Sustainable steel construction seminaari

Transkriptio

1 Sustainable steel construction seminaari Automatisoinnin mahdollisuudet, Timo Väisänen, Lehtori Hämeen ammattikorkeakoulu, Sähkö- ja automaatiotekniikka, Valkeakoski

2 Sähkö-automaatioopetus Valkeakoskella Noin 360 opiskelijaa Sähkö-automaatio koulutusohjelma Päiväopiskelu (8-16 malli) Monimuoto ( malli) Automation engineering koulutusohjelma Päiväopiskelu (8-16 malli)

3 Ohutlevykeskuksen energiatehokkuus - tutkimusryhmä Ryhmän toiminta start-up vaiheessa Tutkimuksellinen painopiste rakennusten energiatehokkuudessa, rakennusfysiikassa sekä energian pientuotannossa Lisäksi automaation integroiminen edellä oleviin lähinnä energiatehokkuuden sekä energiantuotannon näkökulmasta

4 Mitä on automaatio? Käytännössä automaatiossa mitataan jotakin oloarvoa ja ohjataan tarvittaessa ko. oloarvoon perustuen jotakin toimilaitetta Oloarvo voi olla esim. päällä/pois (digitaalinen) tai esim. lämpötila (analoginen) Mittauksen ja ohjauksen välissä äly eli useimmissa tapauksissa ohjelmoitava logiikka (PLC)

5 Yleisimpiä mitattavia suureita Lämpötila, paine, virtaus, pinta, kosteus, valovoimakkuus, läsnäolo, hiilidioiksidi, liike ym.

6 Yleisimpiä ohjattavia laitteita Venttiilit, moottorit (puhaltimet, pumput, kuljettimet), valaistus ym. Oikosulkumoottoreiden nopeusohjaus taajuusmuuttajilla

7 Automaatio tänään ja lähitulevaisuudessa Langaton tekniikka mm. enocean, RFID, NFC, Zigbee Älytalot automaatio integroitunut kalusteisiin Etäohjaukset, mobiiliohjaukset Iot eli internet of things Pilvipalvelut ja big data analysointi Älykkäät kodinkoneet Robotiikka

8 Automatisoinnin mahdollisuudet Case: TOE-hanke Laajasti automatisoitu Hybridi-lämmitysjärjestelmä faasimuutosvaraajilla Sijoitettu työmaakonttiin Tutkitaan automaatio-ohjauksilla saavutettavia säästöjä energiankulutuksessa, osaksi hyödyntäen kulloinkin edullisinta energialähdettä Käytetään hyväksi avointa dataa kuten pörssisähkön hintaa sekä säätietoja

9 Hybridijärjestelmä Aurinkokeräimet Savukaasupesuri Lämmöntalteenottopiippu Ilmalämpöpumppu -Biokaasu -Maakaasu -Puu eri muodoissaan -Turve -Olki -jne. Lämmityskattila Hybridivaraaja CO2 Kiinteistö - Generaattori - Muuntaja - Akusto Leväkasvattamo Tuulivoima Faasimuutosvaraaja Ravinto Biodiesel Aurinkokennot Sähköverkko

10 Case 2: Teollisuushalli (konepaja) Valaistuksen uusinta Halli 2500m2 Nykyinen valaistus käyttöiän päässä ja valoteho epätasainen ( lux) Hallin valaistus päälläoloaika 72 h/vko, 49 vko/a = 3528 h/a Nykyisen valaistuksen vuosikulutus noin kwh Uusi valaistus toteutetaan Ledeillä tavoiteltava yleisvalotaso 650 lux Dialux-ohjelmalla toteutettu laskenta uuden valaistuksen vuosikulutus kwh/a

11 Case 2: teollisuushalli (konepaja) Valaistuksen uusinta Edellä olevaa kulutusarviota saatiin vielä pienennettyä arvioidulla käyttökertoimella 0,7. Tähän kertoimeen päädyttiin lisäämällä varastotiloihin liiketunnistimet ja arvioimalla ko. tilojen käytön olevan noin % luokkaa. Lisäksi osassa tuotantotiloja ei tehdä vuorotyötä, jolloin näissä tiloissa voidaan valaistus vähentää 30 % valaistusteholle, joko läsnäolotunnistimien avulla tai ajastettuna. Näin uuden valaistuksen vuosittaiseksi tehonkulutusarvioksi saatiin noin kwh/a

12 Case study: teollisuushalli (konepaja) Valaistuksen uusinta Investoinnin kokonaiskustannusarvio Kustannuksista 155 valaisimen osuus oli Asennuskustannuksien osuus

13 Case study: teollisuushalli (konepaja) Valaistuksen uusinta Takaisinmaksuajaksi laskelmassa saatiin 7,1 vuotta. Tulos saatiin jakamalla investointikustannus investoinnin tuomilla energia- ja huoltokustannusten säästöodotuksilla ,41 vuosi.