Endesa - Digitaliserede vandkraftværker
Endesa tager konventionel vandkraft ind i den digitale tidsalder
Automatiseringsløsninger fra ifm giver større effektivitet, samtidig med at de sikrer mere sikkerhed og bæredygtighed.
Det spanske selskab Endesa er en af Europas førende energileverandører og stærkt engageret i vedvarende energikilder til deres energiproduktion. For at sikre, at deres eksisterende kraftværker, hvoraf nogle er historiske, fortsætter med at fungere pålideligt og effektivt i fremtiden, forfølger virksomheden en konsekvent digitaliseringsstrategi som en del af deres transformation mod Industri 4.0. I denne indsats regner Endesa med ekspertisen fra automationsspecialisten ifm.
Effektiv modernisering af historiske kraftværker
Endesa driver i alt 174 vandkraftværker i Spanien gennem deres datterselskab Enel Green Power España. Med en installeret kapacitet på 5.350 megawatt producerer disse anlæg omkring 9.000 gigawatt-timer elektricitet om året. Mange af anlæggene blev bygget i begyndelsen af det 20. århundrede og blev oprindeligt betjent helt manuelt. Som følge af den fremadskridende digitalisering og de stigende krav til effektivitet, sikkerhed og bæredygtighed stod Endesa over for den komplekse opgave at opgradere alle anlæg til de nyeste standarder.
"Vores mål er at omdanne vores konventionelle kraftværker til topmoderne anlæg. Ved at udnytte moderne digitaliseringsteknologi får vi større gennemsigtighed på tværs af vores anlæg og kan handle proaktivt. Det øger den overordnede sikkerhed for energiforsyningen," forklarer Julian Alberto Alonso, chef for vedligeholdelse og tekniske tjenester i Hydro hos Endesa.
Et århundrede med vandkraft - og mere til
En af Endesas pionerer inden for digitalisering er vandkraftværket El Carpio i den spanske provins Córdoba. Her er forbindelsen mellem tradition og modernitet særlig stærk: Dette arkitektoniske og tekniske vartegn har genereret grøn energi i næsten et århundrede. I alt tre turbiner udnytter strømmen i Guadalquivir-floden til at producere elektricitet. "Vi besluttede at bruge avanceret instrumentering og automatisering til at optimere driften på dette ret fjerntliggende kraftværk, overvåge samt vedligeholde det effektivt. Målet var at minimere nedetiden så meget som muligt og optimere vedligeholdelsescyklusserne," siger Antonio Roldán Reina, Teknisk chef indenfor forebyggende vedligeholdelse hos Endesa.
Digitalisering med ifm og IO-Link - af gode grunde
For at opfylde de ambitiøse moderniseringsmål besluttede Endesa og deres datterselskab Enel Green Power España at arbejde tæt sammen med automationsspecialisten ifm. "Vi valgte ifm-løsningen på grund af dens pålidelighed under ekstreme forhold", fortsætter Antonio Roldán Reina. "Vores anlæg er udsat for høje temperaturer og høj luftfugtighed, og alligevel har ifm-sensorerne fungeret upåklageligt indtil videre. Desuden har ifm leveret solid teknisk support lige fra begyndelsen af vores samarbejde."
Indførelsen af IO-Link til datakommunikation var endnu et afgørende skridt på digitaliseringsrejsen. Den åbne industrielle kommunikationsstandard IO-Link, som ifm var med til at grundlægge, har længe været veletableret i den industrielle sektor - og med god grund: Den tovejs kommunikation muliggør fleksibel fjernkonfiguration via IO-Link-masteren. Desuden giver IO-Link-sensorer flere oplysninger end konventionelle sensorer, f.eks. om enhedens status, sensortemperatur eller driftscyklusser. De giver også flere procesværdier på samme tid: Tryksensorer sender også data om mediets temperatur, mens flowmålere registrerer den aktuelle flowhastighed, temperatur, mediets tryk og den samlede volumen. Det reducerer behovet for ekstra målepunkter og reducerer installationsarbejdet, -tiden og -omkostningerne.
Da data overføres digitalt og uden interferens, er nøjagtigheden og pålideligheden af værdierne forbedret i forhold til analog overførsel. Desuden giver IO-Link mulighed for at overføre lagrede parametre fra IO-Link-masteren til en ny sensor ved udskiftning af identiske enheder. Det minimerer menneskelige fejl og reducerer nedetid.
Ledningskompleksitet reduceret med 30 %.
En anden fordel er den decentrale dataindsamling via feltkompatible IO-Link-mastere, som indsamler oplysninger på stedet og sender dem videre i konsolideret form. Resultatet er en betydelig reduktion af ledningskompleksiteten - uanset om det er mellem sensorer og IO-Link-masteren i anlægget eller fra masteren til controlleren eller IT-niveauet. Det giver mulighed for digital end-to-end-kommunikation fra sensor til IT-niveau på kortest mulig tid.
"For os reducerer IO-Link ledningskompleksiteten med omkring 30 procent. Dertil kommer den øgede driftssikkerhed, som vi opnår gennem den kontinuerlige overvågning af sensorernes tilstand," understreger Antonio Roldán Reina. "ifm's omfattende IO-Link-produktportefølje giver os også mulighed for at købe alle komponenter til vores automatiseringsløsninger fra en enkelt leverandør, hvilket gør implementeringen endnu enklere."
Billede 1: I dag overvåges tilstanden af vandkraftværkets generatorer nøje ved hjælp af sensorteknologi.
Billede 2: IO-Link-mastere og evalueringsenheder til vibrationssensorer indsamler data og overfører dem i konsolideret form til IT-niveauet.
Billede 3: Dataene fra vibrationssensorerne analyseres på IT-niveau. Det gør det muligt at optimere vedligeholdelsesarbejdet.
Analyse af 3.000 datapunkter i realtid pr. anlæg
"For præcist at kunne overvåge generatorernes tilstand i de moderniserede anlæg er Endesa afhængig af en lang række ifm-sensorer. Tryk-, temperatur- og flowmålere samt sensorer til partikel- og fugtanalyse sikrer altid korrekt og pålidelig brug af kølesmøremidler. Vibrationssensorer registrerer tidlige tegn på potentielle skader på kritiske steder på maskinen. Især sidstnævnte udgør nu rygraden i vores prædiktive vedligeholdelsesprogram", siger Antonio Roldán Reina.
Endesa indsamler omkring 3.000 datapunkter i realtid pr. anlæg i et centralt it-system, hvor oplysningerne analyseres ved hjælp af kunstig intelligens. "Vi er nu i stand til at opdage truende skader på generatoren, hvilket gør det muligt for os at planlægge vedligeholdelse proaktivt og udføre den under planlagte nedlukninger", forklarer Endesas vedligeholdelsesekspert og beskriver fordelene.
Et afgørende skridt mod energiproduktion 4.0
Fordelene strækker sig også til det organisatoriske niveau: "Vi er i gang med at implementere ifm-løsninger som standard i alle vores vandkraftværker. Det giver os mulighed for at optimere sensorbeholdningen og reducere nedetiden betydeligt i tilfælde af fejl", siger Julian Alberto Alonso. Endesa drager også fordel af det partnerskabsbaserede, tillidsdrevne samarbejde med automatiseringsspecialisten. "ifm's teknologi kombineret med et solidt samarbejde baseret på viden, erfaring og tillid har gjort det muligt for os at tage et stort skridt i retning af Industri 4.0."
Konklusion
I løbet af de sidste tre år har Endesa udstyret omkring halvdelen af sin installerede kraftværkskapacitet med automationsløsninger fra ifm. Ved at omfavne omfattende digitalisering skaber Endesa større effektivitet og højere sikkerhed inden for bæredygtig energiproduktion.
