“Μεθοδολογίες Εξοικονόμησης Ενέργειας & Βελτιστοποίησης Βιομηχανικών Συστημάτων” 10ο Εξάμηνο – Κωδικός Μαθήματος 245 Δρ Γεώργιος Σκόδρας Επίκουρος Καθηγητής.

Παρουσίαση με θέμα: "“Μεθοδολογίες Εξοικονόμησης Ενέργειας & Βελτιστοποίησης Βιομηχανικών Συστημάτων” 10ο Εξάμηνο – Κωδικός Μαθήματος 245 Δρ Γεώργιος Σκόδρας Επίκουρος Καθηγητής."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 “Μεθοδολογίες Εξοικονόμησης Ενέργειας & Βελτιστοποίησης Βιομηχανικών Συστημάτων” 10ο Εξάμηνο – Κωδικός Μαθήματος 245 Δρ Γεώργιος Σκόδρας Επίκουρος Καθηγητής Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών Οι Ενεργειακές Ανάγκες της Βιομηχανίας

2 Μεθοδολογίες Εξοικονόμησης Ενέργειας & Βελτιστοποίησης Βιομηχανικών Συστημάτων Οι Ενεργειακές Ανάγκες της Βιομηχανίας Στον όρο “Εξοικονόμηση” περιλαμβάνεται τόσο ο περιορισμός της σπατάλης όσο, και κυρίως, η αποδοτική χρήση της ενέργειας ώστε να επιτυγχάνεται το ίδιο αποτέλεσμα με μικρότερη κατανάλωση ενέργειας Ο όρος “Διαχείριση” περιλαμβάνει τις διαδικασίες, μέτρα και οργάνωση για την υλοποίηση και συνεχή παρακολούθηση προγραμμάτων εξοικονόμησης ενέργειας

3 Μεθοδολογίες Εξοικονόμησης Ενέργειας & Βελτιστοποίησης Βιομηχανικών Συστημάτων Επεμβάσεις Εξοικονόμησης Ενέργειας στην Βιομηχανία  “απλό” νοικοκύρεμα με στενότερη παρακολούθηση των λειτουργικών διαδικασιών που επηρεάζουν την κατανάλωση ενέργειας (π.χ. ρύθμιση της περίσσειας αέρα καύσης σε εστίες) μπορεί να επιτευχθεί σημαντική εξοικονόμηση με πολύ μικρή ή και καθόλου πρόσθετη δαπάνη επενδύσεων  βελτίωση της απόδοσης των υφιστάμενων διεργασιών με πρόσθετες επενδύσεις (π.χ. ανάκτηση απορριπτόμενης θερμότητας από τα εξερχόμενα προς αποθήκευση ρεύματα προϊόντων ή τα υγρά και αέρια απόβλητα με εγκατάσταση πρόσθετων εναλλακτών)  ριζικές αλλαγές στις διεργασίες ή/και στο ενεργειακό σύστημα (π.χ. συμπαραγωγή) που συνήθως συνεπάγεται σημαντικές επενδύσεις Οι Ενεργειακές Ανάγκες της Βιομηχανίας

4 Μεθοδολογίες Εξοικονόμησης Ενέργειας & Βελτιστοποίησης Βιομηχανικών Συστημάτων Επεμβάσεις Εξοικονόμησης Ενέργειας στην Βιομηχανία  Στις ήδη υπάρχουσες βιομηχανίες, υπάρχουν συχνά μεγάλα περιθώρια εξοικονόμησης και οι σχετικές επενδύσεις έχουν στις περισσότερες περιπτώσεις μικρούς χρόνους αποπληρωμής  Κατά την αξιολόγηση αυτών των επενδύσεων, θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη, ότι μόνο σε ότι αφορά την ενεργειακή απόδοση και το άμεσο οικονομικό όφελος, αλλά και την ασφάλεια, την ποιότητα των προϊόντων και την προστασία του περιβάλλοντος Οι Ενεργειακές Ανάγκες της Βιομηχανίας

5 Μεθοδολογίες Εξοικονόμησης Ενέργειας & Βελτιστοποίησης Βιομηχανικών Συστημάτων  Μια βιομηχανία μετατρέπει πρώτες ύλες σε βιομηχανικά προϊόντα, σε μια σειρά από διεργασίες που απαιτούν ενέργεια και μερικές φορές την απομάκρυνση ενέργειας (ψύξη)  Αν και πολλές φορές, σε μια βιομηχανία ενέργεια παράγεται από εξώθερμες αντιδράσεις, η ενέργεια αυτή είναι σχετικά μικρή σε σύγκριση με τις συνολικές ανάγκες της βιομηχανίας και σε αρκετές περιπτώσεις είναι δύσκολο να αξιοποιηθεί  Επιπλέον, για την απομάκρυνση ενέργειας χαμηλής θερμοκρασίας απαιτείται η κατανάλωση πρόσθετης ενέργειας για τη λειτουργία του συστήματος ψύξης Οι Ενεργειακές Ανάγκες της Βιομηχανίας

6 Μεθοδολογίες Εξοικονόμησης Ενέργειας & Βελτιστοποίησης Βιομηχανικών Συστημάτων Καύσιμα Ηλεκτρική Ενέργεια Πρώτες Ύλες Κύριες Βοηθητικές Αποβαλλόμενη Ενέργεια Κύρια Προϊόντα Παραπροϊόντα Αποβαλλόμενα Υλικά Ανακυκλούμενη Ενέργεια Ανακυκλούμενα Υλικά Βιομηχανία Διάγραμμα ροής υλικών και ενέργειας σε μια χημική βιομηχανία Οι Ενεργειακές Ανάγκες της Βιομηχανίας

7 Μεθοδολογίες Εξοικονόμησης Ενέργειας & Βελτιστοποίησης Βιομηχανικών Συστημάτων Οι Ενεργειακές Ανάγκες της Βιομηχανίας Οι πηγές ενέργειας που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία είναι δύο:  Καύσιμα (στερεά, υγρά, αέρια)  Ηλεκτρική ενέργεια Ένα μέρος της ενέργειας που παράγεται από εξώθερμες αντιδράσεις και ένα μέρος της προς απόρριψη ενέργειας, ανακυκλώνεται και χρησιμοποιείται πάλι Η ενέργεια αυτή είναι σχεδόν αποκλειστικά θερμότητα

8 Μεθοδολογίες Εξοικονόμησης Ενέργειας & Βελτιστοποίησης Βιομηχανικών Συστημάτων Οι Ενεργειακές Ανάγκες της Βιομηχανίας Η ενέργεια που εισέρχεται σε μια βιομηχανία:  μερικές φορές χρησιμοποιείται απ’ ευθείας (όπως πχ. ηλεκτρική ενέργεια σε ηλεκτρολύσεις) αλλά  κυρίως χρησιμοποιείται αφού μετατραπεί σε άλλη μορφή ενέργειας (όπως παραγωγή θερμότητας από καύσιμο σε κλιβάνους ή μηχανικής ενέργειας από ηλεκτρική σε ηλεκτροκινητήρες κλπ)

9 Μεθοδολογίες Εξοικονόμησης Ενέργειας & Βελτιστοποίησης Βιομηχανικών Συστημάτων Οι Ενεργειακές Ανάγκες της Βιομηχανίας Από την σκοπιά της διαχείρισης ενέργειας ενδιαφέρουν:  Η αποδοτική μετατροπή της μιας μορφής ενέργειας σε άλλη (υψηλός βαθμός απόδοσης συστημάτων μετατροπής)  Η χρησιμοποίηση σε κάθε διεργασία όσο το δυνατόν λιγότερης ενέργειας  Η ανακύκλωση και επαναχρησιμοποίηση όσο το δυνατόν περισσότερης από την απορριπτόμενη στο περιβάλλον θερμότητα  Η ελαχιστοποίηση της απώλειας υλικών και η χρήση απορριπτόμενων υλικών για την παραγωγή ενέργειας

10 Μεθοδολογίες Εξοικονόμησης Ενέργειας & Βελτιστοποίησης Βιομηχανικών Συστημάτων Οι Ενεργειακές Ανάγκες της Βιομηχανίας Πηγές Ενέργειας Καύσιμα, 80% Ηλεκτρισμός, 20% Παραγωγή Θερμότητας Παραγωγή Μηχανικού Έργου Ηλεκτροχημικά Συστήματα Ηλεκτρονικά – Γενικές Χρήσεις

11 Μεθοδολογίες Εξοικονόμησης Ενέργειας & Βελτιστοποίησης Βιομηχανικών Συστημάτων Οι Ενεργειακές Ανάγκες της Βιομηχανίας  Το σύνολο της Ελληνικής βιομηχανίας καταναλώνει περίπου το 45% της συνολικής ενεργειακής κατανάλωσης της χώρας  Το 82% είναι καύσιμα (17% στερεά, 65% υγρά και αέρια και 18% ηλεκτρική ενέργεια)  Στην χημική βιομηχανία η υπεροχή των καυσίμων έναντι της ηλεκτρικής ενέργειας είναι ακόμη μεγαλύτερη και διαρκώς αυξάνεται, όσο διαδίδονται τα συστήματα συμπαραγωγής  Τα καύσιμα στην χημική βιομηχανία χρησιμοποιούνται κατά κύριο λόγο για την παραγωγή θερμότητας, δηλαδή την μετατροπή της χημικής ενέργειας των καυσίμων σε θερμική ενέργεια με καύση

12 Μεθοδολογίες Εξοικονόμησης Ενέργειας & Βελτιστοποίησης Βιομηχανικών Συστημάτων Οι Ενεργειακές Ανάγκες της Βιομηχανίας  Η κατ’ εξοχή χρησιμοποιούμενη μορφή ενέργειας στην βιομηχανία, ιδίως την χημική, είναι η θερμότητα  Σε θερμότητα μετατρέπεται σχετικά εύκολα κάθε άλλη μορφή ενέργειας, μόνο που η παραγόμενη θερμότητα δεν είναι πάντα εύκολα χρησιμοποιήσιμη

13 Μεθοδολογίες Εξοικονόμησης Ενέργειας & Βελτιστοποίησης Βιομηχανικών Συστημάτων Παραγωγή Θερμότητας Χημική Ενέργεια Ηλιακή Ενέργεια Ηλεκτρική Ενέργεια Σε Χημικές Διεργασίες Με Εξώθερμες Αντιδράσεις Με Καύση Αερίων Υγρών Στερεών Αντιστάσεις Βολταϊκό τόξο Άλλα Βασικοί τρόποι παραγωγής θερμότητας στη βιομηχανία Οι Ενεργειακές Ανάγκες της Βιομηχανίας

14 Μεθοδολογίες Εξοικονόμησης Ενέργειας & Βελτιστοποίησης Βιομηχανικών Συστημάτων Οι Ενεργειακές Ανάγκες της Βιομηχανίας  Η παραγωγή θερμότητας απ’ ευθείας από ηλιακή ενέργεια για βιομηχανική χρήση βρίσκεται ακόμη σε στάδιο ανάπτυξης  Η χρησιμοποίηση ηλεκτρικής ενέργειας για συνήθεις βιομηχανικές θερμάνσεις είναι ενεργειακά ασύμφορη και θα πρέπει να χρησιμοποιείται μόνο όταν ειδικοί λόγοι αποκλείουν άλλο τρόπο θέρμανσης (πχ. με καύση, με ατμό ή με άλλο μέσο μεταφοράς θερμότητας)  Το βασικό αντικείμενο του μαθήματος αφορά την παραγωγή θερμότητας από καύση καυσίμων (υγρών και αερίων) που είναι ο βασικός τρόπος παραγωγής θερμότητας στην Ελληνική βιομηχανία

15 Μεθοδολογίες Εξοικονόμησης Ενέργειας & Βελτιστοποίησης Βιομηχανικών Συστημάτων Οι Ενεργειακές Ανάγκες της Βιομηχανίας Εγκαταστάσεις Καύσης Αμέσου θερμάνσεως  Αμέσου θερμάνσεως: εγκαταστάσεις που οι φλόγες και τα καυσαέρια βρίσκονται σε απ’ ευθείας επαφή με τα υλικά που θερμαίνονται (πχ. στις καμίνους τσιμέντου) Εμμέσου θερμάνσεως  Εμμέσου θερμάνσεως: εγκαταστάσεις που οι φλόγες και τα καυσαέρια χωρίζονται από τα υλικά που θερμαίνονται (συνήθως μεταλλικό τοίχωμα πχ. σε κλιβάνους θερμάνσεως ρευστών ή ατμολέβητες)

16 Μεθοδολογίες Εξοικονόμησης Ενέργειας & Βελτιστοποίησης Βιομηχανικών Συστημάτων Οι Ενεργειακές Ανάγκες της Βιομηχανίας Η παραγόμενη θερμότητα  Είτε χρησιμοποιείται επί τόπου εκεί που παράγεται (όπως πχ. στις καμίνους τσιμέντου, σε βραστήρες που θερμαίνονται με καύση κλπ)  Είτε μεταφέρεται με κάποιο μέσο (πχ. ατμός ή θερμό λάδι κλπ) και διανέμεται στις διεργασίες που χρειάζονται θερμότητα

17 Μεθοδολογίες Εξοικονόμησης Ενέργειας & Βελτιστοποίησης Βιομηχανικών Συστημάτων Οι Ενεργειακές Ανάγκες της Βιομηχανίας Κατάταξη Πηγών Θερμότητας  Πρωτογενής  Πρωτογενής: παράγεται από πρωτογενείς πηγές ενέργειας  Δευτερογενής  Δευτερογενής: αποδίδεται από τα μέσα μεταφοράς θερμότητας (πχ. ατμός, θερμό νερό, θερμό λάδι, Dowtherm κλπ)  Τριτογενής  Τριτογενής: είναι η θερμότητα “παραπροϊόν”. Δηλαδή, η θερμότητα που απομένει μετά την χρήση μέρους της πρωτογενούς ή δευτερογενούς θερμότητας (πχ. τριτογενής είναι η θερμότητα που προέρχεται από τα καυσαέρια ενός κλιβάνου ή στον ατμό εξόδου ενός ατμοστροβίλου ή η θερμότητα που παράγεται σ’ έναν αντιδραστήρα από μία εξώθερμη αντίδραση Η ανάκτηση και η αξιοποίηση της τριτογενούς ενέργειας είναι μεγάλης σημασίας για την εξοικονόμηση ενέργειας σε μια χημική βιομηχανία

18 Μεθοδολογίες Εξοικονόμησης Ενέργειας & Βελτιστοποίησης Βιομηχανικών Συστημάτων Οι Ενεργειακές Ανάγκες της Βιομηχανίας Αρχές Ενεργειακής Βελτιστοποίησης  Η ενεργειακή βελτιστοποίηση μιας βιομηχανικής εγκατάστασης αποτελεί αναπόσπαστο τμήμα της συνολικής βελτιστοποίησης της λειτουργίας της  Πρωταρχικό μέλημα των τεχνικών είναι η ασφαλής, απρόσκοπτη λειτουργία και η παραγωγή προϊόντων με τις επιθυμητές προδιαγραφές  Μια εγκατάσταση που παρουσιάζει προβλήματα έχει χαμηλή απόδοση, μεγάλη κατανάλωση ενέργειας και, ως εκ τούτου, υψηλό κόστος παραγωγής  Η εγκατάσταση πρόσθετου εξοπλισμού για εξοικονόμηση ενέργειας πρέπει να εξετάζεται για τις επιπτώσεις της στην παραγωγική διαδικασία, λαμβάνοντας υπόψη, όχι μόνο το άμεσο οικονομικό όφελος - όπως εκφράζεται πχ. από τον χρόνο αποπληρωμής της επενδυτικής δαπάνης- αλλά και κριτήρια όπως η ποιότητα του προϊόντος, η ασφάλεια της εγκατάστασης, η ευκολία εποπτείας και ρύθμισης, η προστασία του περιβάλλοντος, η λειτουργική ευελιξία και η δυνατότητα προσαρμογής στις μεταβαλλόμενες συνθήκες της αγοράς

19 Μεθοδολογίες Εξοικονόμησης Ενέργειας & Βελτιστοποίησης Βιομηχανικών Συστημάτων Οι Ενεργειακές Ανάγκες της Βιομηχανίας Αρχές Ενεργειακής Βελτιστοποίησης  Οι δυνατότητες που υπάρχουν για βελτιστοποίηση του ενεργειακού συστήματος μιας βιομηχανικής μονάδας είναι πολύ μεγαλύτερες στο στάδιο του σχεδιασμού απ’ ότι κατά τον εκσυγχρονισμό μιας ήδη υφιστάμενης εγκατάστασης  Κατά τον σχεδιασμό μιας νέας εγκατάστασης κάθε σημείο κατανάλωσης ενέργειας πρέπει να ερευνάται προσεκτικά θέτοντας υπό αμφισβήτηση υπάρχουσες πρακτικές, τόσο ως προς τις μεθόδους που χρησιμοποιούνται |(πχ. συνθήκες αντίδρασης, καταλύτες, μέθοδοι διαχωρισμού κλπ) όσο και ως προς το μέγεθος της εγκατάστασης και των βοηθητικών παροχών

20 Μεθοδολογίες Εξοικονόμησης Ενέργειας & Βελτιστοποίησης Βιομηχανικών Συστημάτων Οι Ενεργειακές Ανάγκες της Βιομηχανίας Κατευθυντήριες γραμμές  Ποιότητα και πολλαπλή χρήση  Ήπιες Συνθήκες  Προδιαγραφές Πρώτων Υλών και Προϊόντων  Περιορισμός Αναγκών  Προσαρμογή της Προσφοράς στη Ζήτηση και Ενεργειακή Ολοκλήρωση  Ανακύκλωση Υλικών  Σχεδιασμός και Δεδομένα  Ρύθμιση

21 Μεθοδολογίες Εξοικονόμησης Ενέργειας & Βελτιστοποίησης Βιομηχανικών Συστημάτων Οι Ενεργειακές Ανάγκες της Βιομηχανίας  Ποιότητα και πολλαπλή χρήση  Η χρησιμότητα της ενέργειας καθορίζεται από την δυνατότητα της να προκαλεί αλλαγή ή να παράγει έργο  Η ποιότητα μετράται με το εξεργειακό περιεχόμενο μιας ποσότητας ενέργειας  Η κάλυψη αναγκών με ενέργεια “καλύτερης” ποιότητας από την απαιτούμενη είναι ενεργειακά ασύμφορη και πρέπει να αποφεύγεται Σε κάθε χρήση η ενέργεια θα πρέπει να υποβαθμίζεται όσο το δυνατόν λιγότερο Επιδιώκεται η διαδοχική χρήση ενέργειας, έτσι ώστε η ενέργεια που αποβάλλεται από μια διεργασία που απαιτεί ενέργεια υψηλής ποιότητας να χρησιμοποιείται σε άλλη διεργασία που απαιτεί ενέργεια κατώτερης ποιότητας

22 Μεθοδολογίες Εξοικονόμησης Ενέργειας & Βελτιστοποίησης Βιομηχανικών Συστημάτων Οι Ενεργειακές Ανάγκες της Βιομηχανίας  Η εγκατάσταση λέβητα χαμηλής πίεσης που καλύπτει τις θερμικές ανάγκες μιας βιομηχανίας θεωρείται κατ’ αρχή “σπατάλη” ενέργειας και πρέπει να αποφεύγεται  Διότι με την καύση ενός καυσίμου αποδίδεται ενέργεια υψηλής ποιότητας που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για παραγωγή ατμού υψηλής πίεσης  Ο ατμός υψηλής πίεσης στη συνέχεια μπορεί να εκτονωθεί σε ατμοστρόβιλο για παραγωγή μηχανικού έργου ή ηλεκτρικής ενέργειας αποδίδοντας συγχρόνως και τον ατμό χαμηλής πίεησς για θέρμανση  Το σχήμα αυτό είναι ενεργειακά πιο αποδοτικό, χωρίς αυτό να σημαίνει ότι αποτελεί πάντα και την βέλτιστη επιλογή (πχ. είναι δυνατόν να μην υπάρχει ανάγκη παραγωγής μηχανικού έργου ή ατμού υψηλής πίεσης στη βιομηχανία και η τιμή πώλησης αυτών σε τρίτους να μην είναι συμφέρουσα)

23 Μεθοδολογίες Εξοικονόμησης Ενέργειας & Βελτιστοποίησης Βιομηχανικών Συστημάτων Οι Ενεργειακές Ανάγκες της Βιομηχανίας Σε κάθε χρήση η ενέργεια θα πρέπει να υποβαθμίζεται όσο το δυνατόν λιγότερο Επιδιώκεται η διαδοχική χρήση ενέργειας, έτσι ώστε η ενέργεια που αποβάλλεται από μια διεργασία που απαιτεί ενέργεια υψηλής ποιότητας να χρησιμοποιείται σε άλλη διεργασία που απαιτεί ενέργεια κατώτερης ποιότητας

24 Μεθοδολογίες Εξοικονόμησης Ενέργειας & Βελτιστοποίησης Βιομηχανικών Συστημάτων  Ήπιες συνθήκες  Όσο πιο μακριά από τις συνθήκες του περιβάλλοντος βρίσκονται οι συνθήκες ενός συστήματος τόσο περισσότερο έργο μπορεί να αποδώσει το σύστημα, αλλά και τόσο περισσότερο έργο απαιτείται για να φθάσει το σύστημα σ’ αυτές τις συνθήκες  Αυτό ισχύει τόσο προς τα άνω (υψηλή θερμοκρασία ή/και πίεση) όσο και προς τα κάτω (μικρότερη της ατμοσφαιρικής θερμοκρασία ή/και πίεση) Συνεπώς η ενεργειακή βελτιστοποίηση απαιτεί: Οι συνθήκες λειτουργίας μιας διεργασίας να είναι κατά το δυνατόν πλησιέστερα στις συνθήκες του περιβάλλοντος, ώστε να επιτυγχάνονται με μικρότερη δαπάνη ενέργειας, και Να γίνεται η μέγιστη δυνατή ανάκτηση ενέργειας από τα εξερχόμενα ρεύματα, ώστε αυτά να απομακρύνονται πλησιέστερα στις συνθήκες του περιβάλλοντος Οι Ενεργειακές Ανάγκες της Βιομηχανίας

25 Μεθοδολογίες Εξοικονόμησης Ενέργειας & Βελτιστοποίησης Βιομηχανικών Συστημάτων  Προδιαγραφές πρώτων υλών και προϊόντων  Η ανάμιξη είναι αναντίστρεπτη διεργασία που συνεπάγεται απώλεια σε διαθέσιμη ενέργεια  Όσο πιο καθαρό είναι ένα προϊόν, τόσο περισσότερη ενέργεια απαιτείται για την παραγωγή του Συνεπώς Οι προδιαγραφές προϊόντων ή/και πρώτων υλών δεν θα πρέπει να είναι αυστηρότερες από τις πραγματικά απαιτούμενες Οι Ενεργειακές Ανάγκες της Βιομηχανίας

26 Μεθοδολογίες Εξοικονόμησης Ενέργειας & Βελτιστοποίησης Βιομηχανικών Συστημάτων  Περιορισμός αναγκών  Ο πιο αποτελεσματικός τρόπος εξοικονόμησης είναι ο περιορισμός των ενεργειακών αναγκών  Τούτο επιτυγχάνεται πχ. με την επιλογή ήπιων συνθηκών λειτουργίας, με τον περιορισμό των ποσοτήτων των διακινούμενων υλικών, με την χαλάρωση των προϊόντων, με περιορισμό των ανακυκλώσεων για επανεπεξεργασία και με την απλούστευση του λειτουργικού σχήματος  Ριζικές αλλαγές στις συνθήκες λειτουργίας προϋποθέτουν βασική έρευνα και ανάπτυξη νέων διεργασιών (πχ. ανάπτυξη καταλυτών, εναλλακτικές διεργασίες διαχωρισμού κλπ)  Βελτιώσεις προς την κατεύθυνση αυτή μπορούν να επιτευχθούν και σε ήδη υπάρχουσες μονάδες Οι Ενεργειακές Ανάγκες της Βιομηχανίας

27 Μεθοδολογίες Εξοικονόμησης Ενέργειας & Βελτιστοποίησης Βιομηχανικών Συστημάτων  Προσαρμογή της προσφοράς στη ζήτηση και ενεργειακή ολοκλήρωση  Η χρησιμότητα της ενέργειας δεν συναρτάται μόνο με την δυνατότητα της παραγωγής έργου αλλά και με τον τόπο και τον χρόνο παραγωγής της  Η αποθήκευση ή/και μεταφορά ενέργειας, ιδίως σε μορφή θερμότητας, είναι δαπανηρή και πολλές φορές ανέφικτη  Η εξομάλυνση της ενεργειακής ζήτησης και η συνεχής λειτουργία των μονάδων παραγωγής κοντά στην περιοχή του μέγιστου βαθμού απόδοσης είναι καθοριστική για την αποδοτική χρήση της ενέργειας  Ο προγραμματισμός της παραγωγικής διαδικασίας, ως εκ τούτου, είναι άμεσα συνδεδεμένος με την ενεργειακή βελτιστοποίηση. Τούτο έχει ιδιαίτερη σημασία σε βιομηχανίες μη συνεχούς λειτουργίας Οι Ενεργειακές Ανάγκες της Βιομηχανίας

28 Μεθοδολογίες Εξοικονόμησης Ενέργειας & Βελτιστοποίησης Βιομηχανικών Συστημάτων  Προσαρμογή της προσφοράς στη ζήτηση και ενεργειακή ολοκλήρωση  Σε βιομηχανίες συνεχούς λειτουργίας, η ενεργειακή ολοκλήρωση, δηλαδή η διασύνδεση των μονάδων μέσα στην ίδια εγκατάσταση ή/και η διασύνδεση μεταξύ γειτονικών εγκαταστάσεων συμβάλλει στο ταίριασμα της προσφοράς-ζήτησης ενέργειας, βοηθώντας στην αριστοποίηση των συστημάτων  Αρκετές τεχνικές έχουν αναπτυχθεί για την συστηματική διερεύνηση των ενεργειακών απαιτήσεων και την εύρεση του βέλτιστου ενεργειακού σχήματος  Σε μεγάλα βιομηχανικά συγκροτήματα, όπου υπάρχει μεγάλη ποικιλία ενεργειακών απαιτήσεων και διαθέσιμων μορφών και ποσοτήτων ενέργειας, το βέλτιστο σχήμα επιτυγχάνεται με χρήση μαθηματικών μοντέλων και μεθόδων αριστοποίησης, πχ. γραμμικός προγραμματισμός  Η διαδοχική χρήση της ενέργειας σε περισσότερες βαθμίδες προϋποθέτει την σύμπτωση σε χρόνο και χώρο των διεργασιών  Η διασύνδεση διαφορετικών λειτουργικών μονάδων μιας βιομηχανίας είναι μεν ενεργειακά αποδοτική αλλά παράλληλα αυξάνει την πολυπλοκότητα και περιορίζει την ευελιξία και λειτουργικότητα της εγκατάστασης Οι Ενεργειακές Ανάγκες της Βιομηχανίας

29 Μεθοδολογίες Εξοικονόμησης Ενέργειας & Βελτιστοποίησης Βιομηχανικών Συστημάτων  Ανακύκλωση υλικών  Η εξοικονόμηση υλικών είναι αλληλένδετη με την εξοικονόμηση ενέργειας και εξίσου σημαντική  Η συλλογή συμπυκνωμάτων ατμού πχ. δεν εξοικονομεί μόνο νερό αλλά συνεπάγεται συγχρόνως λιγότερη ενέργεια για κατεργασία του νερού τροφοδοσίας του λέβητα Οι Ενεργειακές Ανάγκες της Βιομηχανίας

30 Μεθοδολογίες Εξοικονόμησης Ενέργειας & Βελτιστοποίησης Βιομηχανικών Συστημάτων  Σχεδιασμός και δεδομένα  Η αποδοτικότερη χρήση ενέργειας προϋποθέτει σωστό σχεδιασμό των μονάδων παραγωγής  Αποφασιστικό ρόλο σ’ αυτό το σημείο έχει η ακρίβεια των δεδομένων που χρησιμοποιούνται στο σχεδιασμό (δεδομένα ισορροπίας, ιξώδη, συντελεστές μεταφοράς κλπ)  Κακή εκτίμηση των τεχνικών δεδομένων μπορεί να οδηγήσει σε σοβαρά λειτουργικά προβλήματα ή στην υιοθέτηση μεγάλων περιθωρίων ασφαλείας και υπερ-διαστασιολόγηση του εξοπλισμού με αποτέλεσμα την λειτουργία της εγκατάστασης με μειωμένη απόδοση Οι Ενεργειακές Ανάγκες της Βιομηχανίας

31 Μεθοδολογίες Εξοικονόμησης Ενέργειας & Βελτιστοποίησης Βιομηχανικών Συστημάτων  Ρύθμιση  Η σταθερή λειτουργία και η διατήρηση των επιθυμητών συνθηκών ανεξάρτητα από τις υπάρχουσες διαταραχές, αποτελεί προϋπόθεση όχι μόνο για την ασφάλεια της εγκατάστασης και την ποιότητα των προϊόντων αλλά και για τη βέλτιστη ενεργειακή απόδοση  Τα σύγχρονα κατανεμημένα συστήματα ρύθμισης διεργασιών με κεντρικό υπολογιστή εποπτείας, επιτρέπουν (α)πληροφόρηση σε πραγματικές συνθήκες λειτουργίας, ώστε η διάγνωση των ανωμαλιών και η επέμβαση να γίνονται έγκαιρα (β)σύντομη απόσβεση των διαταραχών και διατήρηση της διεργασίας στις επιθυμητές συνθήκες (γ)σύνδεση με σύστημα αριστοποίησης για τον υπολογισμό των άριστων συνθηκών λειτουργίας Οι Ενεργειακές Ανάγκες της Βιομηχανίας

32 Μεθοδολογίες Εξοικονόμησης Ενέργειας & Βελτιστοποίησης Βιομηχανικών Συστημάτων Οι Ενεργειακές Ανάγκες της Βιομηχανίας