Capaciteit vergroten, besparingen realiseren, en géén blindvermogenkosten bij Nijsen

Uitdaging

Nijsen werkt al meer dan 30 jaar dagelijks aan duurzamere diervoederproductie. Het familiebedrijf in Veulen, Limburg, maakt van reststromen uit de levensmiddelenindustrie via eigen korte ketens weer eetbare producten voor dieren. De elektrische installaties bij Nijsen verbruikten een relatief groot aandeel reactief vermogen, ook wel ‘blindvermogen’: energie die wél aan de installatie wordt geleverd, maar niet opgenomen. Deze energie belast het net én de transformator, waardoor de mogelijkheid ontstaat op hoge energierekeningen, blindvermogenboetes, en afgenomen trafo-capaciteit. Het ‘werkelijk vermogen’ – energie die wordt opgenomen – vormt samen met het blindvermogen het totale, of ‘schijnbaar’ vermogen van een installatie.

“Nijsen beschikt over twee productiefaciliteiten op dezelfde locatie,” vertelt Joost Giesbers, Engineer bij HyTEPS. “Beide panden zijn voorzien van een eigen trafo met hoofdvoeding. Daar wordt een behoorlijk zonnepark aan toegevoegd, ook met een eigen aansluiting. Om het risico op boetes af te doen nemen, wilde Nijsen het blindvermogen omlaag brengen. Dat gebeurt door de Cosinus Phi te verbeteren.”

Doelstelling

• Verbeteren Power Factor, waardoor het elektrische systeem efficiënter werkt.
• Opsporen van oorzaken en oplossing voorstellen
• Zorgen voor een optimale power factor onder verschillende bedrijfsomstandigheden
• Voorkomen excessief blindvermogen

Oplossing

De Power Factor (PF, ook wel ‘vermogensfactor’) in een elektrische installatie geeft aan hoe effectief het elektrische vermogen wordt gebruikt. Een power factor van 1 betekent dat 100% van het elektrische vermogen effectief wordt gebruikt voor het verrichten van nuttige arbeid. Om een hogere Power Factor te realiseren bij Nijsen diende het blindvermogen gereduceerd te worden.

In opdracht van Nijsen ging HyTEPS in overleg met Fudura aan de slag met meten en analyseren. Het advies: plaatsing van twee condensatorbanken, die het inductieve vermogen in de installatie compenseert met capacitief vermogen. Condensatoren slaan elektrische energie op in een elektrisch veld. Ze kunnen een faseverschuiving veroorzaken die tegengesteld is aan die veroorzaakt door inductieve belastingen waardoor condensatoren het reactieve vermogen dat door inductieve belastingen wordt gegenereerd, kunnen neutraliseren. Hierdoor hoeft dit blindvermogen niet langer vanuit het elektriciteitsnet geleverd te worden en zal het schijnbaar vermogen door de hoofdvoeding aanzienlijk afnemen. Als gevolg zal de RMS-stroom door de hoofdvoeding ook afnemen.

Resultaten

Na het in bedrijf stellen op twee verschillende hoofdverdelers zorgden de condensatorbanken al snel voor een forse reductie van het blindvermogen. Dit resulteert in een lagere belasting van de transformator. Inmiddels hoeft Nijsen helemaal geen kosten voor de opname van blindvermogen meer te betalen.

De condensatorbank meet actief hoeveel blindvermogen er wordt opgenomen en regelt zichzelf om continu aan deze vraag te voldoen.

Op de ene hoofdverdeler werd de totale RMS-stroom gereduceerd van ongeveer 1150 A naar 900 A. Met de condensatorbank in automatic mode verbeterde de PF van 0.76 naar 0.96. Op de andere hoofdverdeler werd de totale de totale RMS-stroom gereduceerd van ongeveer 1350 A naar 950 A. Met de condensatorbank in automatic mode verbeterde de PF van 0.79 naar 0.96. De THDu in beide installaties blijft gedurende de gehele meting onder de aanbevolen grens van 4%.

Joost: ” Aan de hand van de meetgegevens konden we concluderen dat de condensatorbank de Power factor tot 20% verbeterde bij inschakelen van achtereenvolgende stappen. Deze reductie in RMS-stroom levert naast het wegstrepen van kosten voor blindvermogen dus ook vrije installatiecapaciteit op de voedende transformators. De besparingen op de twee trafo’s (250 + 300 Ampère) levert samen 550 Ampère op.”

De tabel laat zien hoe effectief de werking van de condensatorbank is op het reactief vermogen en hoe hierdoor de RMS-stroom in de installatie gereduceerd wordt. Let op, tijdens deze metingen wisselde de belasting in de installatie waardoor de resultaten per stap kunnen variëren. De installatie draait nog lang niet op vol vermogen – als er wordt uitgebreid kan de bank het gemakkelijk bijhouden – er is nog 150 kVAR over!

Door ‘inbreiding’ kan er dus ruimte worden gecreëerd achter trafo(‘s) in elektrische installaties. Zo kan er op een veilige, slimme en duurzame manier meer rendement worden gehaald uit bestaande systemen. Bijzonder interessant voor alle partijen die capaciteit nodig hebben, maar bijvoorbeeld tegen de grenzen van het elektriciteitsnet aanlopen.

“Een goede Power Quality is cruciaal voor de continuïteit van klanten en de duurzame inzetbaarheid van onze assets,” vertelt Ulas Köse, Product Manager Infradiensten, Fudura.

“Blindstroom is een heel concreet voorbeeld van hoe we kunnen helpen, zo ook bij Nijsen. Op basis van de data die we als erkend meetbedrijf hebben, zien we in één oog opslag waar het mis gaat. Door met de experts van HyTEPS dieper de Power Quality te meten, kunnen we een kostenefficiënte en effectieve oplossing op maat bieden.”

“Dit is een win-win voor onze klanten, die een efficiënte installatie en besparingen realiseren, terwijl wij als Fudura onze klanten zoveel mogelijk energiezekerheid kunnen bieden.”