惊了！工厂100%自我供电——德国这家工厂竟然做到了！
通过使用先进的自动化控制技术，德国斯图加特的Provitec公司轻松实现了创新型能源自我供应系统，并大幅减少了能源成本。
如果你拥有足够大的太阳能电池板空间，那么，通过正确的设计、联网和控制，你就可以使你的能源供应系统完全脱离公共电网，并享受到能源成本的永久性下降。通过使用贝加莱控制技术，Provitec 公司已经做到了这一点。其用于建筑物自我供电的创新概念现已完美应用于物流中心、办公楼、零售商店及其它耗能较少的企业。
当新的办公室和车间开业时，Provitec公司总经理Robert Endress 度过了一个不眠之夜。被称为“Die Energiefabrik”（能源工厂，或简称EnFa）的综合设施的运营完全独立于公共电网， 这得益于由Provitec 与建造商Friedhelm Widmann 联合开发的创新型能源供应系统。当建筑物开始投入使用时，Endress指出该系统大胆前卫的设计是它的优势。
尽管剪彩仪式是在2014 年夏天，但是建筑物的供电网络至今却没有经历过一次电力不足或中断。对于Widmann和综合设施内的租赁企业而言，这不仅意味着可靠的能源供应，而且成本节约也至关重要。
Energiefabrik 包括三个电动车充电站。充电时间和能源类型可以根据数字化存储的出行计划自动选择和控制。
低至每千瓦时6美分
“通过我们的设计，这样一个自我维持的能源供应系统的电力生产成本在每千瓦时6至20美分之间，这取决于所使用的能源类型，”Endress 说道。“所以在很多情况下，即使没有政府补贴，它也有利可图。”
Energiefabrik 总共350 平方米工作空间和600 平方米办公空间的供电、供暖和制冷100% 依赖可再生能源。该能源供应系统设计高效，因此没有必要使用公共电网，这使能源变得不仅环保而且极为便宜。业主也不必支付一些国家因太阳能发电系统并网而收取的税费。
太阳能电池板分布于建筑物外部，在Provitec 的Energiefabrik自主供电概念中发挥着关键作用。
综合利用可持续能源
该建筑将能源自主归功于定制化利用能源和存储介质。屋顶和外立面覆盖着太阳能电池板，可提供112千瓦的额定输出（在标准测试条件下）。不立即使用的电力被存储在容量为400千瓦时的电池组中。这涵盖了建筑物大约80%的能源需求，且供电稳定。
在光照不充足的时候，电力输出为40 千瓦的沼气热电联产（CHP）系统就会开始运行。三个热泵用于对建筑内房间进行供暖和制冷。当太阳能发电量较低时，CHP 系统中的热能可用于供暖。
这种创新的能源供应系统位于斯图加特以北的Neuenstadt，它能够产生足够多的剩余电能供三个充电站使用，每个充电站可为四辆电动车充电，低于每千瓦时10 美分。
Energiefabrik 能够将剩余电能存储在容量为400 千瓦时的电池组中，然后在光照不充足的时候使用。
预测能源需求
“各个组件实现智能控制对于确保整个系统的效率和效益至关重要。”Endress强调说。基于气象数据预测能源供需的能力在这里起着关键作用。正如来自项目管理系统的数据评估，它可以使关闭未使用房间的照明并降低温度成为可能。该系统还可以使用出行时间表来协调电动车的充电周期，其目的是优化各种能源利用和避免出现瓶颈。
即使在下雨天，Energiefabrik 的能源供应系统也可以为一排电动车提供足够电能。
各学科融合
“这个项目的一个最大挑战是，”Endress回忆道，“它汇集了来自不同学科如楼宇自动化、人员管理、天气预报和ERP系统的数据。”
管理系统的上位控制器必须与许多接口和数据格式实现通信，允许数据库连接，并能处理来自控制组件的某些任务。为了应对这些苛刻的要求，Provitec不仅从几十个自动化项目中吸取广泛经验，而且还利用到其ProdaisiMES系统的编程和实施经验，它是基于新的Proenergic 能源管理解决方案。
作为其数据密集型软件的硬件平台，Provitec 的工程师迅速瞄准了贝加莱Automat ion PC910， 该工业PC能够将巨大的处理能力封装在紧凑型外壳内。对于上位控制器而言，Provitec选择了来自模块化X20系统的导轨安装CPU，它可以管理各种系统组件，从热泵、充电站到照明。它通过POWERLINK与三个X20子系统实现通信，子系统共有440个I /O 点分布于整个建筑物中。
控制室中的操作面板安装在摇臂上， 它基于带18.5" 多点触摸屏和不锈钢外壳且拥有IP65 防护等级的Automation Panel 900。系统也可以通过互联网实现远程控制。
在主控室内，带有多点触摸屏且具有IP65 防护等级的Automation Panel 900 被用作操作界面。
任何情况下适用的控制器
“贝加莱控制技术提供了我们所需要的开放性和灵活性，以适应所有不同的接口和数据格式。”Endress补充道。然而，这并非在规划阶段将贝加莱确立为明确选择的唯一原因。完全互操作的工业模块所提供的轻松的可扩展性至少同样重要。“这使我们能够覆盖从非常简单到极其复杂的所有任务。”
这位自动化专家还称赞了贝加莱的集成工程环境：“我们伴随Automation Studio 一起成长，因此非常明白它是多么强大以及在多大程度上简化了我们的工作。”
成效更快
Endress对于能够精简工程设计过程的许多细节赞赏有加，例如集成的Web服务器和SQL接口，它们能够将控制器直接连至数据库和ERP系统，省去了从头开始编程或单独购买的麻烦。
“ 我们相信，贝加莱解决方案为我们提供了与竞争对手相比更多的技术可能。不过，贝加莱最大的优势还是他们的服务质量。在任务完成过程中无论遇到怎样的困难，贝加莱从未让我们失望过。
本文来自于《控制工程中文版》（CONTROL ENGINEERING China ）2018年9月刊《技术文章》栏目，原标题为：自我供电的未来。
--------------推荐活动--------------
想要免费阅读每期杂志内容，请查阅《控制工程中文版》微信订阅号自定义菜单。