Onder het begrip ‘white space’ vallen datacenters in gebouwen, inclusief hun energievoorziening, koeling, controle en milieumonitoring.

Door lokale monitoringsystemen aan elkaar te koppelen kan via een centraal geautomatiseerd monitoringsysteem met EcoStruxure een zeer energie-efficiënte energiehuishouding worden gerealiseerd. Schneider stelt dat vijftig procent reductie van de CO2-uitstoot vooral kan worden behaald door efficiënter met energie om te gaan.

Feit is dat de wereld voorlopig nog sterk afhankelijk blijft van de steeds schaarser wordende fossiele brandstoffen. Alle reden energiebesparende maatregelen te nemen. De snelste manier om een verandering in het energiegebruik te bewerkstelligen is de efficiëntie ervan te verhogen. Hierbij gaat Schneider met Eco-Struxure uit van:

-    Meten en controleren van het energiegebruik.
-    Verbeteren van de basis met apparatuur met een laag energiegebruik, de netspanningkwaliteit op peil brengen en houden, en de leveringszekerheid van de elektrische energie optimaliseren.
-    Optimaliseren door gebouw- en netspanningmanagement, motor- en verlichtingscontrole.
-    Monitoring, onderhoud en doorvoeren van verbete- ringen.

Bij EcoStruxure draait het naast deze efficiëntie tevens om veiligheid, ‘groen’, productiviteit en betrouwbaarheid.

Gedrag

Om EcoStruxure in de praktijk te kunnen waarmaken zijn alle nieuwe hoofdvestigingen van Schneider Electric – in totaal 35.000 m² en 1.700 medewerkers – wereldwijd uitgevoerd volgens dit concept. Hiermee is het energiegebruik met tweederde omlaag gebracht ten opzichte van de vorige huisvesting.

Een woordvoerder van Schneider Electric benadrukte tijdens de bijeenkomst dat het allerbelangrijkste in de hele EcoStruxure vooral de mensen zijn die er in hun dagelijks werk mee te maken hebben. Hun gedrag is van essentieel belang het concept te laten slagen. Zo moeten zij worden geprikkeld om te gaan met de techniek die energiebeheer mogelijk maakt en regels opgelegd krijgen die ze moeten naleven. Dat betekent dat zij hun kennis moeten vergroten, opleidingsprogramma’s moeten worden aangepast en er opnieuw moet worden bekeken hoe onderhoud en audits moeten worden uitgevoerd. Daarnaast is samenwerking in publiekprivate verbanden nodig en is samenwerking met andere bedrijven noodzakelijk.

Gebouwbeheer

Gebouwen die bedrijven huisvesten waren in 2008 wereldwijd goed voor een verbruik van elektrisch vermogen van bijna 17.000 TWh. Hiervan namen de gebouwen voor industriële en dienstverlenende activiteiten bijna 7.000 TWh voor hun rekening. Circa twintig procent hiervan verspilt energie door de inefficiëntie van de – traditionele – gebouwinfrastructuur. Wereldwijd kan daar bijna 1.380 TWh worden bespaard.

Het grootste probleem wat betreft gebouwinstallaties is dat ze vaak standalone zijn, afkomstig van verschillende leveranciers en niet met elkaar communiceren.

Zo kunnen in een gebouw al gauw tien verschillende systemen voorkomen voor verschillende functies, zoals elektrisch vermogen, verwarming en ventilatie, beveiliging en communicatie. Werken met al die verschillende systemen vraagt om kennis en tijd. Gaat er wat mis, dan zijn er vaak vele verschillende specialisten nodig om de problemen op te lossen. Hetzelfde geldt voor onderhoud en vervanging.

Dit alles leidt tot hoge kosten voor de instandhouding van de systemen en zorgt er voor dat een optimale energie-efficiëntie moeilijk is te bereiken.

Ideapark

In Finland is het Ideapark – een ‘commerciële stad’ – gerealiseerd, een groot winkelcentrum met vergaderfaciliteiten en een cultureel centrum, gelegen in een park. Bij het ontwerp is er al van uitgegaan dat dit park zeer energiezuinig moest zijn. Daarbij inbegrepen moesten zijn: services voor het faciliteitmanagement gedurende de gehele levenscyclus, een geoptimaliseerde Opex (Operating Expenditures, de terugkerende kosten voor de systemen en de onderneming) en een geïntegreerd managementsysteem voor elektrisch vermogen en gebouwbeheer.

In vergelijking met het gemiddelde gebruik van andere winkelcentra in Finland resulteerde dit in een verlaging van de uitgaven voor uitvoer en beheer met tweederde, een besparing van ruim 85 procent op verwarming en 45 procent op stroomverbruik. Daarnaast werd een half miljoen euro bespaard op bekabeling, omdat de systemen op afstand worden gemonitord en open communicatiesystemen worden toegepast.

Industrie

Schneider Electric levert voor de industrie naast motion en drives, HMI’s (human machine interfaces), controle- en signaleringsapparatuur en automatiserings- oplossingen, voor de machinebouw, de mijnbouw en waterwinning en -voorziening. Daarin richt het bedrijf zich met EcoStruxure op energie-efficiëntie voor onder meer OEM’ers. Zo kan bij een verpakkingsmachine door de toepassing van borstelloze en asynchrone motoren en motion drive een energiebesparing van dertig procent worden bereikt. Een besparing op verpakkingsmateriaal kan worden behaald door meer applicatie-expertise, waardoor tien procent minder plastic wordt gebruikt door de toepassing van speciale ‘film tension control’, precisie-motiondrives en borstelloze motoren. Daarnaast kan de levensduur van de tandwielkasten met veertig procent worden verlengd door toepassing van mechatronica. Hiermee wordt een soepelere acceleratie bereikt en is er minder mechanische spanning. Voor verpakkingsmachines van OEM’ers ontwikkelde Schneider Electric een ‘machine struxure’ bestaande uit een M238 controller, een Lexium-aandrijving, een BRS-GBX stappenmotor, een XBTGT grafische terminal en een Preventia-veiligheidsmodule. Dit complete sys- teem werd door Schneider Electric gebouwd vanuit een TDVA (tested, documented and validated architecture) en packaging application function blocks, en aan- gepast aan de eisen van de gebruiker.

Door dit soort oplossingen toe te passen in alle geledingen van de industrie kan jaarlijks 678 TWh (73,5 mil- jard euro) en 139 Mton CO2 worden bespaard.

Datacenters

Netwerken en datacenters consumeren jaarlijks circa 1.300 TWh, maar daar kan een  besparing van ruim 400 TWh worden behaald, iets minder dan het totaal gegenereerde elektrisch vermogen van Frankrijk in een jaar. De infrastructuren van netwerken en datacenters zorgen  ervoor dat er een verspilling van acht procent plaatsheeft. Wil optimalisatie worden bereikt, dan moet bekend zijn hoeveel van de capaciteit wordt gebruikt en hoe vaak die wordt aangesproken. Hierop moet dan ook de koeling worden afgestemd. Daarnaast treden er verliezen op in kabels die niet op maat zijn gemaakt.

Het uitgangspunt van EcoStruxure is hierbij integratie van vermogensmeters om complete datacentersites te kunnen monitoren op energiegebruik. Daarnaast wordt uitgegaan van een energiemanagementmodel voor analyse, onderzoek en ‘what if’-scenario’s. Monitoring van de datacenters en netwerken kan op afstand gebeuren, zo nodig kan worden ingegrepen. Hiervoor heeft Schneider Electric de NetBotz-monitoringtoepassingen ontwikkeld. Met dit systeem kan ook een voorspelling worden gemaakt van de in de nabije toekomst benodigde energie en de datacapaciteit. Door elektrische energie in datacenters en netwerken efficiënter te gebruiken is een besparing van dertig procent of meer haalbaar.

Powermanagement

Gaat het om beheersen van het energiegebruik in de winning van fossiele brandstoffen, de verwerking ervan in energiecentrales en de levering aan de gebruiker, dan is volgens Schneider Electric nog veel winst te behalen. Zo kan in de Verenigde Staten bij delving van kolen zeventien procent, de winning van metalen 21 procent en van mineralen 27 procent besparing op het energiegebruik worden behaald.

Hierbij moet worden uitgegaan van optimale capital expenditures (Capex, de kosten voor ontwikkeling of levering van niet-verbruikbare onderdelen van een product of systeem). Dat betekent dat bijvoorbeeld olie moet worden getransporteerd in een veilig en ‘groen’ systeem. Bovendien moet er voldoende en veilige transportcapaciteit (pijpleidingen) zijn en moeten deze over een optimale Opex beschikken. Het verwerkingsproces van olie moet worden uitgevoerd met maximale veiligheid en beveiliging volgens de ‘schijf van vijf’: safe, green, productive, efficient and reliable. Voor transport van elektrische energie geldt, om een zo hoog mogelijke besparing te verkrijgen, dat intensief moet worden gemeten wat de afname is van energie. Daarnaast moet de netspanningkwaliteit zo hoog mogelijk worden gehouden. Aan de gebruikerskant zal intelligente motor- en belastingscontrole moeten zijn. Daarnaast moet de beveiliging en controle van de elektrische installatie optimaal zijn en moet rekening wor- den gehouden met decentrale energielevering.

Schneider Electric ontwikkelde het intelligent power&- motorcontrolcenter (iPMCC), dat continu motor en belasting controleert in kritische processen. Dit systeem kan worden geïntegreerd in de netwerkstructuur en werkt met elk communicatieprotocol, energiemanagement- en procescontrolesysteem.

Tekst: Michiel den Dulk
Fotografie: Industrie