I sistemi di monitoraggio energetico aiutano i produttori a individuare quando vengono consumate le utenze e a collegare tali letture all'attività produttiva che le determina. Una configurazione efficace combina indicatori adeguati, timestamp affidabili, confini chiari delle risorse e il contesto operativo o di output. I dashboard possono evidenziare un cambiamento; spetta comunque alle persone verificarne la causa e decidere come agire.
Come funziona un sistema di monitoraggio energetico in una fabbrica
Nel settore manifatturiero, il monitoraggio energetico può riguardare sia l'elettricità e la domanda di energia elettrica, sia le utenze quali gas, vapore, aria compressa, acqua refrigerata o acqua di processo. Le letture dei contatori possono essere raggruppate per sito, edificio, area, linea, macchina o sistema di utenze. Il sistema è in grado di presentare andamenti, anomalie e confronti relativi a un determinato periodo di tempo.
Una lettura risulta più utile quando può essere associata contemporaneamente al prodotto, all’ordine di produzione, allo stato della macchina, al turno o alla quantità prodotta. Ad esempio, un aumento del consumo di energia elettrica può riflettere un prolungamento delle ore di funzionamento, una variazione del mix di prodotti, attrezzature inattive o un effettivo aumento del consumo energetico per unità di prodotto. Il consumo da solo non consente di distinguere tra queste cause.
La terminologia varia. Il termine “software di monitoraggio energetico” può riferirsi alla misurazione e alla visualizzazione dei dati; un sistema di gestione energetica può invece includere anche processi organizzativi, nonché responsabilità in materia di revisione e miglioramento. La guida del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti su sistemi informativi per la gestione energetica descrive le capacità del sistema e gli aspetti relativi al ciclo di vita nel contesto delle strutture federali. I produttori dovrebbero adattare tali concetti alle proprie esigenze operative e ai propri limiti produttivi.
Inizia dalla decisione e dal confine del contatore
Prima di scegliere un dashboard, occorre definire la decisione che le informazioni dovrebbero supportare. Un team dei servizi pubblici potrebbe aver bisogno di individuare i picchi di domanda. Il reparto produzione potrebbe voler conoscere il consumo energetico per unità di prodotto o per turno. Il reparto manutenzione potrebbe aver bisogno di individuare un carico di base persistente dell’aria compressa. I team dedicati alla sostenibilità o alla finanza potrebbero aver bisogno di dati documentati sui consumi energetici totali entro un ambito definito.
Quindi associare i contatori alle apparecchiature e ai confini del processo. Indicare se ciascun dispositivo misura un sito, un quadro di distribuzione, una linea, una macchina o una derivazione di rete. Registrare l’unità di misura, l’intervallo, il proprietario del contatore, il fuso orario, il percorso di comunicazione ed eventuali lacune note. Se più contatori si sovrappongono o escludono un carico, documentare anche questo; in caso contrario, gli utenti potrebbero sommare due volte lo stesso consumo o scambiare una visione parziale per un totale.
Utilizzare la fonte di dati meno invasiva in grado di fornire una risposta affidabile alla domanda. I contatori di utenza esistenti, i contatori secondari, gli analizzatori di potenza, i valori dei sistemi di controllo o i dati storici possono essere d’aiuto, a seconda della loro precisione, copertura e frequenza di campionamento. Verificare l’idoneità dei contatori elettrici e di processo con personale qualificato prima dell’installazione o del collegamento.
Collegare i dati relativi al consumo energetico al contesto produttivo
Allineare l'intervallo di lettura del contatore ai dati di produzione. Una bolletta mensile non è in grado di spiegare un breve periodo di inattività, mentre letture ad alta frequenza prive di contesto relativo agli ordini o allo stato possono generare un grafico confuso. I timestamp, le unità di misura, i cambiamenti dell'ora legale, la deriva dell'orologio e i valori mancanti influenzano tutti i confronti.
Per calcolare l'intensità energetica, dividere l'energia consumata per una misura corrispondente della produzione di beni all'interno dello stesso perimetro e nello stesso periodo di tempo. Indicare chiaramente la base di calcolo e l'unità di misura: kilowattora per unità di produzione, metri cubi di gas per tonnellata o un altro indicatore appropriato. Evitare di confrontare unità diverse o mix di prodotti senza un metodo di normalizzazione documentato.
Anche i modelli di KPI nel settore manifatturiero sono in continua evoluzione. ISO 22400-2 Emendamento 1 aggiunge gli indicatori chiave di prestazione (KPI) per la gestione energetica alla serie dedicata alla gestione delle operazioni produttive. Un indicatore pubblicato necessita comunque di una definizione locale per quanto riguarda il suo ambito di misurazione, i dati di origine e il responsabile.
Scegli il software in base alle attività che deve supportare
- Copertura del contatore: Il sistema è in grado di acquisire i dati dei contatori e dei servizi di pubblica utilità oggetto dell'analisi, con l'intervallo di campionamento e le unità di misura richiesti?
- Contesto produttivo: È possibile allineare i dati di lettura agli ordini, alla produzione, ai turni o allo stato delle attrezzature provenienti dai sistemi che già utilizzate?
- Qualità dei dati: Gli utenti sono in grado di individuare letture mancanti, in ritardo, duplicate o inverosimili e di risalire alla loro fonte?
- Analisi: Il team è in grado di confrontare i dati di riferimento con i consumi attuali e di analizzare le anomalie al livello supportato dai contatori?
- Flusso di lavoro: Un avviso può portare all'avvio di un'indagine, alla registrazione di un'azione e alla misurazione dei risultati?
- Governance: L'accesso, la conservazione dei dati, le unità di misura, le definizioni dei calcoli e le modifiche alla mappa dei contatori sono gestiti in modo chiaro?
Non date per scontato che una piattaforma denominata EMS includa automaticamente ogni collegamento ai contatori o ogni integrazione della produzione. Verificate le interfacce effettive, l’ambito di misurazione, il metodo di calcolo e le responsabilità operative prima di procedere all’acquisto.
Grafico illustrativo dell'intensità energetica
Questo grafico utilizza valori di esempio fittizi per illustrare perché l’energia per unità di prodotto possa essere più significativa rispetto al solo consumo totale. Non si tratta di dati misurati in fabbrica. Un’analisi reale richiede letture dei contatori convalidate, dati di produzione corrispondenti e una definizione concordata dei confini dell’utenza.
Attuare il progetto in un ambito ristretto e quantificabile
- Scegliere una questione di natura tecnica e una operativa, assegnando a ciascuna un responsabile specifico.
- Controlla la mappa dei contatori, i timestamp, le unità di misura, gli intervalli e il comportamento in caso di dati mancanti.
- Allineare i dati relativi all'energia e alla produzione per lo stesso intervallo di tempo e lo stesso ambito.
- Esaminare i dati di riferimento insieme al personale addetto alle operazioni, alla progettazione e alla gestione energetica; spiegare le anomalie prima di attribuirne le cause.
- Registra un'azione di miglioramento e, in seguito, confronta i periodi a parità di condizioni.
Un sistema di monitoraggio energetico offre visibilità e supporto analitico; non prende autonomamente le decisioni relative alla gestione energetica. Scopri il definizione di sistema di gestione dell'energia, di Accevo Software per sistemi di gestione energetica e il Panoramica sul sistema di archiviazione dei dati industriali per il contesto di riferimento. La prossima guida di questa serie spiegherà come calcolare l'energia per unità di merce.
Sistemi di monitoraggio energetico: domande frequenti
Qual è la differenza tra monitoraggio energetico e gestione energetica?
Il monitoraggio raccoglie e presenta le informazioni relative al consumo energetico. La gestione energetica può comprendere obiettivi, responsabilità, attività di revisione e miglioramento, oltre alle misurazioni e ai software. Le organizzazioni utilizzano questi termini in modi diversi, pertanto è opportuno definire l'ambito di applicazione quando si confrontano i sistemi.
I produttori devono dotare ogni macchina di un contatore?
Non sempre. Si parte dalla decisione, dai carichi significativi e dal livello di attribuzione richiesto. Un contatore di sito o di area può fornire una risposta a una domanda; l’allocazione a livello di macchina richiede invece una copertura sufficiente e dati di qualità adeguata a sostenerla.
I software per la gestione energetica sono in grado di calcolare il consumo per singolo prodotto?
È in grado di calcolare un indicatore normalizzato rispetto alla produzione quando l'energia misurata e la produzione condividono un periodo di tempo e un ambito di riferimento affidabili. L'allocazione specifica per prodotto potrebbe richiedere un sistema di sottomisurazione aggiuntivo o un metodo di calcolo documentato.
Un sistema EMS ridurrà automaticamente il consumo energetico?
Il monitoraggio può rendere visibili i cambiamenti e aiutare i team a individuare le priorità nelle indagini. I risparmi dipendono da analisi convalidate, decisioni operative e misurazioni di follow-up; il software da solo non è di per sé prova di un miglioramento.
