Endesa - Gedigitaliseerde waterkrachtcentrales
Endesa neemt traditionele waterkracht mee naar het digitale tijdperk
Automatiseringsoplossingen van ifm zorgen voor meer efficiëntie, veiligheid en duurzaamheid
Het Spaanse bedrijf Endesa is een van de grootste energieleveranciers van Europa en vertrouwt sterk op hernieuwbare bronnen om energie op te wekken. Om de bestaande energiecentrales, waarvan sommige historisch zijn, ook in de toekomst betrouwbaar en efficiënt te kunnen exploiteren, vertrouwt het bedrijf op een consequente digitaliseringsstrategie als onderdeel van de transformatie naar Industry 4.0 - en op de expertise van automatiseringsspecialist ifm.
Efficiënte modernisering van historische energiecentrales
Endesa beheert in totaal 174 waterkrachtcentrales in heel Spanje via haar dochteronderneming Enel Green Power España . Met een geïnstalleerde capaciteit van 5.350 megawatt bedraagt de jaarlijkse elektriciteitsproductie ongeveer 9.000 gigawatt uur. Veel van deze systemen zijn gebouwd in het begin van de 20e eeuw en werden oorspronkelijk volledig handmatig bediend. Als gevolg van de voortschrijdende digitalisering en de toenemende eisen op het gebied van efficiëntie, veiligheid en duurzaamheid stond Endesa voor de complexe taak om al haar vestigingen aan te passen aan de laatste stand van de techniek.
"Ons doel is om onze conventionele energiecentrales om te vormen tot ultramoderne faciliteiten. Door gebruik te maken van moderne digitaliseringstechnologie bereiken we meer transparantie in onze systemen en kunnen we vooruitziend handelen. Dit verhoogt de algehele zekerheid van de energievoorziening," zegt Julian Alberto Alonso, Hoofd Onderhoud en Technische Dienst Hydro bij Endesa.
Waterkracht voor 100 jaar - en in de toekomst
Een van de pioniers op het gebied van digitalisering bij Endesa is de El Carpio waterkrachtcentrale in de Spaanse provincie Córdoba. De brug tussen traditie en moderniteit is hier bijzonder sterk, aangezien het architecturale en technische monument al bijna 100 jaar groene energie opwekt. In totaal drie turbines wekken elektriciteit op uit de waterstroom van de Guadalquivir. "We besloten geavanceerde instrumentatie en automatisering te gebruiken om het gebruik van de nogal afgelegen energiecentrale te optimaliseren, deze efficiënt te bewaken en effectief te onderhouden. Het doel was om stilstand zo veel mogelijk te beperken en onderhoudscycli te optimaliseren," zegt Antonio Roldán Reina, Technical Manager Predictive Maintenance bij Endesa.
Digitalisering met ifm en IO-Link - om goede redenen
Om de ambitieuze moderniseringsdoelstellingen te halen, besloten Endesa en haar dochteronderneming Enel Green Power España nauw samen te werken met de automatiseringsspecialist ifm. "We kozen voor de ifm-oplossing vanwege de betrouwbaarheid onder extreme omstandigheden," vervolgt Antonio Roldán Reina. "In onze systemen kunnen hoge temperaturen en een hoge luchtvochtigheid voorkomen. De sensoren van ifm hebben hier tot nu toe geen problemen mee gehad. Bovendien kunnen we sinds het begin van de samenwerking rekenen op de technisch goede ondersteuning van ifm."
Een ander belangrijk aspect was de beslissing om te vertrouwen op datacommunicatie via IO-Link voor digitalisering. De open industriële communicatiestandaard IO-Link , mede opgericht door ifm, is al lang ingeburgerd in de industriële omgeving. Daar zijn veel redenen voor: De bidirectionele communicatie maakt configuratie van de sensoren op afstand mogelijk via de IO-Link master. Bovendien geven IO-Link-sensoren meer informatie dan conventionele sensoren, bijvoorbeeld over de status van het apparaat, de temperatuur van de sensor of de bedrijfscycli. Ze verzenden ook verschillende proceswaarden tegelijkertijd: Druksensoren verzenden ook gegevens over de mediumtemperatuur, terwijl flowsensoren de huidige doorstroomsnelheid, temperatuur, mediumdruk en het totale volume registreren. Dit bespaart extra meetpunten en vermindert de installatie-inspanning, -tijd en -kosten.
Omdat de gegevens digitaal en zonder interferentie worden verzonden, zijn de waarden nauwkeuriger en betrouwbaarder dan bij analoge transmissie. Een ander praktisch voordeel van IO-Link is dat de sensorparameters die zijn opgeslagen in de IO-Link-master worden overgedragen naar de nieuwe sensor wanneer identieke sensoren worden vervangen. Dit minimaliseert menselijke fouten en vermindert stilstand.
30 procent minder bekabelingswerk
Een ander voordeel is de gedecentraliseerde dataverzameling door veldcompatibele IO-Link masters, die de informatie in het veld verzamelen en gebundeld doorsturen. Dit leidt tot een aanzienlijke vermindering van de bekabeling - zowel voor de bekabeling tussen sensoren en de IO-Link master binnen het systeem als van de master naar het besturings- of IT-niveau. Hierdoor kan end-to-end digitale communicatie van de sensor naar het IT-niveau worden gerealiseerd in de kortst mogelijke tijd.
"Voor ons betekent het gebruik van IO-Link een besparing op de bekabelingskosten van ongeveer 30 procent. Daarbij komt de extra operationele betrouwbaarheid die we krijgen door de continue conditiebewaking van de sensoren," benadrukt Antonio Roldán Reina. "Het grote IO-Link productportfolio van ifm heeft het ook mogelijk gemaakt om alle componenten voor onze automatiseringsoplossingen uit één enkele bron te betrekken, wat de implementatie nog eenvoudiger maakt."
Afbeelding 1: De conditie van de generatoren van de waterkrachtcentrale wordt nu uitgebreid bewaakt met sensortechnologie.
Afbeelding 2: IO-Link masters en evaluatie-units voor trillingssensoren verzamelen de gegevens en geven deze gebundeld door aan het IT-niveau.
Afbeelding 3: De gegevens van de trillingssensoren worden op IT-niveau geanalyseerd. Hierdoor kunnen onderhoudswerkzaamheden worden geoptimaliseerd.
3.000 real-time data per systeem worden geanalyseerd
"Om de conditie van de generatoren in de gemoderniseerde centrales nauwkeurig te kunnen bewaken, vertrouwt Endesa op een groot aantal sensoren van ifm. Druk-, temperatuur- en debietmeters en sensoren voor de analyse van deeltjes en vocht zorgen ervoor dat koelsmeermiddelen altijd correct en betrouwbaar worden gebruikt, terwijl trillingssensoren dreigende schade op belangrijke punten van de machine in een vroeg stadium detecteren. Vooral de trillingssensoren zijn een fundamentele pijler van ons voorspellend onderhoud geworden," zegt Antonio Roldán Reina.
Endesa registreert ongeveer 3.000 real-time gegevens per systeem in een centraal IT-systeem, waar deze informatie wordt geanalyseerd met behulp van kunstmatige intelligentie. "We zijn nu in staat om dreigende schade aan de generatoren te detecteren en hebben daarom de mogelijkheid om onderhoudswerkzaamheden gericht voor te bereiden en uit te voeren tijdens geplande shutdowns", zegt de Endesa-onderhoudsexpert over de voordelen.
Beslissende stap naar energieopwekking 4.0
Een ander voordeel is te zien op organisatorisch niveau: "We zijn bezig om ifm-oplossingen standaard te implementeren in al onze waterkrachtcentrales. Hierdoor kunnen we de voorraad sensoren optimaliseren en stilstandtijden in geval van storingen aanzienlijk verminderen," meldt Julian Alberto Alonso. Endesa profiteert ook van de op partnerschap gebaseerde en op vertrouwen gebaseerde samenwerking met de automatiseringsspecialist. "De technologie van ifm, gecombineerd met een solide samenwerking gebaseerd op kennis, ervaring en vertrouwen, heeft ons in staat gesteld om een grote stap te zetten richting Industrie 4.0."
Conclusie
In de afgelopen drie jaar heeft Endesa ongeveer de helft van haar geïnstalleerde krachtcentralecapaciteit uitgerust met automatiseringsoplossingen van ifm. Endesa verhoogt de efficiëntie en veiligheid van duurzame energieopwekking door uitgebreide digitalisering.
