W dzisiejszych czasach zarządzanie zużyciem energii elektrycznej w przedsiębiorstwach stało się kluczowe dla optymalizacji kosztów operacyjnych. Wiele firm boryka się z problemem przekraczania mocy umownej, co skutkuje naliczaniem dodatkowych opłat karnych, a także z wyzwaniami związanymi z nowym elementem rachunku - opłatą mocową. Artykuł ten przybliża koncepcję mocy umownej, analizuje składniki ceny prądu dla firm oraz przedstawia rozwiązania takie jak Strażnik Mocy Umownej i Strażnik Opłaty Mocowej, które pozwalają efektywnie zarządzać zużyciem energii i znacząco obniżać koszty.
Moc Umowna i Składniki Ceny Energii Elektrycznej
Co to jest moc umowna (zamówiona)?
Moc umowna (zamówiona) to maksymalna ilość paliwa gazowego lub energii elektrycznej, którą odbiorca deklaruje do poboru w ciągu jednej godziny, zgodnie z umową zawartą z operatorem. Moc wykonana (pobrana) to rzeczywista maksymalna godzinowa moc zarejestrowana przez układy pomiarowe w danym okresie rozliczeniowym. Przekroczenie mocy umownej skutkuje naliczeniem dodatkowej opłaty karnej.
W praktyce, przeszacowanie mocy umownej ma miejsce, gdy moc umowna jest znacznie wyższa niż rzeczywiste zapotrzebowanie. Natomiast, gdy moc umowna jest zbyt niska względem rzeczywistego poboru, pojawia się ryzyko kar za przekroczenie, mówimy wtedy o niedoszacowaniu mocy umownej. W celu właściwego określenia mocy umownej możliwe jest skorzystanie z bezpłatnego audytu, który pomoże dopasować ją do faktycznego zapotrzebowania, uwzględniając na przykład planowane zmiany w zużyciu.
Z czego składa się cena prądu dla firm?
Na cenę energii elektrycznej dla przedsiębiorstw składają się dwie podstawowe części, do których od 2021 roku doszedł nowy element - opłata mocowa. W kategorii „za co płacisz” rachunek dzieli się na:
- Składnik zmienny związany z ilością energii, jaka zostaje zużyta w danym okresie rozliczeniowym (rozliczany w zł/kWh - im więcej energii zużyjesz, tym większa kwota).
- Składnik stały związany z wielkością mocy umownej, jaka zostaje ustalona dla przyłącza (rozliczany w zł/kW - im wyższa moc umowna, tym większa kwota do zapłaty). Każde dodatkowe 10kW mocy zamówionej to około 200 złotych miesięcznie opłat stałych, co rocznie daje 2400 złotych.
- Opłata mocowa będąca nowym elementem faktury, naliczanym od 2021 roku, mogącym stanowić nawet kilkanaście procent całkowitych jej kosztów.
W przypadku składnika zmiennego, metoda redukcji kosztów jest dość oczywista - zużywasz mniej energii i dzięki temu płacisz mniej za fakturę. Optymalizacja zużycia energii, tak aby utrzymać efektywność produkcji, a nawet ją zwiększyć, daje bardzo duże możliwości wygenerowania oszczędności, zwłaszcza jeżeli prowadzone procesy są energochłonne. Mogą tu być wykorzystane najnowocześniejsze algorytmy, na przykład sztuczna inteligencja.
Składnik stały jest elementem o tyle bardziej skomplikowanym, że obniżając go za bardzo, można „przesadzić”, co spowoduje, że w niektórych momentach rzeczywista moc pobierana z przyłącza będzie wyższa niż moc umowna. Przekroczenie tego parametru wiąże się z naliczeniem dodatkowej opłaty, która może bardzo szybko i dotkliwie powiększyć końcowy rachunek za energię elektryczną. Taka sytuacja może się również zdarzyć bez nadmiernego obniżania poziomu mocy umownej - wystarczy, że rozruch kilku ciężkich maszyn zbiegnie się ze sobą w czasie.
Wyzwania związane z zarządzaniem mocą
Kary za przekroczenia mocy umownej
Pierwszym miejscem, na którym zostają pokazane kary za przekroczenie mocy umownej, jest faktura za energię elektryczną. Jest to jednak zbyt późno, by w jakikolwiek sposób zareagować. Wiele firm z dużym poborem mocy, budynków czy zakładów produkcyjnych ma moc zamówioną na zbyt wysokim poziomie, aby w przyszłości nie płacić kar za przekroczenia.
Opłata mocowa - nowy składnik rachunku
Od 2021 roku wprowadzono nową opłatę, potocznie nazywaną „opłatą mocową”, a bardziej oficjalnie - opłatą za utrzymanie bezpieczeństwa energetycznego. Głównym uzasadnieniem wdrożenia nowych przepisów była potrzeba zapewnienia stabilności i bezpieczeństwa dostaw energii elektrycznej. Praktycznym efektem wdrożenia tych zmian jest oczywiście większe obciążenie kosztami odbiorców energii, gdzie wysokość opłaty jest uzależniona wprost od tego, jak zużywamy energię w ciągu doby.
Ogólny przepis na wyliczenie wielkości opłaty mocowej składa się z trzech elementów:
- Współczynnika wynikającego z kwalifikacji do grupy odbiorców (może on mieć wartość od 0,17 do 1).
- Ilości energii pobranej w godzinach szczytowego zapotrzebowania na moc, w okresie rozliczeniowym (w 2023 roku jest to zakres od 7:00 do 21:59).
- Stawki opłaty mocowej, która w 2023 roku wynosiła 102,4 zł/MWh.
W uproszczeniu można powyższą konstrukcję wyliczania opłaty mocowej sprowadzić do wniosku, że im mniejsza jest zmienność w ilości energii zużywanej w ciągu okresu rozliczeniowego, tym opłata mocowa jest mniejsza. Kluczowym parametrem jest tutaj współczynnik A, który wprost zależy od różnicy w ilości energii zużytej w godzinach szczytowego zapotrzebowania na moc w porównaniu do czasu poza tymi godzinami. Współczynnik A może mieć wartość od 0,17 do 1 w zależności od grupy kwalifikacji odbiorcy energii.
Wielkość opłaty mocowej może się zmieniać od 100% jej wartości (dla grupy K4 i współczynnika A=1) do 17% jej wartości (dla grupy K1 i współczynnika A=0,17). Oznacza to, że mając wpływ na to, do jakiej grupy użytkowników dane przedsiębiorstwo jest zakwalifikowane, można zaoszczędzić nawet 83% wartości opłaty mocowej.
Kwalifikacja do grupy odbiorców K1-K4 zależy od różnicy pomiędzy ilością energii zużytą w godzinach 7:00 do 21:59 a ilością energii zużytą poza tymi godzinami. Jako wyjątki od reguły należy traktować weekendy oraz dni ustawowo wolne od pracy, ale główny wniosek pozostaje ten sam - im wspomniana różnica jest mniejsza, tym kwalifikacja do grupy odbiorców będzie korzystniejsza, a opłata mocowa - niższa.
Strażnik Mocy Umownej - rozwiązanie dla optymalizacji kosztów
Czym jest Strażnik Mocy Zamówionej/Umownej?
Strażnik Mocy Zamówionej (Umownej) to urządzenie lub system monitorujący, wizualizujący i prognozujący chwilowe zużycie energii elektrycznej, a także ostrzegający przed przekroczeniami mocy. Urządzenie to jest rozwiązaniem, które mierzy aktualne chwilowe zużycie energii, wizualizuje je, prognozuje w 15-minutowych odcinkach czasu oraz ostrzega przed przekroczeniami.
Niezależnie od mocy zamówionej, ważne jest wykrywanie niegospodarności zużycia. Strażnik Mocy Zamówionej sprawdza się wszędzie tam, gdzie klient chce znać swój profil zużycia oraz tak zwany bieg jałowy przedsiębiorstwa, np. w budynkach użytkowych, przemyśle, centrach handlowych, firmach o dużym zużyciu energii czy wielu lokalach usługowych. Jest to nie tylko doskonałe urządzenie sprawdzające się podczas wprowadzonego 20-tego stopnia zasilania (jak miało to miejsce w 2015 roku, aby zapobiec zagrożeniu bezpieczeństwa energetycznego w kraju), ale także chroni przed przekroczeniami mocy zamówionej w normalnych warunkach.
Jak działa Strażnik Mocy Umownej?
Strażnik Mocy Zamówionej za pomocą czujnika optycznego przesyła przez sieć LAN do komputera z zainstalowaną aplikacją informacje o zużyciu energii. Tam następuje wizualizacja chwilowego zużycia mocy z funkcją „pokaż, prognozuj, ostrzegaj”. Aplikacja pokazuje aktualne zużycie i prognozy w 15-minutowych przedziałach czasowych (tak samo, jak robi to „energetyka”). Opcją dodatkową mogą być moduły wykonawcze, wysyłające ostrzeżenia poprzez SMS’y czy na kolumny sygnalizacyjne.
Głównym celem wykorzystania strażnika mocy jest zminimalizowanie kar związanych z przekroczeniem mocy umownej. Cel ten może zostać zrealizowany poprzez szereg różnych działań:
- Notyfikacje (alarmy), które informują obsługę odpowiedzialną za prowadzenie procesów o przekroczeniu (lub ryzyku przekroczenia) mocy umownej.
- Podpowiadanie, które urządzenia można wyłączyć, aby jak najszybciej obniżyć zużycie (ale bez negatywnego wpływu na produkcję) w sytuacji ryzyka przekroczenia.
- Automatyczne wyłączanie określonych urządzeń, bez ingerencji obsługi - co skraca czas reakcji i maksymalizuje efekty.
Im bardziej zaawansowany strażnik mocy, tym lepsze efekty jest w stanie osiągnąć. Może on na przykład pozwolić na głębsze obniżenie mocy umownej, co przekłada się na niższe koszty.
Korzyści z wdrożenia Strażnika Mocy Umownej
Warto zatem odpowiedzieć sobie na pytanie - co jest potrzebne, aby z takiej okazji skorzystać? Wpływ na wielkość opłat (związanych z mocą umowną, opłatą mocową, itd.) możemy mieć tylko wtedy, gdy mamy precyzyjne informacje o bieżącym zużyciu energii na poziomie przyłącza głównego w przedsiębiorstwie. Wiedza o wielkości zużycia w dowolnym momencie, połączona z archiwizacją danych w bazie historycznej, pozwala na dynamiczne podejmowanie decyzji oraz planowanie pracy z uwzględnieniem aspektów związanych z kosztami energii.
Dla działań na poziomie przyłącza głównego może to dać nawet kilkanaście procent oszczędności w skali całego rachunku, co dla większych zakładów może przełożyć się nawet na kilkadziesiąt tysięcy złotych oszczędności rocznie. Strażnik umożliwia pełną kontrolę nad długoterminowym zużyciem. Urządzenie archiwizuje i wizualizuje dane, co usprawnia przegląd w czasie. Na podstawie zebranych danych w łatwy sposób można dobrać odpowiednią taryfę i moc umowną na odpowiednim poziomie, aby płacić mniejsze rachunki. Wystarczy przeanalizować swoje faktury za energię i sprawdzić, czy wystąpiły kary za przekroczenia mocy umownej. Opisywane urządzenie pomaga też w pełnej analizie rachunków za energię elektryczną.
Montaż urządzenia jest bardzo łatwy i może go zamontować każdy użytkownik. Wystarczy podłączyć Strażnika do zasilania, następnie wpiąć do sieci LAN i przykleić czujnik optyczny w odpowiednim miejscu na liczniku. Instalacja oprogramowania odbywa się zdalnie. Ponieważ montaż urządzenia jest bezinwazyjny, nie wymaga zgody dostawcy energii elektrycznej.
Metody pozyskiwania danych do monitoringu energii
Pomiar zużycia energii elektrycznej na głównym przyłączu
Najważniejsza w kontekście optymalizacji kosztów na poziomie przyłącza głównego jest wiedza dotycząca zużycia energii elektrycznej na poziomie licznika rozliczeniowego. Pierwszym krokiem musi być zatem zautomatyzowane pozyskanie informacji o bieżącym zużyciu energii elektrycznej. Można zrealizować taką funkcjonalność na dwa sposoby:
- Zamontowanie dedykowanego analizatora zużycia energii elektrycznej, pracującego równolegle do licznika rozliczeniowego.
- Odczyt informacji bezpośrednio z licznika rozliczeniowego energii.
Dedykowany analizator zużycia energii
Pierwszy ze scenariuszy polega na zainstalowaniu dedykowanego urządzenia pomiarowego, które będzie pracować równolegle do licznika rozliczeniowego - mierząc pobór energii w dokładnie tym samym punkcie. Pozwala to na realizację bardzo precyzyjnego pomiaru wielu parametrów energetycznych - zwłaszcza w przypadku wykorzystania bardziej zaawansowanych urządzeń pomiarowych. Niewątpliwym plusem jest również dużo większa elastyczność w kwestii wykorzystanych protokołów komunikacyjnych, pozwalających na odczyt danych z urządzenia. Z drugiej jednak strony montaż dedykowanego urządzenia pomiarowego może wiązać się ze znacznymi kosztami, zwłaszcza w przypadku potrzeby zamontowania urządzenia na sieci zasilającej średniego napięcia.
Bezpośredni odczyt z licznika rozliczeniowego
Drugi scenariusz zakłada wykorzystanie istniejącego urządzenia pomiarowego - tego samego, z którego korzysta Zakład Energetyczny. Urządzenia pomiarowe wykorzystywane do rozliczeń posiadają najczęściej interfejs optyczny do komunikacji w protokole IEC62056-21. Daje on możliwość odczytu wszystkich parametrów mierzonych przez dane urządzenie - łącznie z parametrami kluczowymi z punktu widzenia kosztów. W konsekwencji możliwe jest uzyskanie informacji o bieżącym zużyciu energii elektrycznej w sposób o wiele prostszy niż w przypadku instalowania dedykowanego urządzenia pomiarowego.
Bezpośrednia integracja z urządzeniem rozliczeniowym ma ponadto jeszcze dwie inne zalety:
- Wszelkie obliczenia bazują na dokładnie tych samych danych, z których korzysta Zakład Energetyczny - eliminuje to rozbieżności wynikające z dokładności pomiarowej dwóch różnych urządzeń (mierzących tę samą wielkość).
- Konsekwencją powyższego jest brak konieczności synchronizacji czasu między licznikiem rozliczeniowym a równoległym systemem, niezależnie mierzącym zużycie energii.
Niewątpliwe zalety wykorzystania licznika rozliczeniowego jako źródła danych okupione są jednak pewnymi wadami. Najpoważniejszą wydaje się niska rozdzielczość czasowa informacji zwracanych po protokole IEC62056-21. W przypadku większych tabel danych zwracanych przez urządzenie, częstość odpytywania może być ograniczona do jednego zapytania na minutę - lub nawet jeszcze wolniej. Tak niska rozdzielczość czasowa nie pozwala jednak na ocenę bardziej dynamicznych zmian w zużyciu energii. Pewnym utrudnieniem może być również niska elastyczność samej komunikacji, ze względu na dostępność jednego tylko protokołu.
Mimo wszystko, ważąc zarówno zalety, jak i wady wykorzystania istniejącego urządzenia pomiarowego jako źródła danych o zużyciu energii elektrycznej, opcja ta wydaje się być bardzo atrakcyjna. Można dzięki niej uzyskać wszystkie potrzebne informacje do analizy i optymalizacji zużycia na poziomie przyłącza głównego, przy kosztach na poziomie ułamka ceny instalacji niezależnego urządzenia pomiarowego - zwłaszcza w przypadku pomiaru na sieciach średniego i wysokiego napięcia. Samo urządzenie pomiarowe i możliwość odczytu mierzonych przez nie wielkości to jest oczywiście jeden z komponentów systemu. Drugim, równie ważnym, jest konsument tych informacji.
Strażnik Opłaty Mocowej - minimalizacja nowego obciążenia
Rola Strażnika Opłaty Mocowej
Nie da się poprawić czegoś, czego nie mierzymy - to proste stwierdzenie jest prawdziwe również w kontekście działań na rzecz zmniejszenia opłaty mocowej. Pierwszym narzędziem, które jest nam potrzebne do minimalizacji wielkości tego składnika faktury, jest wiedza. I co prawda jest możliwe odczytanie współczynnika A z faktury za energię elektryczną, ale taki poziom szczegółowości jest zdecydowanie zbyt niski i dostarczony zbyt późno, aby pozwalał realnie wpłynąć na profil zużycia energii.
W takim przypadku pomocny może okazać się Strażnik Opłaty Mocowej - narzędzie pozwalające na bieżąco monitorować, przeliczać, a nawet prognozować wartość współczynnika A.
Mechanizmy działania i korzyści
Strażnik Opłaty Mocowej uwzględnia trzy podstawowe komponenty:
- Odczyt informacji o bieżącym zużyciu energii.
- Archiwizacja mierzonych parametrów w bazie danych historycznych.
- Obliczanie bieżącej oraz prognozowanej wartości współczynnika A i wizualizacja efektów tych obliczeń.
Bieżąca aktualizacja wiedzy o prognozowanej kwalifikacji odbiorcy do konkretnej grupy K1-K4 daje szansę na proaktywne wpływanie na zużycie energii w przedsiębiorstwie (np. poprzez zmianę harmonogramu pracy energochłonnych urządzeń). Może się to tym samym przełożyć na przejście z grup niższych do tych, dla których współczynnik A ma wartość mniejszą - obniżając tym samym kwotę opłaty mocowej w skrajnym przypadku nawet o 83%.
Co więcej - połączenie analizy wartości bieżących z zaawansowanymi algorytmami predykcyjnymi pozwala na bardzo świadome zarządzanie zużyciem energii w przedsiębiorstwie, przekładające się na minimalizację kosztów związanych z opłatami stałymi - mocą umowną, opłatą mocową itd. Jeszcze w 2023 i 2024 roku okres kwalifikacyjny to dekada, jednak od 2025 roku docelowym okresem kwalifikacyjnym będzie doba.
tags: #strazak #przekroczenia #mocy #gozu