HAUK: Od energetického monitoringu k vlastnímu mikrogridu s baterií 2 MWh

Jak dodavatel pro ŠKODA AUTO přestal energie jen platit a začal je řídit. Od monitoringu přes řízení technologií až po vlastní mikrogrid s baterií 2 MWh.

O společnosti Hauk

• Rodinná firma založená v roce 1928 původně jako textilní továrna
• Obrat: 4 mld Kč, 1000 zaměstnanců
• 3 výrobní závody, 186 000 m2
• Výroba svařovaných a lisovaných dílů pro automotive

Spolupráce mezi FLOWBOXem a HAUKem odstartovala na začátku roku 2024 prostřednictvím společnosti Blumenbecker Prag, která rok předtím úspěšně zrealizovala první robotické pracoviště na provozu Lisovna. Z návazných diskuzí se společností HAUK vyplynulo, že téma úspor v oblasti energetiky bylo, a stále je, velmi aktuální.

Ve výrobním areálu v Polici nad Metují spotřebuje HAUK ročně přibližně 10 GWh elektřiny a 10 GWh plynu. Energie tak patří mezi významné provozní náklady celé firmy a s dalším rozšiřováním výroby jejich význam ještě poroste.

Proč Hauk začal energie řešit

1. Ruční odečty a rozúčtování. Každá měsíční uzávěrka znamenala hodiny opisování hodnot a přepočtů. U nájemců v areálu chybělo přehledné měření, což komplikovalo i vyjednávání o nákladech.
2. Plýtvání teplem. Haly se vytápěly neefektivně, teplo utíkalo přes otevřená vrata a odpadní teplo z lisů a kompresorovny se nikde nevyužívalo.
3. Žádný centrální dohled. Poruchy a abnormální stavy se zjišťovaly až podle následků. U technologií, jako jsou lisy, kompresory nebo chladicí voda, to znamená přímé riziko pro výrobu.
4. Riziko odběrových špiček. Provoz na vysokém napětí znamená, že jedno nezvládnuté čtvrthodinové maximum se propíše do nákladů na celý rok.
5. Rostoucí areál. Jakékoli řešení muselo být připraveno na to, že se areál bude dál rozšiřovat - o nový závod, o fotovoltaiku, o bateriové úložiště.

Vytvořit jednu integrační platformu pro celý areál - ástroj, kterým firma bez vlastního energetika dostane energie pod kontrolu.

Systém, který:

1. digitalizuje provozované objekty a výrobní technologie,
2. dá jedno místo pro poruchy a abnormální stavy,
3. sníží spotřeby a optimalizuje energetické náklady,
4. předchází ztrátám - detekuje únik, zhasnutá světla nebo zbytečně běžící kompresor,
5. aktivně řídí spotřebiče - vytápění, chlazení, ventilaci i osvětlení,
6. průběžně vyhodnocuje potenciál dalších úspor.
7. Provádí automaticky rozúčtování nájemcům v areálu

Zásadní podmínkou bylo nasadit systém na to, co v provozu už funguje. FLOWBOX nezačíná na zelené louce - EMOS se integruje na existující infrastrukturu a Flowbox support průběžně přemapovává spotřeby a senzory tak, aby model odpovídal realitě, jak se areál mění.

Vstupním bodem byl závod 2 - původní provoz VEBA, kam FLOWBOX doplnil velké množství senzorů a měření a zavedl hlavní úsporná opatření. Závod 1 (výroba, administrativa, logistika i „obytné" prostory) byl napojen na stejnou platformu.

Co se v areálu měří a monitoruje:

• elektřina, plyn a voda - hlavní i podružné odběry
• stlačený vzduch včetně měření průtoku
• teploty v halách a oběhová voda z plynových kotlů
• plyn u lakovny a plyn pro vytápění zvlášť
• produkce FVE a vyhodnocování dat
• produktivita lisovny - výlisky za směnu a plnění norem, sledování efektivity a plnění norem u desítek lisů závodu
• technický stav kompresorů jako podklad pro údržbu

Nad tím vším stojí Sankeyho rozpad energetické bilance - nástroj, který okamžitě ukáže, kudy energie v areálu skutečně teče a kde je největší potenciál úspor. Technologické celky (lisovna, nástrojárna, kompresorovna) se vyhodnocují samostatně.

Monitoring sám neušetří nic.

Skutečné výsledky přineslo až automatické řízení technologií v souhrnu:

• -20% plyn na vytápění hal
• -15% elektřina na chlazení
• -10% nákladů na odběrové špičky

Jak to funguje v praxi:

• Centrální řízení plynových SAHAR dle historických dat, předpovědi počasí a samozřejmě aktuální teploty v halách
• Chlazení - příprava odpovídající teploty chladicí vody pro výrobu je kritickým médiem pro kvalitu svarů
• Světlíky - automatické ovládání v součinnosti s vytápěním, v noci nachlazení hal, které šetří chlazení přes den.
• Rekuperace tepla - řízení klapek a směrování “odpadního” tepla tam kde je potřeba a zároveň ochlazování hal z okolí
• Osvětlení - centrální řízení světel dle intenzity světla a časového kalendáře.
• ¼h maximum - peak shaving s využitím řízených odběrů (baterkárny, chlazení) a optimálně nastaveného limitu.

Tohle je místo, kde se EMOS liší od běžného energetického monitoringu.

Systém nepracuje s jednotlivými technologiemi izolovaně, ale s vazbami mezi nimi:

• Rekuperace v součinnosti - odpadní teplo z lisů a kompresorovny putuje do nástrojárny. Přes den se přebytečné teplo odvádí ven a přísun venkovního vzduchu je automatizovaný.
• Vrata a vytápění - při otevření vrat zejména u skladových prostor se vytápění automaticky vypíná. Konec plýtvání teplem.
• Řízení podle historie - ve svařovně se řídí podle průměrů a minim za poslední tři dny.
• Vypínací kalendáře - při plánované odstávce se technologie vypnou samy.
• Automatické větrání - otevírání oken a větrání běží zcela bez zásahu obsluhy.

FLOWBOX v HAUKu nesleduje pouze energie.

Lisovna má vlastní monitoring produktivity: kolik se odlisovalo za směnu, s celkovým reportingem i detailními náhledy na jednotlivé lisy. Barevný floorplan haly ukazuje stav a výkon každého lisu na první pohled.

Propojení energetiky a výroby dává komplexní obraz o provozu a umožňuje ptát se na správné otázky, například kolik energie skutečně stojí jeden výlisek.

Ve svařovně platí jednoduchá rovnice: když klesne chladicí kapalina pod vybranou hodnotu daného svařovacího stroje a postupu, začne linka vyrábět zmetky. Vada se přitom nepozná okamžitě — může vzniknout celá vadná série, než si někdo všimne.

EMOS hlídá teplotu a průtok chladicí vody v reálném čase, 24/7. Když hodnoty vybočily z nastavených mezí, systém odeslal notifikaci a výroba se odstavila dřív, než vznikla vadná série.

Není to hypotetický scénář. Reálně se to stalo a systém ušetřil náklady na zmetky i na následné reklamace.

Hauk Přestal být jen odběratelem elektrické energie, který se snaží spotřebovat méně a stal se subjektem, který si vlastní energii vyrábí, ukládá a rozhoduje, kdy ji použije. Zároveň snižuje významě svou uhlíkovou stopu a tak také uhlíkovou stopu, kterou zanechávají vyrobené díly pro ŠKODA AUTO.

Flowbox Mikrogrid - BESS, FVE a ¼h maximum v souhře

• 2 MWh bateriové úložiště
• 300 kWp fotovoltaická elektrárna
• VN + NN - obě napěťové hladiny v jednom areálu
• 1/4hodinové řízení - algoritmické řízení

Modul Mikrogrid orchestruje BESS, FVE i odběrové špičky současně. Rozhodování stojí na predikcích: předpověď počasí + predikce výroby z FVE + predikce odběru řídí celý mikrogrid. Při nízké SPOT ceně se baterie nabíjí, při vysokých cenách vybíjí. BESS je sice na nízkém napětí, ale využívá se pro řízení čtvrthodinového maxima celého závodu.

Komunitní energetika a sdílení elektřiny

EMOS zajišťuje využití sdílené energie od externích dodavatelů napříč skupinou, přehled toků do sítě i ze sítě, přetoků z produkce a tabulky rozdělení sdílených výrobních i spotřebních míst. Efektivita využití sdílené energie je průběžně reportována.

Konektivita: využití IoT bezdrátové technologie ve vybraných provozech

Rozlehlá hala závodu 2 by při klasické metalické infrastruktuře znamenala značné investice do kabeláže. FLOWBOX pokryl celý areál jednou LoRa bránou umístěnou v lisovně. Přínosy:

• dálkový bezdrátový sběr dat i tam, kde by kabeláž byla nákladná
• ideální řešení pro velké výrobní haly a rozptýlené technologie
• snadné rozšiřování měřicích bodů, jak se areál mění a roste
• nižší náklady na instalaci oproti klasické metalické infrastruktuře

1. Konec ručních odečtů Odečty a rozúčtování nájemcům trvaly hodiny - dnes probíhají automaticky.
2. Prokazatelné úspory −20 % plyn (SAHARA), −15 % chlazení, −10 % osvětlení, −10 % nákladů na ¼h maximum.
3. Ochrana výroby Notifikace reálně zabránila výrobě zmetků ve svařovně.
4. Jedna platforma Energie, technologie i produktivita výroby na jednom místě.
5. Připraveno na budoucnost BESS 2 MWh, mikrogrid, komunitní energetika a ISO 50001.
6. Roste s areálem Systém se snadno rozšiřuje, jak se areál mění a vyvíjí - včetně součinnosti u novostaveb a rekonstrukcí, kde FLOWBOX pomáhá připravit infrastrukturu, protokoly a rozhraní. To je pro HAUK zásadní: areál roste a po akvizici Karsitu má mít skupina šest výrobních závodů. Platforma, která zvládne jeden areál, musí zvládnout i šest závodů.

Etapa 3 znamená plné využití potenciálu EMOS:

1. Datová inteligence (DI) - nastavení EnPI ve smysluplných blocích, uživatelské zaškolení a kontinuální vyhodnocování neefektivit s prioritizací opatření.
2. Nová tarifní struktura 2027 - vyhodnocení dopadu nové tarifní struktury pro velkoodběratele a návrh opatření na eliminaci negativního finančního dopadu.
3. Modul ISO 50001 - digitální podpora certifikace: měření, monitoring, reporting, automatická validace dat, auditní stopa a výpočet EnPI dle standardu.

„Nemáme vlastního energetika, a přesto dnes energie v areálu řídíme, ne jen platíme. FLOWBOX toho spoustu odřídí sám a když se něco děje, dozvíme se to včas. Díky systému FLOWBOX máme vždy přesné informace o našich spotřebovaných energiích v reálném čase. Generované úspory vracíme do rozšiřování tohoto systému, tak abychom dosahovali ještě lepších výsledků.”

Ing. Jiří Vlček, výrobní ředitel · HAUK s.r.o.

‍