2023-02-23
莊馥綺
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台灣製造業不斷往數位轉型方向邁進,將工廠內打造成自動化產線,解決人力不足與提高品質良率的問題,但卻衍生出增加能源消耗的問題,那麼工廠該如何有效進行能源管理、節約資源呢?
在政府大力推動2050淨零碳排政策下,很多製造業者為了達成品牌要求,早早開始進行「減碳」的布局,像是台積電便在2012年率先取得國內第一張綠色工廠標章,接著要求在2050年做到零碳排,更要求旗下供應商在2030年前完成節能20%,否則將失去採購資格。
因此許多企業也希望可以降低廠內碳排放量,達到國際設定標準值,但想要做好節約能源,第一步就是進行全面的詳細規劃,但很多企業在進行工廠的能源管理時,經常會陷入以下幾個盲點誤區。
工欲善其事,必先利其器,但並非將所有設備汰舊換新後後就萬無一失,「能源管理」並非只是將其中幾個設備換成最新、效能最高的就可以達到,而是需要以全廠內的系統、設備來規劃,才能做到真正節能的效果。
如果在一開始採購設備時,只考慮價錢高低而忽略設備本身是否耗能的話,會變成日後在相關能源支出上又多了一筆持續性且可觀的費用。舉例來說:當你需要購買冷氣時,變頻且節能的機型一定比傳統機型的價錢來的得高,如果因為價格考量而買了傳統機型的冷氣,會造成之後花更多錢來付電費。
因此在購買廠內所有設備時,不能只考慮到價格這點而已,設備啟用後耗能需求一定是日益增長的,無論是水費、電費都是一筆持續性的可觀消耗,但很多企業卻會忽略這一點,導致後續無法降低能源支出的成本。
節能是一件長期抗戰的事情,必須掌握工廠內所有設備的能耗用量才能知道該怎麼對症下藥,但系統中各個耗能設備間的用能會互相影響,因此要針對整個系統進行改善。
可以透過資料蒐集和分析,呈現設備即時運轉狀態、耗能情況,以確保生產正常。再導入節能、智慧監控管理方案來規範能源使用的行為,才能降低能源消耗,提高能源使用效率。
能源管理系統是利用數位技術來整合各項數據來源,蒐集即時數據,並紀錄完整的能源使用狀況。但這不是將廠內設備全部汰舊換新,或是加裝變頻器就可以改善的,而是要精準抓出用電流向、用電費用等所有數據資料,才能讓管理者以最佳的節能方式進行能源平衡。
無論是現場系統設備,還是後台的管理系統,全都需要「電力」來供給,因此想要提升產能,就要先從穩定生產線下手,不能發生某機台或某區域用電量超載的情形,因此即時管控現場能源用量是最基礎也是最重要的。利用能源管理系統可以掌握相關數據資料,協助管理者更快、更直接發現問題,改善後排除。
政府規定契約用電容量高達800KW以上的用戶,每年必須要節約1%,而台灣製造業在能源消耗這一塊又以用電需求佔比最高,因此透過能源管理系統掌握工廠內設備能耗用量,並針對碳排放量進行統計和做同期比對,利用實質數據資料,才能看出工廠實際情形,進而達到節能的同時並降低碳排放。
利用能源管理系統達成遠端監控,加上系統內會將整個設備運轉狀態完整呈現,無論是控制系統或是排程系統都可以在一開始設定好後,便進行即時監控,避免引發跳電或造成設備損壞等重大損失的風險,也能隨時調整參數,或是進行運行模式的切換。
將能源管理系統蒐集到的所有數據進行分析,無論是溫度、壓力、濕度、用電量、用水量等,都可以找出重點耗能目標,以此數據進行設備參數調整。
當然也可以把所蒐集到的數據直接圖表化,如:柱狀圖、堆疊圖、折線圖等,或是勾選要篩選要件進行比對後,直接匯出成圖表,不僅省去人力將資料彙整成圖表的時間,還可以讓管理者直接進行節能調整與處理。
當整個廠區內任何一處發生異常時,會立刻發出警告,並進行遠端發報,以Mail、Line、簡訊等方式通知相關人員即時處理,避免產生更嚴重的問題。
能源管理系統內會紀錄並顯示異常發生的次數,當需要調出數據時,只要設定篩選條件後,便可直接以圖表方式呈現,像是管理者可以調出發生異常次數最多的原因與地方,進行分析改善優化。
為了改善設備老舊、耗電量高,不符合節約能源問題,並降低人力成本,團隊透過能源管理系統的數據評估後,決定汰換耗能舊設備,改為耗電較低的新設備,直接降低用電量,並以週為單位進行定時、定溫控制,設定主、備機水溫控制條件,減少非工作時間以外的耗能。如果需要每日用電量情況,也可將數據資料圖形呈現,在直接匯出成報表,減少人工作業時間。
由於廠內有許多空壓機,當壓力不足時,需要人工開啟備機,但當壓力達到設定值時,或是明明沒有須求,卻還是成現空車狀態,不會自動停機,造成能源耗損。後來直接汰換耗能舊主機設備,改為耗電較低的新設備,增加變頻櫃降低用電量。建立群控系統減少不必要的待機耗電,壓力控制在所需壓力值,減少非工作時間的耗能。並建立風扇變頻控制,減少頻繁啟動耗電,利用頻率控制轉速,減少一起動就滿載的運行耗電。
由於疫苗存放需要進行嚴格溫度管控,因此特別在冷庫外安裝大型看板,顯示冷庫狀態。還可以建立圖控系統,可透過網頁即時觀看冷庫狀態,或查詢及匯出紀錄資料。當溫度異常會發出E-Mail、簡訊、line訊息、現場警報燈及蜂鳴器也會即時告警,通知人員即時進行處理。
想要進行全面節約能源,卻只是針對每個點進行改善,而沒有將點連成線進而變成面的話,雖然當下有達到改善的效果,但可能因環境因素改變而無法持續,終究只是徒勞無功的瞎忙而已。
因此在節約能源這一塊,需要能源管理系統來提供完整的系統性作法,經過專業團隊評估後導入能源管理系統,便可以針對所制定的程序及作業標準運作,長期下來對企業在執行節能上才會有所幫助。
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