측정은 에너지 절감과 어떤 관련이 있을까요? 결국 ROI와 수익이 핵심입니다.
산업 시설은 운영을 위해 제품, 데이터 또는 그 무엇이든 어떤 에너지를 소비해야 하며 대부분의 공장에서는 너무 많은 전기를 낭비합니다. 그들은 비효율적인 에너지 사용자입니다. 20년 전만 해도 시설 관리에서는 에너지 효율성에 신경을 쓰지 않았습니다. 즉, 에너지는 저렴했습니다. 에너지가 비싸지자 관리자는 에너지 비용을 줄이는 데 관심을 갖게 되었지만, 이러한 조치는 사업적 관점에서 적용되어야 했습니다.
충분히 해결할 수 있는 낭비가 있는 ROI 전환점은 어디일까요?
이 질문에 답하려면 건물에서 다양한 유형의 작업(시스템)을 위해 소비하는 에너지의 양을 측정하고 표준과 비교해야 합니다. 그러면 얼마나 많은 낭비가 발생하는지 알 수 있습니다. 추가 측정을 통해 낭비의 근본 원인을 식별할 수 있습니다. ROI 방정식의 세 가지 요점은 다음과 같습니다. 1) 낭비의 양은 2) 원인과 3) 해결 비용이 결합된 것입니다.
에너지 절감은 언제 실현됩니까?
에너지 절감은 간접비를 줄여 생산성을 높이려는 시설, 즉 지출만을 줄이는 것이 아니라 적은 비용으로 더 많은 일을 하고자 하는 시설에 적합합니다.
에너지 검사는 효율성을 높일 수 있는 기회를 식별하고 시설 관리자에게 데이터를 제공하여, 시설의 주요 목표를 고려할 때 어떤 에너지 절감 활동이 타당한지, 어떤 에너지 절감 활동이 ROI를 충분히 제공하지 않거나 우선 순위에서 너무 벗어나는지 이해할 수 있도록 합니다. 가장 큰 기회는 일반적으로 최적화되지 않은 오래된 대규모 에너지 소비 시스템이 있는 시설에 존재합니다. 다른 좋은 후보로는 자동화나 제어 장치가 많이 도입되지 않은 생산 시설과 대규모 증기 시스템 또는 압축 공기 시스템을 포함하는 시설이 있습니다.
얼마나 절감할 수 있습니까?
미국 에너지부(DOE)에 따르면 시설은 에너지 요금을 25%까지 낮출 수 있지만 실제 절감은 몇 가지 사항에 따라 달라집니다. 첫째, 시설에서 어떤 종류의 시스템과 활동이 발생하는가? 하루 중 가장 저렴한 시간을 활용하기 위해 전력 요금표에 매핑된 적이 없는 대용량 부하의 경우 상당한 절감 효과를 얻을 수 있습니다. 대부분 작은 부하를 실행하는 시설은 동일한 기회를 얻지 못할 수 있습니다. 둘째, 건물 시스템이 얼마나 비효율적인가? 새롭고 잘 관리된 시설은 시스템과 장비가 권장 설정 및 유지보수 방식에서 벗어난 오래된 시설만큼 많은 비용 절감 기회를 제공하지 않습니다.
가정에서 낭비되는 에너지를 생각할 때 창문을 통해 새어 들어오는 찬 공기나 오래된 전구를 LED로 교체하는 것을 생각할 수 있습니다. 그러나 제조 또는 복합용도 시설에서는 어떤 종류의 "에너지 낭비"가 발생할까요?
에너지를 사용하여 공기를 가열하거나 냉각하고 환기 시스템을 통해 강제로 공기를 창 밖으로 새게 하는 것은 시스템을 과도하게 생산하고 소비하게 만듭니다. 시설의 얼마나 많은 다른 시스템이 막힌 필터, 너무 큰 모터 등으로 인해 필요 이상으로 작동하고 있습니까?
그렇습니다. 제조 또는 복합용도 시설은 조명 및 건물 외피에서 모두 낭비가 발생할 수 있습니다. 그러나 그것들이 가장 먼저 해결해야 할 낭비일까요?
이 질문에 답하려면 먼저, 모든 주요 부하에서 전력 소비를 기록하고 이를 요금표과 가동 일정 모두에 매핑하고 ROI를 계산해야 합니다. 종종, 시설에서는 대형 장비에 대한 유지보수 및 가동 비용 절감 효과를 충분히 발견할 수 있으며, 이를 통해 몇 년 이내에 에너지 절약형 장비로의 교체를 가속화하는 데 필요한 비용을 절감할 수 있습니다.
예산, 시간, 자원이 모두 제한적일 때 에너지 소비를 줄이는 방법
기준에서부터 작업합니다.
그 출발점은 에너지가 언제 어디에서 무엇에 의해 사용되고 있는지 식별하는 것입니다. 시설 소유자, 관리자 및 기술자가 사업을 운영하는 데 필요한 에너지의 양과 낭비되는 에너지의 양을 정확히 파악하고 나면, 결정을 내리고 계획을 세울 수 있습니다. 해당 상태에 도달하려면 먼저 최근 몇 개의 공과금 청구서 사본을 받고 과징금 및 최대 수요 요금의 징후를 찾으십시오. 전력 회사 웹 사이트에서 요금표 사본을 다운로드하면 가동 일정과 비교하여 하루 중 여러 시간대에 에너지 단위 비용이 얼마나 드는지 알 수 있습니다. 필요한 경우 전력 회사 서비스 부서에 직접 전화하십시오. 기꺼이 상담해 드릴 것입니다.
그런 다음 자신의 전기 팀이나 전기 도급업자에게 주요 전력 인입구와 가장 큰 시스템 및 부하에 대한 공급 패널에서 전력을 기록하도록 지시하십시오. 대표적인 기간 동안 kW, kWh 및 역률을 기록합니다. 이것은 3상 회로 및 부하의 실제 전력 소비에 대한 매우 정확한 묘사를 합니다. 가장 큰 절감 효과는 부하 가동을 하루 중 더 저렴한 에너지 요금 시간대로 전환하는 것입니다.
어떤 시스템이 가장 큰 에너지 낭비입니까?
전기 공급 시스템을 매핑하는 것 외에도 전기 기계, 증기 및 압축 공기 시스템을 평가하십시오. 일반적으로 이러한 시스템에는 에너지 낭비가 만연해있지만 상당히 쉽게 고칠 수 있습니다.
전기 기계
전기 기계 시스템에서 에너지 낭비는 5가지 일반적인 유형 즉, 1) 전기적, 2) 기계적/마찰, 3) 일정, 4) 제어, 5) 크기 조정/효율성 측면에서 발생합니다.
Fluke 1738 고급 전력 에너지 로거를 사용하여 기계 시스템에 대한 에너지 연구 수행
- 전압/전류 과부하 및 위상 불균형은 전기 기계 시스템에서 두 가지 주요 에너지 낭비입니다. 이러한 전기적 문제는 모두 전력 품질 분석기와 열화상 장비로 감지할 수 있습니다.
- 에너지를 낭비하는 기계적 상황은 열화상 및 진동계로 감지할 수 있는 과열 및 과도한 진동으로 나타납니다. 가능한 원인은 냉각 및 기류에서 베어링 정렬 및 기타 마찰 원인에 이르기까지 다양합니다. 커플링, 샤프트, 벨트, 베어링, 팬, 전기 구성요소, 종단/배선함, 권선 등에서 비효율적인 가동을 나타내고 결과적으로 에너지를 낭비할 수 있는 모든 것을 열 스캔합니다.
- 앞에서 언급했듯이 가장 쉬운 에너지 절감 방안 중 하나는 전체 가동 일정에 걸쳐 큰 전기 기계 부하에서 전력 소비를 기록하는 것입니다. 기계가 가장 많은 에너지를 사용하는 시간(종종 시동 시)을 판단하고 사용 시간을 전력 요금이 가장 저렴한 시간으로 조정할 수 있는지 확인하십시오.
- 동일한 전력 로그를 사용하여 가동 일정을 기계가 에너지를 사용하는 빈도와 비교하십시오. 활발히 사용하지 않을 때 얼마나 많은 전력을 사용하고 있습니까? 제어 장치를 사용하지 않으면 대부분의 기계를 수동으로 꺼 에너지 소비를 막아야 합니다. 수동 작업이 항상 발생하는 것은 아닙니다. 모든 기계를 실제로 끌 수 있는 것은 아니지만 대부분은 유휴 상태로 둘 수 있습니다. 제어 장치는 단순한 것에서 완전히 자동화된 것까지 다양합니다. 센서와 타이머를 사용하여 기계를 융통성 있게 유휴 상태로 만드는 것부터 PLC에 가동을 하드 코딩하는 것까지 가능합니다.
- 크기 조정 및 효율성 등급. 특히 오래된 시설에서는 가동 요구 사항은 변경되지만 부하가 그대로 유지되기 때문에 때로는 높지 않은 마력을 사용하는 시스템을 구동하기 위해 크고 비싸며 시동이 어려운 모터를 그대로 사용하게 됩니다. 어떠한 시설 관리자라도 대형 장비의 수명을 최대화하기 위해 노력할 것입니다. 그러나 실제 부하 요구 사항과 새로운 고효율, 적절한 크기의 유닛과 비교하여 모터가 얼마나 많은 전력을 사용하는지 기록할 가치가 있습니다. 얼마나 많은 초과 에너지가 소비되고 있는지 계산하고 요금을 곱하십시오. 새 모터가 스스로 비용을 지불하는 데 걸리는 시간을 계산합니다. 때로는 고장이 나기 전에 장비를 교체하는 것이 경제적으로 합리적일 수 있습니다. 그렇지 않은 경우 제어 장치를 사용하여 출력을 변조할 수 있는지 고려하십시오.
증기
가열 처리 과정은 관리 가능 운영비의 상당 부분을 차지하며, 여러 가지 에너지 낭비 시나리오를 피하기 위해 시스템을 정기적으로 검사해야 합니다.
시작하려면 보일러의 에너지 소비량을 기록하여 에너지 소비량의 기준을 구하십시오. 그런 다음 증기 트랩, 압력 게이지, 절연재, 펌프 및 밸브를 포함한 분배 시스템을 검사하십시오. 열화상 장비를 사용하여 고장 난 증기 트랩, 누출, 막힘, 값 문제 및 응축수 고장을 감지하십시오. 목표는 예열된 응축수를 가능한 한 많이 보일러로 되돌리는 것입니다.
Fluke Ti401 PRO 열화상 카메라로 검사 수행
열화상 카메라를 사용하여 증기 누출을 확인할 수도 있습니다. 단열재가 느슨하거나 누락되었는지 확인하고 모든 증기 트랩이 제대로 가동하는지 확인하십시오. 보일러 내부를 청소하고 증기 전송 라인이 막혔는지 확인하십시오. 이러한 단합된 노력은 에너지 낭비를 식별하고 팀이 에너지 절감 방안을 계획하는 데 도움이 됩니다. 대부분은 자본 비용보다는 유지보수를 통해 구현할 수 있습니다.
압축 공기
100마력의 공기 컴프레서는 연간 약 $50,000의 전기를 소비할 수 있으며, 그 전기의 30%가 분배 누출 및 낭비적인 사용 관행으로 인해 사용되지 않는 압축 공기에 사용됩니다. 그러나 많은 시설에서 압축 공기 운영의 효율성을 평가한 적이 없습니다. 사실, 더 많은 공기 압력이 필요할 때 많은 시설에서는 기존 시스템에서 더 많은 압력을 얻을 수 있다는 사실을 깨닫지 못한 채 추가 컴프레서를 구입하여 가동합니다.
Fluke ii900 Sonic 산업용 이미저로 압축 공기 라인 검사
Compressed Air Challenge의 연구에 따르면 압축 공기 사용자의 17%만이 압축 공기 시스템 관리 목표로 효율성을 중요시하지만 71%는 단순히 일관되고 안정적인 공기 공급을 원합니다. 그 철학은 사용 지점으로 이어집니다. 공압 장비 설비에는 종종 단순한 솔레노이드 차단 밸브조차 부족하여 지속적인 압축기 가동을 필요로 하며, 작업 현장 직원은 종종 압축 공기를 무료 자원으로 취급하여 작업 영역을 청소하고 심지어 더위를 식히기 위해 사용합니다.
낭비 수준을 식별하고 정량화하려면 먼저 모든 공기 압축기에서 전체 사업 주기 동안의 전력을 기록하십시오. 이것은 현재 공기 압력 레벨을 생성하는 데 필요한 에너지 양을 설정합니다. 또한 압력 게이지 교정기를 통해 사용 지점과 비교하여 압축기 출력에서 psi를 기록하고, 압력 강하의 양을 판단하고, 공압 장비를 작동하는 데 필요한 제조업체에서 지정한 psi를 확인하십시오. "그냥" 과도한 압력을 가하지 마십시오. 로깅 멀티미터에 연결된 압력 모듈은 특수 장비에 투자하지 않고 이러한 테스트를 수행하는 한 가지 방법입니다. 마지막으로, Sonic 산업용 이미저를 사용하여 공기 라인 공간을 최대한 많이 스캔하여 공기 누출의 위치와 범위를 판단하십시오. 이 공기 누출 계산기를 사용하여 ROI를 알아보십시오.
결론
궁극적으로, 이러한 간단하고 직접적인 모범 사례를 통해 공장 레벨에서 에너지 효율성을 개선하는 데 큰 진전을 이룰 수 있습니다. 개별적으로는 가치를 제공하지만 결합하면 에너지 절감의 발전소가 될 수 있습니다.