【案例分享】如何将存储水果的能源成本降低50%？

本文来自于《控制工程中文版》（CONTROL ENGINEERING China ）2017年3月刊，原标题为：集成控制降低能源成本

在能源成本不断攀升的今天，如何能够最大限度地减少高耗能企业对环境的影响和财务的压力？通过结合其发电、供热和制冷系统，贝加莱帮助用户将与冷库设施运营相关的能源成本降低50%。

德国Mittelbaden水果批发市场发现了一个奇怪的现象：通过在一年时间里比较生鲜农产品生长、运输和储存相关的二氧化碳排放量，超市货架上本地生长的苹果居然留下一个比进口苹果更长的生态足迹。这个结果出人意料，难道能源密集型冷库的能源成本远远超过从大型种植园绕半个地球运输鲜果的成本？

不过，局势可能很快向有利于本地友好的果园逆转。通过在各种供应系统之间创建连接并结合可再生能源，药品和食品饮料生产商，以及塑料加工商和酒店，当然还包括拥有冷库设施的企业，能够最大限度地减少其高耗能对环境和财务产生的影响。

德国Mittelbaden水果批发市场的能源控制中心。在贝加莱的积极支持下，aeteba公司开发了一个模块化、扩展型控制解决方案，它可以将所有能源供应系统结合起来。

高能耗的难题

举一个例子：Mittelbaden水果批发市场。位于莱茵河和黑森林之间的Oberkirch是其总部所在地，这里是德国最大的水果种植区之一，3100人的生产者组织运营超过50个冷库设施，共有550个冷藏室，45个冷冻室和12100个气调室用于保存11000吨仁果类水果。

直到2014年年底，这些设施每年制冷所需要的4987兆瓦时电能仍然是通过传统冷水机组产生的。仅此一点估计就占据了总功耗的65%，其余部分提供给清洗、分拣和包装生产线运行。为了确保必要的电力供应（总费用为每年40.91万欧元），公用事业公司计算出的一次能源消耗量为6649兆瓦时。这还不包括5.8万欧元天然气（1284兆瓦时一次能源）所需用于向楼宇供热。

量身定制的智能化能源供应

“在过去，供热和制冷系统是完全相互独立运行的。”aeteba公司研发经理Elmar Sporer解释道，他负责为批发仓库规划并实施新的能源发电和配电方案。“虽然这样的设计相对比较简单，但却无法高效率地利用能源。”Sporer说。

一个在环保和经济方面经过优化的解决方案必须考虑到供热、制冷和发电输配所涉及到的每一个过程。最重要的是，它必须以有利于这些系统间实现智能交互的方式进行定制化设计。

“由于不同地点具体情况不同，”Sporer解释道，“因此，负责实现能源系统联网的监管控制器需要具备较强的适应性。我们发现，现成的控制器要么只能满足我们的部分需求，要么不具备足够的灵活性，所以我们选择开发我们自己的解决方案，它基于标准的贝加莱组件。”

具备较强扩展性和适应性的控制

对于aeteba公司而言，青睐贝加莱技术的决定性因素是其扩展性和模块化设计，这使得它极具成本效益。新控制方案的核心是Power Panel，它被用作HMI和控制平台。

针对Mittelbaden批发市场，aeteba公司选用了一个无风扇运行的Power Panel 520，它拥有英特尔凌动处理器和15"触摸屏。如有需要，在Automation Studio中创建的HMI和控制应用程序能够被轻松地移植到拥有更强劲处理器或更大显示器的Power Panel或带有远程操作面板的工业PC中。

Mittelbaden水果批发市场能源控制中心的HMI画面是在Automation Studio中设计的。为了缓解aeteba向新技术过渡的难度，贝加莱还负责控制和HMI应用程序的开发任务。

由aeteba公司设计并实施的新能源供应系统是围绕一台热电联产机组建立的，发电量和供热量分别为200千瓦和256千瓦。电力和废热主要用于产生制冷能量。

在需要采集生产数据的情况下，还可以集成APROL过程控制系统。为了实现与各种系统组件之间的通信，aeteba使用了贝加莱X20和X67系统模块。后者能够提供IP67级I/O模块，这使设计人员能够控制远程子系统或通过X2X直接集成。

“贝加莱解决方案的优势是其可扩展性、模块化和易用性。除了使我们能够访问现场层，实现远程维护之外，贝加莱技术还可以使我们针对不同地点的定制化能源供应系统快速、轻松地创建控制方案，确保实现高可用性。”

——aeteba 公司研发经理Elmar Sporer

80%电能由内部生产

该水果批发市场一直使用该方案控制由aeteba实施的新能源供应系统，它是围绕一台热电联产机组建立的，发电量和供热量分别为200千瓦和256千瓦。出于经济原因，该系统设计覆盖了80%的设施总电力需求。

内部生产的电能几乎只用于运行冷水机组（1389兆瓦时或16.27万欧元/年），其余仅881兆瓦时需从公用事业公司处购买。额外的冷却能量（820兆瓦时）是通过吸收式制冷机利用热电联产机组中的废热提供的。供热和制冷系统的补充电源由409平方米的太阳能电池板（219兆瓦时）和一个小型燃气锅炉（219兆瓦时）提供。

能源成本削减一半

量身定制的能源供应系统和贝加莱控制解决方案相结合可以实现各系统间协调工作，并将水果批发市场的能源成本削减一半——从46.7万欧元削减至23.4万欧元。这就解释了Sporer对于未来的乐观展望：“将制冷、供热和发电相结合已经被证明能够降低能源成本，并改善几乎所有高耗能企业的碳排放。这些连续耗电超过100千瓦的企业还需要热能用于制冷或供热。投资成本在短短数年就能收回，这对气候和社会都有利。”