독일 Mittelbaden에 있는 과일 도매시장은 그의 전력, 난방 및 냉방 시스템을 결합시킴으로써 저온 저장 설비의 운영과 관련된 에너지 비용을 50% 감축시킬 수 있었다. 네트워크의 핵심은 개별 시스템이 최적의 효율로 상호작용하는 것을 보장하는 B&R Power Panel을 기반으로 한 중앙 컨트롤러이다.
지난 1년의 기간 동안 당신의 슈퍼마켓 선반에 놓인 현지에서 재배된 사과는 실제로 수입된 사과와 비교하여 더 큰 생태 발자국을 남긴다. 이것은 신선 농산물의 재배, 수송 및 저장과 관련된 이산화탄소 방출을 비교하는 연구에 의해 확인되었다. 놀랍게도 에너지 집약적인 저온 저장을 위한 환경 비용이 지구 반 바퀴 반대쪽에 있는 과수원에서 갓 수확된 과일을 수송해오는 것보다 훨씬 더 높다.
그러나 머지 않아 저울 추가 당신의 친근한 현지 과수원 쪽으로 기울지도 모른다. 다양한 공급 시스템들 사이의 지능형 연계를 창출하고 재생 에너지를 통합함으로써, 의약품, 식품 및 음료 생산자들뿐만 아니라 플라스틱 가공업체와 호텔은 물론 저온 저장 설비까지도 환경과 최종 결산에서 에너지 집약적 기업의 영향을 최소화할 수 있다.
높은 에너지 소비
핵심 사례: Mittelbaden의 과일 도매 시장. 독일의 가장 큰 과일 생산 지역인 라인 강과 Black Forest 사이에 위치한 Oberkirch의 도매 시장 본사에서는 3,100명의 과일 생산자 집단이 50개 이상의 저온 저장 설비를 운영하고 있으며, 여기에는 11,000 톤의 이과류(梨果類)를 보관하기 위한 총 550개의 냉장실, 45개의 냉동실 및 12,100개의 CA(controlled atmosphere) 저장실이 포함되어 있다.
2014년말까지, 전통 방식의 냉각기를 사용한 이들 설비의 냉각에만 매년 4,987 MWH의 전력이 소비되었다. 이것만으로 시장의 총 전력 소비 2,557 MWH의 65%를 차지하는 것으로 추정되고, 나머지는 세척, 분류 및 포장 라인으로 들어간다. 매년 €409,100의 총 비용으로 필요한 전력을 공급하기 위해 전력 업체는 계산된 1차 에너지 6,649 MWH를 소비한다. 여기에는 추가로 1,284 MWH의 1차 에너지에 해당되는 건물의 난방에 필요한 가스 비용 €58,000은 계산되지도 않았다.
맞춤화된 지능형 에너지 공급
“과거에는 난방과 냉방 시스템이 상호간에 완전히 독립적으로 운영되었습니다.” aeteba의 연구개발 부장으로 도매 시장 창고에 대한 새로운 에너지 생산과 분배 솔루션을 계획하고 구현하는 책임자인 Elmar Sporer는 설명한다. “설계는 상대적으로 단순하였지만 이용 가능한 에너지를 효율적으로 이용하지는 못했습니다.” 환경적으로 그리고 경제적으로 모두 최적화된 해결책은 반드시 난방, 냉방 및 전력의 생성 및 분배와 관련된 모든 프로세스를 감안해야 한다.
가장 중요한 것은, 그러한 시스템은 반드시 시스템들 사이의 지능형 상호작용을 허용하는 방법으로 맞춤화 설계되어야 한다. Sporer는 설명한다. “상황이 장소마다 다르기 때문에, 에너지 시스템의 네트워크 구성에 책임이 있는 감독 컨트롤러는 용이하게 적응될 수 있어야 합니다. 우리가 발견한 기성품 컨트롤러들은 우리의 요구를 부분적으로만 커버하는 것으로 밝혀지거나 융통성이 부족하여, 우리는 표준형 B&R 구성품을 기반으로 우리 자체의 솔루션을 개발하기로 결정하였습니다.”
확장성과 적응성을 갖춘 제어
aeteba에게 있어서 B&R 기술을 선호하게 된 결정적인 근거는 확장성과 모듈화 기능이었으며 이를 통해 특히 B&R 시스템은 비용 효율성을 갖게 되었습니다. 새로운 제어 솔루션의 심장부에는 HMI 및 제어 플랫폼 두 가지 임무를 모두 수행하는 Power Panel이 자리잡고 있다. Mittelbaden 의 도매시장을 위해, aeteba는 인텔 아톰 프로세서와 15 인치 터치스크린 화면을 갖춘 팬을 사용하지 않는 Power Panel 520을 선정하였다. 필요하면, Automation Studio에서 만들어진 HMI와 제어 애플리케이션은 보다 강력한 프로세서나 더 큰 화면을 갖는 다른 종류의 Power Panel이나 원격 운전원 패널을 갖춘 산업용 PC로 용이하게 포팅될 수 있다. 생산 데이터 획득이 요구된다면 APROL 프로세스 제어 시스템 또한 통합할 수도 있다. 다양한 시스템 구성품들과 통신하기 위해, aeteba는 B&R의 X20과 X67 시스템으로부터의 모듈을 사용한다. X67은 예를 들어 설계자로 하여금 X2X를 통해 원격 서브시스템을 제어하거나 이들을 직접 통합할 수 있도록 하는 IP67 등급의 입출력 모듈이다.
전력의 80%를 자체 생산
Oberkirch의 과일 도매 시장은 aeteba에 의해 구현된 새로운 에너지 공급 시스템을 제어하기 위해 이 솔루션을 사용해왔으며, 이것은 각각 200과 256 kW의 전력과 열용량을 갖는 조합된 난방과 전력 장치를 중심으로 하여 구성되었다. 경제적인 이유로, 시스템은 설비의 총 전력 수요의 80%를 커버하도록 설계되었다. 자체에서 생산된 전력은 거의 모두 냉각기를 운전하는 데 (매년 1,389 MWH 또는 €162,700) 사용되며, 단 881 MWH만이 전력 공급업체로부터 구매된다. 추가적인 냉각 에너지는 (820 MWH) 조합된 난방과 전력 장치로부터의 폐열을 이용하는 흡수 냉동기에 의해 제공된다. 난방과 냉방을 위한 보충 전력은 409 제곱 미터의 태양광 패널과 (219 MWH) 소형 가스 보일러 (219 MWH)로부터 공급된다.
에너지 비용 반으로 절감
맞춤화된 에너지 공급 시스템과 B&R의 제어 솔루션이 조합으로 시스템들 사이의 최적의 상호작용을 확립하였으며, 이전에 냉방 설비가 없던 경매 홀에 새로이 공조 시스템을 설치하였음에도 불구하고, 과일 도매 창고의 에너지 비용을 €467,000으로부터 단 €234,000으로 절반으로 줄일 수 있었다. 이로써 장래에 대한 Sporer의 낙관적 전망이 설명된다. “냉난방과 전력의 통합으로 에너지 비용이 절감되는 것이 입증되었으며 냉각 및/또는 난방을 위한 열에너지를 필요로 하고 지속적으로 100 킬로와트 이상의 전력을 소비하는 거의 모든 에너지 집약적 기업의 탄소 발자국을 개선합니다. 투자 비용은 몇 년이면 원금이 회수되고 기후와 사회 모두에 편익을 제공합니다.”
aeteba에 의해 설계되고 구현된 새로운 에너지 공급 시스템의 심장부는 각각 전기 및 열용량이 200 및 256 KW에 달하는 조합된 난방 및 전력 장치가 있다. 전력과 폐열은 주로 냉각을 위한 에너지를 발생시키는 데 사용된다.
