Savez-vous combien coûte l'utilisation de cet équipement ?

Des décisions doivent être prises – pour économiser de l'énergie, pour économiser de l'argent. Disposer de données concrètes sur lesquelles fonder ces décisions supprime le « facteur de supposition » et a finalement un effet positif sur le résultat net. Cependant, l'enregistrement des données, l'analyse des résultats, puis la prise de décisions intelligentes peuvent-ils vraiment avoir un effet aussi important ? La réponse est « Absolument oui ! »

Comparaison des compresseurs d'air de 200 chevaux

Considérez cet exemple d'usine de fabrication. L'installation possédait deux compresseurs d'air de 200 chevaux utilisés pour l'alimentation en air de l'usine. Étant donné que le compresseur numéro un était évalué à une capacité légèrement supérieure en pieds cubes par minute (cfm) que le compresseur numéro deux, la décision avait été prise plusieurs mois auparavant de faire fonctionner le compresseur numéro un comme compresseur principal et d'utiliser le compresseur numéro deux comme « compresseur.

Ainsi, le compresseur de compensation ne fonctionnait que lorsque le compresseur numéro un n'était pas en mesure de maintenir la pression du système. Cela semble logique, d'autant plus qu'ils ont tous les deux la même puissance - il devrait y avoir peu ou pas de différence dans les coûts d'exploitation électriques.

Figure 1. Le logiciel d'enregistrement de données représente automatiquement la consommation d'énergie d'un compresseur d'air de 200 chevaux. Cet aperçu rapide montre que le compresseur consomme en moyenne un peu plus de 50 kilowatts d'énergie au cours d'une période de fonctionnement de trois jours. Connaissant le tarif électrique de $/kWh, il serait facile d'estimer le coût de fonctionnement de ce compresseur pendant cette période.

Des enregistreurs de puissance ont été installés sur chaque unité pendant plusieurs jours pour déterminer le coût réel d'exploitation de l'énergie électrique. Chaque unité était gérée par elle-même pour s'assurer que son fonctionnement n'était pas influencé par l'autre unité. Le compresseur numéro deux s'est avéré beaucoup plus économe en énergie et était également tout à fait capable de répondre aux besoins en air de l'usine. Le compresseur numéro deux était une conception plus récente et plus économe en énergie que son homologue.

L'installation était facturée 0,07 $ par kilowattheure (kWh). Les durées de fonctionnement et la consommation d'énergie en kilowatts ont été extraites des données enregistrées et les coûts d'exploitation réels ont été déterminés. De tels calculs sont relativement simples et peuvent facilement être intégrés dans une feuille de calcul pour une utilisation à l'échelle de l'usine.

L'essentiel :l'exploitation du compresseur numéro deux en tant que compresseur d'air principal de l'usine a entraîné des économies annuelles estimées à 29 510 $. De toute évidence, les données enregistrées se sont avérées beaucoup plus précises que la « meilleure estimation » basée uniquement sur les données de la plaque signalétique. L'installation des enregistreurs de puissance et le téléchargement ultérieur des données sur un PC à des fins d'analyse ne prennent que quelques minutes. Un petit investissement dans ce cas pour un grand retour.

Combien cela coûte-t-il de faire fonctionner 50 moulins pendant la pause déjeuner ?

Dans une autre usine de fabrication, la question a été posée :« Combien cela coûte-t-il de permettre à ces 50 broyeurs de fonctionner pendant la pause déjeuner ? » La logique pour permettre aux broyeurs de fonctionner lorsqu'ils ne sont pas utilisés était que les broyeurs étaient des charges relativement faibles par rapport à des équipements beaucoup plus gros, et l'huile de coupe continuerait à circuler dans le broyeur.

Et, étant donné que le broyeur était effectivement "au ralenti" sans charge, cela ne valait tout simplement pas la peine d'arrêter le broyeur pendant de si courtes périodes.

Pour vérifier la décision, un multimètre numérique d'enregistrement avec une pince CA a été utilisé pour déterminer le coût d'exploitation réel d'un broyeur pendant la pause déjeuner. Chose intéressante, les économies se sont élevées à seulement 0,55 $ pour un seul broyeur. Cependant, en multipliant les 55 cents par 50 moulins, on a économisé 27,50 $ sur l'heure du déjeuner.

Compte tenu des variables du travail posté et des jours fériés, les économies annuelles estimées liées à l'arrêt des broyeurs pendant les périodes de repas s'élevaient à un peu moins de 8 000 $. Une fois de plus, un contrôle de 30 minutes a révélé des économies importantes qui pouvaient être réalisées en appuyant sur seulement deux boutons par moulin :un pour « arrêter » avant le déjeuner et un pour « démarrer » après le déjeuner.

Coûts d'exploitation pour les moteurs plus gros

Les gros moteurs destinés à diverses applications doivent toujours avoir leur coût d'exploitation connu. Dans une installation, un moteur de 100 chevaux (HP) a été utilisé pour pomper l'eau d'un bassin de rétention à plusieurs centaines de pieds jusqu'à l'endroit où l'eau a été utilisée pour le refroidissement du procédé. Le moteur fonctionnait en continu pendant les opérations de l'usine.

D'autres options étaient à l'étude pour l'eau de refroidissement. La question à laquelle il fallait répondre pour déterminer le retour sur investissement avant qu'une décision puisse être prise était :"Combien cela nous coûte-t-il de faire fonctionner le système de pompage actuel que nous avons ?"

En enregistrant les kilowatts consommés par le moteur et le nombre d'heures de fonctionnement au cours d'un cycle de l'usine, il a été déterminé que le moteur de 100 chevaux fonctionnait presque toujours à sa pleine capacité de 100 HP. Cela coûtait à l'entreprise 33 241 $ par an. Des décisions commerciales ont ensuite été prises pour remplacer le système existant par une conception de moteur et de pompe plus efficace.

Mais pourquoi ne pas se fier uniquement aux données de la plaque signalétique pour déterminer le coût de fonctionnement d'un moteur ? Après tout, les moteurs NEMA sont marqués des cotes requises, y compris leur puissance et leur efficacité. La réponse est que les moteurs fonctionnent rarement selon les spécifications de leur plaque signalétique. Attendez-vous à ce que les coûts d'exploitation réels varient.

Par exemple, un moteur de 460 volts, triphasé, à rendement standard de 100 HP fonctionnant à pleine charge pendant 8 760 heures par an coûtera probablement un peu plus de 48 000 $ par an pour fonctionner à un tarif électrique de 0,10 $ par kWh. Mais que se passe-t-il si le moteur ne fonctionne pas à pleine charge à tout moment ? Ensuite, le coût total d'exploitation peut baisser considérablement.

La seule façon de savoir avec certitude est de mesurer et d'enregistrer les données. Ensuite, analysez les données et déterminez la valeur réelle en dollars que le moteur contribue à cette facture de services publics. Selon l'application, un tel moteur peut être un candidat pour de grandes économies d'énergie avec l'utilisation d'un variateur de fréquence (VFD).

Temps

Puissance active totale minimale (Watts)

Puissance active moyenne totale (Watts)

Puissance active totale maximale (Watts)

08:10:07 0ms

32110.238

32097.152

32031.729

08:10:17 0ms

32064.441

32090.611

32142.949

08:10:27 0ms

32097.152

32103.695

32129.865

08:10:37 0ms

32097.152

32103.695

32149.492

08:10:47 0ms

32090.611

32123.322

32123.322

08:10:57 0ms

32084.068

32110.238

32136.408

Figure 2. Informations de l'enregistreur de données importées dans une feuille de calcul pour analyse. Ce moteur de pompe centrifuge de 100 chevaux, s'il est complètement chargé, devrait consommer près de 80 000 watts (80 kW). Les 32 000 watts (32 kW) indiquent que le moteur n'est que partiellement chargé, qu'il fonctionne de manière inefficace et qu'il peut être candidat pour un VFD, ce qui pourrait entraîner des économies d'énergie importantes. Les lectures étaient en moyenne toutes les 10 secondes sur une période d'une minute. Watts moyens consommés par le moteur au cours des 10 secondes précédentes.

Le coût de l'éclairage

L'éclairage est l'un des plus gros consommateurs d'énergie électrique dans la plupart des installations industrielles et commerciales. Par exemple, le coût annuel de l'éclairage dans une installation industrielle de 160 000 pieds carrés est d'environ 85 030 $. Ces montants en dollars peuvent souvent être rapidement et considérablement réduits, si vous savez où trouver les économies les plus importantes. De nombreuses options d'éclairage sont disponibles et la sélection des bonnes nécessite une prise de décision intelligente.

La question devient :« Combien cela coûte-t-il de garder ces lumières allumées ? » Ensuite, des estimations peuvent être faites pour des systèmes de remplacement plus récents et plus efficaces à l'aide de données publiées. Vous pouvez faire des estimations assez précises en comptant les luminaires, en identifiant les puissances et les types de lampes, en tenant compte du fonctionnement du ballast et en connaissant les heures réelles pendant lesquelles les lumières sont allumées. Cependant, à des fins de prise de décision, des données rapides et précises peuvent être obtenues avec de simples lectures de pince ampèremétrique sur les circuits d'éclairage en question.

À titre d'exemple, certains éclairages fluorescents ont été laissés allumés dans une installation commerciale pendant de longues périodes avec ce qui était considéré comme une bonne justification. Une idée fausse commune est qu'il est plus économe en énergie de laisser un éclairage fluorescent allumé que de l'éteindre. Cela n'est vrai que dans une certaine mesure, car les économies sont attribuées au fait d'éviter la faible quantité de courant d'appel lors du démarrage de ces lampes.

De plus, des extinctions et allumages excessifs, par exemple plusieurs fois par jour, peuvent raccourcir la durée de vie de la lampe. La règle générale du département américain de l'Énergie est que l'éclairage fluorescent doit être éteint si la pièce est inoccupée pendant plus de 15 minutes. Cependant, dans certaines régions du pays, ce nombre peut être aussi bas que cinq minutes si les tarifs d'électricité sont élevés.

Il est assez facile d'utiliser une pince ampèremétrique CA et de mesurer la tension et le courant fournis à un circuit d'éclairage pour obtenir rapidement des chiffres précis. Vous pouvez faire un calcul rapide du coût de fonctionnement de ce circuit d'éclairage. Mais que se passe-t-il si vous supposez que les lumières sont éteintes à certains moments alors qu'en fait elles ne le sont pas ? Après tout, vous avez placé un panneau rappelant à tous les travailleurs d'éteindre tous les éclairages de tâches sur les postes de travail à la fin de leur quart de travail.

Vous ne serez probablement pas surpris que le courant électrique et les kW ne soient pas nuls sur tous ces circuits d'éclairage à la fin de chaque journée. Alors, combien vous coûtent les lumières que quelqu'un a oublié d'éteindre ? Vous ne le saurez pas tant que vous ne l'aurez pas mesuré. Ensuite, installez des panneaux indiquant aux travailleurs les montants en dollars associés aux dépenses d'éclairage et vous êtes sûr de susciter un certain intérêt.

Le coût horaire de fonctionnement de l'équipement

Parfois, les responsables des opérations et des installations aiment simplement savoir combien coûte l'exploitation d'un équipement spécifique par heure. Ces informations doivent être fournies à 100 % de charge, 90 % de charge, 80 % de charge, etc. Les informations peuvent ensuite être extrapolées par les managers pour prendre des décisions opérationnelles. «                                , si j’exécute la presse n ° 5 sur ce projet au lieu de la presse n ° 3 ? Lequel me permet de faire la même pièce pour moins cher ? » Une bonne question qui devrait avoir une réponse concrète.

Il est facile de consulter une facture d'électricité et de connaître les frais pour le mois. La gestion et la réduction de cette facture est l'objectif de la gestion de l'énergie et nécessite la coopération de tout le personnel de l'installation. Pour prendre des décisions intelligentes, vous devez savoir où va cette énergie électrique chaque mois.

Vous devez mesurer et enregistrer les données énergétiques des principaux équipements et systèmes électriques. Il est préférable d'utiliser un enregistreur de puissance pendant au moins un cycle de l'installation ou plus. Déterminer les coûts horaires et annuels pour faire fonctionner cet équipement. Gardez une trace de ces données et ayez-les facilement disponibles et sachez combien cela coûte pour faire fonctionner votre équipement. Il est beaucoup plus confortable de prendre des décisions basées sur des faits plutôt que sur des estimations et des suppositions optimales.

À propos de l'auteur :
Randy Barnett a plus de 35 ans d'expérience en maintenance électrique industrielle et en formation. Il est diplômé de l'US Navy Nuclear Power School et a appris le métier de l'électricité industrielle en tant qu'électricien dans le service sous-marin. Il a travaillé comme compagnon électricien dans des centrales nucléaires et au charbon, sur des locomotives de chemin de fer, dans des environnements de fabrication industrielle et dans la construction commerciale et industrielle. Randy est un auditeur énergétique certifié et auteur de « Câblage commercial et industriel », « Introduction à la maintenance électrique » et de nombreux articles. Il peut être contacté à [email protected].