Peak Shaving (Αιχμή Κατανάλωσης): Τι είναι, πώς αποφεύγονται οι υπερφορτώσεις δικτύου και γιατί αφορά μεγάλες εγκαταστάσεις

Στο προηγούμενο κεφάλαιο αναλύσαμε τον Ετεροχρονισμό (Load Shifting), ο οποίος έχει να κάνει με το πότε καταναλώνουμε ενέργεια για να βρούμε φθηνότερη τιμή. Τι γίνεται όμως όταν το πρόβλημά μας δεν είναι η τιμή της κιλοβατώρας, αλλά η αντοχή των καλωδίων;

Φανταστείτε ένα ξενοδοχείο το μεσημέρι του Αυγούστου: Τα 50 κλιματιστικά των δωματίων δουλεύουν στο φουλ, η κουζίνα ανάβει ταυτόχρονα 4 επαγγελματικούς φούρνους, η αντλία της πισίνας ξεκινάει, και στο πάρκινγκ 3 πελάτες συνδέουν τα ηλεκτρικά τους αυτοκίνητα για γρήγορη φόρτιση.

Αυτή η ταυτόχρονη, γιγαντιαία ζήτηση ενέργειας δημιουργεί την Αιχμή Κατανάλωσης (Peak Demand). Αν η αιχμή αυτή ξεπεράσει τα όρια της εγκατάστασης, το αποτέλεσμα είναι είτε να "πέσει" ο γενικός διακόπτης βυθίζοντας το κτίριο στο σκοτάδι, είτε να έρθει ένας λογαριασμός ρεύματος με εξωφρενικές ποινές από τον πάροχο. Η τεχνολογική απάντηση σε αυτόν τον εφιάλτη των Facility Managers ονομάζεται Peak Shaving (Το "Ξύρισμα" της Αιχμής).

1. Κατανοώντας τη διαφορά: Ενέργεια (kWh) vs. Ισχύς (kW)

Για να κατανοήσουμε το πρόβλημα, πρέπει να χρησιμοποιήσουμε το κλασικό παράδειγμα με το νερό.

  • Η Ενέργεια (kWh) είναι ο συνολικός όγκος του νερού που καταναλώσατε όλο τον μήνα.
  • Η Ισχύς (kW) είναι το πόσο χοντρός πρέπει να είναι ο σωλήνας για να περάσει το νερό αν ανοίξετε όλες τις βρύσες ταυτόχρονα.

Οι πάροχοι ενέργειας (και ο ΔΕΔΔΗΕ) αναγκάζονται να χτίζουν τεράστια, ακριβά δίκτυα καλωδίων και μετασχηματιστών για να αντέχουν αυτόν τον "χοντρό σωλήνα", έστω κι αν τον χρησιμοποιείτε στο 100% μόνο για 15 λεπτά την ημέρα.

Εικονογράφηση για 1. Κατανοώντας τη διαφορά: Ενέργεια (kWh) vs. Ισχύς (kW)

2. Πώς τιμωρείται η Αιχμή (Χρέωση Ισχύος)

Εικονογράφηση για 2. Πώς τιμωρείται η Αιχμή (Χρέωση Ισχύος)

Στα οικιακά τιμολόγια (Γ1), χρεωνόμαστε κυρίως για τις κιλοβατώρες (τον όγκο). Στις μεγάλες εγκαταστάσεις όμως (Βιομηχανικά τιμολόγια, Μεσαία Τάση, μεγάλα ξενοδοχεία), ο λογαριασμός έχει μια ξεχωριστή, βαρύτατη γραμμή που ονομάζεται Χρέωση Συμφωνημένης Ισχύος (Demand Charge).

Ο μετρητής του ΔΕΔΔΗΕ παρακολουθεί συνεχώς. Αν έστω και για 15 συνεχόμενα λεπτά μέσα στον μήνα ανάψετε όλα τα μηχανήματά σας ταυτόχρονα και "χτυπήσετε" μια τεράστια αιχμή (π.χ. 200 kW), ο πάροχος θα σας χρεώσει ένα τεράστιο πάγιο ποσό για όλο τον μήνα βάσει αυτού του 15λέπτου, ακόμα κι αν τον υπόλοιπο μήνα το εργοστάσιο υπολειτουργούσε! Το να αφήνετε τις αιχμές ανεξέλεγκτες, είναι οικονομική αυτοκτονία.

3. Η Λύση: Πώς λειτουργεί το Peak Shaving

Το Peak Shaving (Ξύρισμα Αιχμής) είναι μια αυτοματοποιημένη στρατηγική που "κόβει" την κορυφή του βουνού στο γράφημα της κατανάλωσής σας, κρατώντας τη συνολική ζήτηση κάτω από ένα αυστηρό, προκαθορισμένο όριο (π.χ. 150 kW).

Ο Αλγόριθμος στην πράξη: Το Κεντρικό Σύστημα Ελέγχου (BMS) διαβάζει τα δεδομένα από τον κεντρικό μετρητή ρεύματος του κτιρίου σε πραγματικό χρόνο (κάθε δευτερόλεπτο). Μόλις δει ότι η συνολική κατανάλωση πλησιάζει το επικίνδυνο όριο (το κόκκινο κατώφλι), παρεμβαίνει ακαριαία με δύο τρόπους:

Εικονογράφηση για 3. Η Λύση: Πώς λειτουργεί το Peak Shaving

Α. Προσωρινή Διακοπή μη Κρίσιμων Φορτίων (Load Shedding)

Το σύστημα "ξέρει" ποιες συσκευές μπορούν να κάνουν ένα μικρό διάλειμμα χωρίς να το καταλάβει κανείς. Για παράδειγμα, κόβει το ρεύμα στους συμπιεστές των μεγάλων ψυγείων, στις αντλίες νερού ή στον εξαερισμό για ακριβώς 10 λεπτά. Μέσα σε αυτά τα 10 λεπτά, η θερμοκρασία του ψυγείου δεν προλαβαίνει να αλλοιωθεί, αλλά η αιχμή της ισχύος αποφεύγεται. Μόλις οι φούρνοι της κουζίνας σβήσουν, το σύστημα δίνει πάλι ρεύμα στα ψυγεία.

Β. Μερικός Περιορισμός (Throttling)

Αντί να σβήσει εντελώς μια συσκευή, της μειώνει την ισχύ. Αυτό εφαρμόζεται ευρέως στους σταθμούς φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων (Dynamic Load Management - DLM). Αν το κτίριο φτάσει στα όριά του, οι φορτιστές των αυτοκινήτων στο υπόγειο δεν σβήνουν, αλλά "ντιμάρουν" την ταχύτητα φόρτισής τους (από τα 22kW στα 11kW ή στα 7kW). Ο πελάτης δεν το καταλαβαίνει, αλλά το κτίριο σώζεται από το μπλακ-άουτ.

4. Peak Shaving με Μπαταρίες (BESS)

Εικονογράφηση για 4. Peak Shaving με Μπαταρίες (BESS)

Στις υπερσύγχρονες βιομηχανίες, η διακοπή συσκευών δεν είναι πάντα εφικτή (ένα ρομπότ γραμμής παραγωγής δεν μπορεί να σταματήσει). Εδώ το Peak Shaving γίνεται μέσω Συστημάτων Αποθήκευσης Ενέργειας (Battery Energy Storage Systems - BESS).

  • Όταν η ζήτηση του εργοστασίου είναι χαμηλή, οι τεράστιες μπαταρίες λιθίου φορτίζουν.
  • Όταν ανάβουν ταυτόχρονα όλα τα μηχανήματα και η ζήτηση "χτυπάει κόκκινο", το σύστημα δεν τραβάει την έξτρα ισχύ από το δίκτυο της ΔΕΗ (για να μην φάει πρόστιμο). Αντίθετα, "ανοίγει" τις μπαταρίες του και καλύπτει την αιχμή εσωτερικά! Το δίκτυο βλέπει μια σταθερή, "επίπεδη" γραμμή κατανάλωσης.

Συνοψίζοντας

Αν διαχειρίζεστε ένα σπίτι, το Peak Shaving σας ενδιαφέρει κυρίως για να μην πέφτει η γενική ασφάλεια (π.χ. ρυθμίζοντας τον φορτιστή του αυτοκινήτου να ρίχνει την ταχύτητά του όταν ανάβετε τον φούρνο).

Αν όμως διαχειρίζεστε ένα ξενοδοχείο, ένα σούπερ-μάρκετ ή ένα εργοστάσιο, το Peak Shaving είναι ίσως ο πιο κρίσιμος αλγόριθμος του ηλεκτρολογικού σας πίνακα. Κρατώντας τις αιχμές υπό έλεγχο, γλιτώνετε χιλιάδες ευρώ από τις "κρυφές" χρεώσεις ισχύος του παρόχου και αποφεύγετε τα τεράστια κόστη αναβάθμισης του υποσταθμού (νέοι μετασχηματιστές) που θα απαιτούσε ο ΔΕΔΔΗΕ.

Επόμενο Βήμα: Μιλήσαμε για πρόστιμα ισχύος. Υπάρχει όμως και ένα άλλο, πολύ πιο "ύπουλο" πρόστιμο που επιβάλλει ο ΔΕΔΔΗΕ στις επαγγελματικές εγκαταστάσεις, και αφορά το "άχρηστο" ρεύμα.

Συνεχίζουμε στον απόλυτο οδηγό για επαγγελματίες και βιομηχανίες: Αντιστάθμιση Άεργου Ισχύος: Τι είναι οι πυκνωτές διόρθωσης cosφ και πώς μηδενίζουν τα πρόστιμα του ΔΕΔΔΗΕ.

Σχετικά Άρθρα

Preview