能源管理

碳中和

能源管理系統如何幫助工廠節約能源?

台灣製造業不斷往數位轉型方向邁進,將工廠內打造成自動化產線,解決人力不足與提高品質良率的問題,但卻衍生出增加能源消耗的問題,那麼工廠該如何有效進行能源管理、節約資源呢?

作者

莊馥綺

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・2023/02/23

在政府大力推動2050淨零碳排政策下,很多製造業者為了達成品牌要求,早早開始進行「減碳」的布局,像是台積電便在2012年率先取得國內第一張綠色工廠標章,接著要求在2050年做到零碳排,更要求旗下供應商在2030年前完成節能20%,否則將失去採購資格。

 

因此許多企業也希望可以降低廠內碳排放量,達到國際設定標準值,但想要做好節約能源,第一步就是進行全面的詳細規劃,但很多企業在進行工廠的能源管理時,經常會陷入以下幾個盲點誤區。

 


工廠進行能源管理會遇到的盲點

1.單純針對硬體設備進行改善

工欲善其事,必先利其器,但並非將所有設備汰舊換新後後就萬無一失,「能源管理」並非只是將其中幾個設備換成最新、效能最高的就可以達到,而是需要以全廠內的系統、設備來規劃,才能做到真正節能的效果。

 

2.忽略設備持續耗能成本

如果在一開始採購設備時,只考慮價錢高低而忽略設備本身是否耗能的話,會變成日後在相關能源支出上又多了一筆持續性且可觀的費用。舉例來說:當你需要購買冷氣時,變頻且節能的機型一定比傳統機型的價錢來的得高,如果因為價格考量而買了傳統機型的冷氣,會造成之後花更多錢來付電費。

因此在購買廠內所有設備時,不能只考慮到價格這點而已,設備啟用後耗能需求一定是日益增長的,無論是水費、電費都是一筆持續性的可觀消耗,但很多企業卻會忽略這一點,導致後續無法降低能源支出的成本。

 

3.沒有全面系統性的能源管理規劃

節能是一件長期抗戰的事情,必須掌握工廠內所有設備的能耗用量才能知道該怎麼對症下藥,但系統中各個耗能設備間的用能會互相影響,因此要針對整個系統進行改善


可以透過資料蒐集和分析,呈現設備即時運轉狀態、耗能情況,以確保生產正常。再導入節能、智慧監控管理方案來規範能源使用的行為,才能降低能源消耗,提高能源使用效率。


 


能源管理系統運用目的

1.統整資源

能源管理系統是利用數位技術來整合各項數據來源,蒐集即時數據,並紀錄完整的能源使用狀況。但這不是將廠內設備全部汰舊換新,或是加裝變頻器就可以改善的,而是要精準抓出用電流向、用電費用等所有數據資料,才能讓管理者以最佳的節能方式進行能源平衡

 

2.提升產能

無論是現場系統設備,還是後台的管理系統,全都需要「電力」來供給,因此想要提升產能,就要先從穩定生產線下手,不能發生某機台或某區域用電量超載的情形,因此即時管控現場能源用量是最基礎也是最重要的利用能源管理系統可以掌握相關數據資料,協助管理者更快、更直接發現問題,改善後排除

 

3.淨零碳排

政府規定契約用電容量高達800KW以上的用戶,每年必須要節約1%,而台灣製造業在能源消耗這一塊又以用電需求佔比最高,因此如何掌握工廠內設備能耗用量,並針對碳排放量進行統計和做同期比對,利用實質數據資料,才能看出工廠實際情形,進而達到節能的同時並降低碳排放。

 

能源管理系統功能與效益

1.即時監控,讓現場運作一覽無遺

利用遠端監控系統加上系統內會將整個設備運轉狀態完整呈現,無論是控制系統或是排程系統都可以在一開始設定好後,便進行即時監控,避免引發跳電或造成設備損壞等重大損失的風險,也能隨時調整參數,或是進行運行模式的切換。

 

2.整理數據趨勢圖,協助管理者進行決策

蒐集到的所有數據進行分析,無論是溫度、壓力、濕度、用電量、用水量等,都可以找出重點耗能目標,以此數據進行設備參數調整

 

當然也可以把所蒐集到的數據直接圖表化,如:柱狀圖、堆疊圖、折線圖等,或是勾選要篩選要件進行比對後,直接匯出成圖表,不僅省去人力將資料彙整成圖表的時間,還可以讓管理者直接進行節能調整與處理

 

3.即時報警,協助人員掌握現場情形

當整個廠區內任何一處發生異常時,會立刻發出警告,並進行遠端發報,以Mail、Line、簡訊等方式通知相關人員即時處理,避免產生更嚴重的問題。

 

系統內會紀錄並顯示異常發生的次數,當需要調出數據時,只要設定篩選條件後,便可直接以圖表方式呈現,像是管理者可以調出發生異常次數最多的原因與地方,進行分析改善優化。

 

 

能源管理系統實際應用案例

案例一:以護理專科學校為例

為了改善設備老舊、耗電量高,不符合節約能源問題,並降低人力成本,經過團隊評估後,決定汰換耗能舊設備,改為耗電較低的新設備,直接降低用電量,並以週為單位進行定時、定溫控制,設定主、備機水溫控制條件,減少非工作時間以外的耗能。如果需要每日用電量情況,也可將數據資料圖形呈現,在直接匯出成報表,減少人工作業時間

 

案例二:以知名飲用水廠為例

由於廠內有許多空壓機,當壓力不足時,需要人工開啟備機,但當壓力達到設定值時,或是明明沒有須求,卻還是成現空車狀態,不會自動停機,造成能源耗損。後來直接汰換耗能舊主機設備,改為耗電較低的新設備增加變頻櫃降低用電量建立群控系統減少不必要的待機耗電,壓力控制在所需壓力值,減少非工作時間的耗能。並建立風扇變頻控制,減少頻繁啟動耗電,利用頻率控制轉速,減少一起動就滿載的運行耗電。

 

案例三:以疫苗製造廠為例

由於疫苗存放需要進行嚴格溫度管控,因此特別在冷庫外安裝大型看板,顯示冷庫狀態。還可以建立圖控系統,可透過網頁即時觀看冷庫狀態,或查詢及匯出紀錄資料。當溫度異常會發出E-Mail、簡訊、line訊息、現場警報燈及蜂鳴器也會即時告警,通知人員即時進行處理

 

 

能源管理系統是節約能源的重要推手

想要進行全面節約能源,卻只是針對每個點進行改善,而沒有將點連成線進而變成面的話,雖然當下有達到改善的效果,但可能因環境因素改變而無法持續,終究只是徒勞無功的瞎忙而已。

 

因此在節約能源這一塊,需要能源管理系統來提供完整的系統性作法,經過專業團隊評估後導入能源管理系統,便可以針對所制定的程序及作業標準運作,長期下來對企業在執行節能上才會有所幫助。

 


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參考資料:優越科技經濟部能源局:能源用戶訂定節約能源目標及執行計畫規定用電屢創新高 企業工廠節電靠這3招

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