Endesa - Digitaliserade vattenkraftverk
Endesa tar konventionell vattenkraft in i den digitala tidsåldern
Automationslösningar från ifm ger ökad effektivitet, samtidigt som de bidrar till ökad säkerhet och hållbarhet
Det spanska företaget Endesa är en av Europas ledande energileverantörer och har ett starkt engagemang för förnybara källor i sin energiproduktion. För att säkerställa att deras befintliga kraftverk, varav vissa är historiska, fortsätter att fungera tillförlitligt och effektivt i framtiden, följer företaget en konsekvent digitaliseringsstrategi som en del av sin omvandling mot Industri 4.0. I detta arbete förlitar Endesa med expertisen hos automationsspecialisten ifm.
Effektiv modernisering av historiska kraftverk
Endesa driver totalt 174 vattenkraftverk i Spanien genom sitt dotterbolag Enel Green Power España. Med en installerad kapacitet på 5 350 megawatt genererar dessa anläggningar cirka 9 000 gigawattimmar el per år. Många av anläggningarna byggdes i början av 1900-talet och drevs ursprungligen helt manuellt. Som ett resultat av den fortskridande digitaliseringen och de ökande kraven på effektivitet, säkerhet och hållbarhet ställdes Endesa inför den komplexa uppgiften att uppgradera alla anläggningar till de senaste standarderna.
"Vårt mål är att omvandla våra konventionella kraftverk till toppmoderna anläggningar. Genom att utnyttja modern digitaliseringsteknik får vi större insyn i våra anläggningar och kan agera proaktivt. Detta ökar den övergripande säkerheten i energiförsörjningen", förklarar Julian Alberto Alonso, chef för underhåll och tekniska tjänster för Hydro på Endesa.
Ett århundrade av vattenkraft - och framåt
Ett av Endesas pionjärprojekt inom digitalisering är vattenkraftverket El Carpio i den spanska provinsen Córdoba. Här är kopplingen mellan tradition och modernitet särskilt stark: detta arkitektoniska och tekniska landmärke har genererat grön energi i nästan ett sekel. Totalt tre turbiner utnyttjar flödet i Guadalquivir-floden för att producera el. "Vi bestämde oss för att använda avancerad instrumentering och automation för att optimera driften vid detta ganska avlägsna kraftverk, övervaka det effektivt och underhålla det på ett ändamålsenligt sätt. Målet var att minimera stilleståndstiderna så mycket som möjligt och optimera underhållscyklerna", säger Antonio Roldán Reina, teknisk chef för prediktivt underhåll på Endesa.
Digitalisering med ifm och IO-Link - av goda skäl
För att uppfylla de ambitiösa moderniseringsmålen beslutade Endesa och deras dotterbolag Enel Green Power España att samarbeta nära med automationsspecialisten ifm. "Vi valde ifm-lösningen på grund av dess tillförlitlighet under extrema förhållanden", fortsätter Antonio Roldán Reina. "Våra anläggningar utsätts för höga temperaturer och hög luftfuktighet, men ifm-givarna har hittills fungerat felfritt. Dessutom har ifm levererat gedigen teknisk support redan från början av vårt samarbete."
Att börja använda IO-Link för datakommunikation var ytterligare ett viktigt steg på digitaliseringsresan. Den öppna industriella kommunikationsstandarden IO-Link, som ifm var med och grundade, har länge varit väletablerad inom industrin - och det av goda skäl: Den dubbelriktade kommunikationen möjliggör flexibel fjärrkonfiguration via IO-Link-mastern. Dessutom ger IO-Link-givare mer information än konventionella givare, t.ex. om enhetsstatus, givartemperatur eller driftscykler. De ger också flera processvärden på samma gång: Trycksensorer överför också data om mediets temperatur, medan flödesmätare registrerar aktuellt flöde, temperatur, mediets tryck och total volym. Detta minskar behovet av ytterligare mätpunkter och minskar installationsarbetet, -tiden och -kostnaderna.
Eftersom data överförs digitalt och fritt från störningar förbättras noggrannheten och tillförlitligheten hos värdena jämfört med analog överföring. IO-Link gör det dessutom enkelt att överföra lagrade parametrar från IO-Link-mastern till en ny givare vid byte av identiska enheter. Detta minimerar den mänskliga faktorn och minskar stilleståndstiden.
Komplexiteten i kabeldragningen minskad med 30
En annan fördel är den decentraliserade datainsamlingen via fältkompatibla IO-Link-mastrar, som samlar in information på plats och överför den i konsoliderad form. Resultatet är en betydande minskning av komplexiteten i kabelddragningen - oavsett om det gäller mellan sensorer och IO-Link-mastern i anläggningen eller från mastern till styrenheten eller IT-nivån. Detta möjliggör digital kommunikation från sensor till IT-nivå på kortast möjliga tid.
"För oss minskar IO-Link komplexiteten i kabeldragningen med cirka 30 procent. Till detta kommer den ökade driftsäkerhet som vi får genom den kontinuerliga tillståndsövervakning av sensorerna ", betonar Antonio Roldán Reina. "ifm:s omfattande IO-Link-produktportfölj gör det också möjligt för oss att köpa alla komponenter till våra automationslösningar från en enda leverantör, vilket gör implementeringen ännu enklare."
Bild 1: Idag övervakas tillståndet hos vattenkraftverkets generatorer noggrant med hjälp av sensorteknik.
Bild 2: IO-Link-masters och utvärderingsenheter för vibrationssensorer samlar in data och överför dem i konsoliderad form till IT-nivån.
Bild 3: Data från vibrationsgivarna analyseras på IT-nivå. Detta gör att underhållsarbetet kan optimeras.
Analys av 3 000 datapunkter i realtid per anläggning
"För att exakt kunna övervaka tillståndet för generatorerna i de moderniserade anläggningarna förlitar sig Endesa på ett brett utbud av ifm-givare. Tryck-, temperatur- och flödesmätare samt sensorer för partikel- och fuktanalys säkerställer att kylsmörjmedlen alltid används på ett korrekt och tillförlitligt sätt. Vibrationssensorer upptäcker tidiga tecken på potentiella skador vid kritiska punkter på maskinen. Det är framför allt de senare som nu utgör ryggraden i vårt program för prediktivt underhåll", säger Antonio Roldán Reina.
Endesa samlar in cirka 3 000 datapunkter i realtid per anläggning i ett centralt IT-system, där informationen analyseras med hjälp av artificiell intelligens. "Vi kan nu upptäcka begynnande skador på generatorn, vilket gör att vi kan planera underhållet proaktivt och utföra det under planerade driftstopp", förklarar underhållsexperten på Endesa och beskriver fördelarna.
Ett avgörande steg mot energiproduktion 4.0
Fördelarna sträcker sig också till organisatorisk nivå: "Vi håller på att implementera ifm-lösningar som standard i alla våra vattenkraftverk. Detta gör att vi kan optimera lagerhållningen av sensorer och avsevärt minska stilleståndstiderna vid eventuella fel", säger Julian Alberto Alonso. Endesa drar också nytta av det partnerskapsbaserade, förtroendestyrda samarbetet med automationsspecialisten. "ifm:s teknik, i kombination med ett gediget samarbete baserat på kunskap, erfarenhet och förtroende, har gjort det möjligt för oss att ta ett stort steg mot Industri 4.0."
Slutsats
Under de senaste tre åren har Endesa utrustat ungefär hälften av sin installerade kraftverkskapacitet med automationslösningar från ifm. Genom omfattande digitalisering driver Endesa på ökad effektivitet och ökad driftsäkerhet inom hållbar energiproduktion.
