Promozione dell'uso dell'energia da fonti rinnovabili Atto ...
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INDICE
Pagina 2:Obiettivi e vantaggi
Pagine 3-6: Analisi dell'energia
Pagine 7-10: Misure per l'e�cienza energetica
Pagina 11: Ottimizzazione dei picchi di domanda
Pagina 12: Riduzione dei costi attraverso EMS
Pagina 13: Sistema di monitoraggio multilivello
Pagina 14: Software per la gestione dell'energia GridVis
Nel corso della gestione energetica, vengono de�niti gli obiettivi relativi al consumo energetico, le emissioni di CO2 e i costi energetici.2
Il nuovo standard EN 16001, in vigore dal 2009, speci�ca i parametri di base per un sistema aziendale
I n t r o d u z i o n eGestione dell'energia nell'azienda
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Risparmio energetico sistematico
Analisidell’energia
Figure chiave
Misurazioni e analisi
Implementazionedelle misure
Piani�cazionedelle misure
Controllo dell'energia
Piani�cazione e implementazione
EN 16001
di gestione dell'energia. L'obiettivo primario è di ridurre continuamente i consumienergetici e i relativi costi per l'energia! Sulla base di dati e fatti concreti, sono state identi�cate, sviluppate e implementatele misure per il risparmio energetico .Gli obiettivi e i risultati di tali obiettivi sono sotto costante monitoraggio e, ove necessario, vengono e�ettuati dei correttivi.
La gestione dell'energia richiede un approcciosistematico. Richiede un approccio olistico de�nito, guidato e promosso dal management aziendale e di�uso nell'intera azienda attraverso tutti i reparti.
Esistono programmi di sostegno �nanziario su diversi livelli e bene�ci �scali a supporto dell'introduzione dei sistemi di gestione dell'energia nella vostra società. Le soluzioni, i componenti software e hardware di Janitza, assicurano la trasparenza e la documentazione necessarie per l'attuazione del sistema di gestione dell'energia.
O b i e t t i v i e v a n t a g g i d i u n E M S ( s i s t e m a d i g e s t i o n e d e l l ' e n e r g i a )
Integrazione del sistema di gestione dell'energia in altri sistemi di gestione (ad es.: ISO 9001 o ISO 14001)
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Sistema di gestioneambientale
Sistema di gestionedella qualità
Sistemi di Gestionedell’energia
Gestione della conoscenza
Gestione della struttura
Gestione IT
Gestione del personale
Gestione Strategica
ISO 50001
Obiettivi e vantaggi
Solitamente, i sistemi di gestione dell'energia sono integrati con i sistemi di gestione esistenti, come la gestione della qualità (ISO 9001) o la gestione ambientale (ISO 14001). Ciò comporta una sinergia in quanto, ad esempio, vengono utilizzati elementi operativi comuni. La spesa generale può quindi essere ridotta. Lo standard DIN EN 16001 (ISO 50001) mira a supportare lo sviluppo dei sistemi aziendali di gestione dell'energia.
I sistemi di gestione dell'energia aiutano le società a ottimizzare l'uso dell'energia in modo sistematico, economico ed ecologico, dall'acquisto ai consumi energetici. La gestione dell'energia aiuta a migliorare l'e�cienza energetica di processi, attrezzature e dispositivi, e a ridurre i costi, i consumi energetici e le emissioni di CO2. Oltre a i costi di energia diretti vi sono ulteriori vantaggi per la tua società, come:
• Agevolazioni fiscali sull'energia dal 2012• Soddisfacimento delle direttive quadro• Trasparenza dei consumi energetici nei singoli reparti• Incremento della sicurezza dell'alimentazione• Protezione ambientale, promozione dell'immagine (ecologia)• Utilizzo di un mix energetico ottimizzato, ottimizzazione dei contratti per l'energia• Sensibilizzare i dipendenti in materia di efficienza energetica e protezione ambientale• Gestione dei centri di costo: Stanziamento basato sulla causa e la fatturazione dei costi energetici• Rilevamento precoce e correzione dei cambiamenti significativi attraverso un monitoraggio continuo
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Analisi dell'energia
D a l l o s t a t o a t t u a l e a l l e m i s u r ed i e � c i e n z a e n e r g e t i c a e
Fig: UMG 96RM energy meter
EN 16001L'analisi dell'energia attraverso i dati concreti dei consumi energetici costituisce la base per la determinazione degli obiettivi aziendali relativi ai consumi energetici, i costi per l'energia o la riduzione dei consumi energetici.
Attraverso l'analisi dell'energia dell'azienda, si ottiene una panoramica e la trasparenza della fornitura di energia e delle strutture dei consumi energetici, nonché una panoramica delle speci�che in�uenze energetiche.
Il fattore umano non dovrebbe essere sottostimato, i dipendenti e le parti responsabili devono essere messi al corrente dei possibili risparmi attraverso un uso razionale dell'energia.
Il primo passaggio è la registrazione dei dati a disposizione. Tra questi vi sono, ad esempio, le bollette dell'elettricità, il gas, l'acqua, il riscaldamento centralizzato, l'elenco delle fonti di consumo energetico più signi�cative, ecc.A seguire, viene e�ettuata la lettura dei punti di misurazione e dei contatori esistenti a intervalli �ssi, ad esempio, ogni mese.
Nel secondo passaggio, si procede con l'acquisizione di dati dettagliati e continui sui consumi energetici.Questa misurazione viene eseguita sui diversi livelli di rete, passando alla bassa tensione, e deve includere almeno le linee di alimentazione principale e i gruppi di sottoconsumo. Solitamente, per fare ciò, è necessario riquali�care un sistema di misurazione con lettura automatica dei dati.
Il terzo passaggio prevede l'analisi e la valutazione dei dati acquisiti.Dal momento che l'utilizzo energetico assoluto non è su�ciente per la valutazione delle tendenze, dell'e�cienza o per la comparazione sulla base di diverse condizioni (ad es. �uttuazioni delle entrate o cambiamenti nella temperatura ambiente), la formazione e la valutazione dei coe�cienti energetici ha dimostrato di essere estremamente e�cace, ad es. kWh/m2, costi/vendite di energia o consumi energetici/volume della produzione. Devono essere de�niti dei valori di riferimento adatti per ciascuna società.Attraverso coe�cienti, è possibile applicare dei valori di riferimento, ad esempio, per la comparazione dei consumi energetici negli hotel di una catena internazionale con condizioni climatiche completamente diverse.
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Analisi dell'energia
Dr. Schmidtbauer-Huber (Power & More)
Real Power Summary L1-L3 (600 s) [UMG604 in Müllers HV + PV auf L4]
ISO 50001Per mantenere la complessità dell'analisi energetica di un'azienda entro limiti ragionevoli, non possono essere esaminate tutte le aree di consumo e i dispositivi con la stessa profondità di dettaglio. In una prima analisi approssimativa è necessario esaminare l'azienda dal punto di vista energetico. Innanzitutto, devono essere selezionati l'area e l'ambito dell'esame. Essi includono i dispositivi e le aree in cui si presume vi siano i maggiori consumi energetici, come i dispositivi di riscaldamento e ventilazione, i grandi compressori, le attrezzature per la produzione, ecc. o le aree in cui sembrano esservi i maggiori margini per un risparmio rapido.
"È possibile intraprendere le corrette misure di e�cienza energetica solamente attraverso la necessaria trasparenza dei singoli consumi energetici".
Informazioni necessarie:
• Consumi energetici e costi per l'energia annuali• Profilo dell'energia e del carico e il suo sviluppo negli ultimi anni• Connessione e dati energetici (potenza nominale, potenza massima, potenza reattiva, ecc.) dei carichi principali• Contratti di fornitura e tariffe di tutti i tipi di energia• Situazione dell'acquisizione dei dati sull'energia nella società (numero e posizione dei contatori e dispositivi di misurazione dell'energia elettrica, il gas naturale, il riscaldamento, l'acqua, ecc.)• Considerare se devono essere registrati anche i dati riguardanti la qualità dell'energia
Profilo di carico, giugno 2010: Potenza attiva (kW)
Profilo del carico per quattro settimane: Attraverso il profilo del carico viene comparata, ad esempio, l'energia elettrica con le ore di lavoro nell'azienda e vengono identificati i consumi eccessivi.
Il potenziale di e�cienza energetica elaborato attraverso l'analisi rapida viene poi esaminato nel dettaglio nel passaggio successivo. L'obiettivo è quello di ottenere dati differenziati al fine di elaborare nel dettaglio un potenziale di ottimizzazione possibile e attribuire correttamente le priorità alle misure di e�cienza energetica.
Analisi dell'energia
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Note!
Acquisizione di dati campioni per l’EMS
Acquisizione dei datinelle società
Valutazione
Sedi Centrali/Fornitore di servizi energetici
Valutazione
Aquisizione dei dati centrale. Tutti i dati sui consumi energeticie i datisulla qualità della rete
(Derby, mySQL-, SQL-DB)
ConvenzionaleSupporto Web
Adattamento personalizzato
ConvenzionaleSupporto Web
Diversi Formati (PDF, HTML, Word)
Coe�ciente GlobaleCoe�ciente di processo
informazioni supplementariBasi per i servizi supplementari
Miglioramento del supporto sul sito
Output
Input
Metodi di acquisizione dei dati
Fig.: ProData data logger
EN 16001 L'acquisizione dei dati sui consumi energetici può essere e�ettuata in due modi:I dati sui consumi, i dati operativi e sui costi vengono inseriti manualmente da impiegati quali�cati.
Tuttavia, tale operazione richiede molto tempo e non è possibile se vi sono più dispositivi di misurazione: si veri�cano inesattezze!
In alternativa, l'acquisizione automatica dei consumi energetici può essere e�ettuata attraverso dispositivi di misurazione appropriati con interfaccia e dispositivo di comunicazione (ad es. Modbus-Fieldbus).
Per i sistemi di gestione dell'energia di dimensioni medio-grandi, considerati gli elevati volumi di dati, sono necessari database SQL professionali. Inoltre, per quanto riguarda le prestazioni e la sicurezza dei dati, si consiglia di utilizzare un server dati professionale.
Se devono essere registrati i dati di numerosi punti di consumo (alimentatori dei trasformatori principali, alimentazioni dei quadri di distribuzione a bassa tensione, armadi dei server, carichi elettrici principali, centri di costo, ecc.), la lettura del dispositivo automatico è indispensabile. Tutti i dati acquisiti automaticamente e manualmente vengono portati a un database centrale per una successiva elaborazione. Questi dati costituiscono la base per successive valutazioni con pacchetti software e strumenti appropriati per i rapporti sui centri di costo indicanti la distribuzione dettagliata dei consumi, la documentazione, il monitoraggio online con gestione dell'allarme per una reazione veloce ai cambiamenti, ecc.
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Dr. Schmidtbauer-Huber (Power & More)
"Attraverso l'introduzione di un sistema di gestione dell'energia siamo stati in grado di realizzare risparmi sui costi energetici del 18% in due anni!"
Misure per l'e�cienza energetica M i s u r e p e r l ' e � c i e n z a e n e r g e t i c a :
L a c h i a v e p e r i l s u c c e s s o
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Sequenza della piani�cazione delle misure di e�cienza energetica
Risultati dellaanalisi dellaenergia
Sviluppo-di un elencodi misure
Valuatazionedelle misure
Prioritadelle
misurazzazioni
Elaborareun piano di misure dettagliato
Implementare-le misure
Nota!
EN 16001I risultati dell'analisi energetica sono la base per la piani�cazione delle misure di e�cienza energetica per la riduzione dei consumi e dei costi dell'energia. Vengono di�erenziati due tipi di misure. Si tratta di misure tecniche, per cui sono necessari livelli di investimento maggiore o minore, ma anche di misure organizzative, che prevedono un utilizzo più e�ciente dell'energia nel funzionamento giornaliero della società. Entrambi i tipi di misura o�rono cospicui risparmi potenziali e devono essere perseguiti con pari priorità. Elaborare un elenco di misure sulla base di un'analisi ABC dei carichi elettrici è e�cace (i dati iniziali sono i dati della misurazione dell'analisi dell'energia). Le misure per l'e�cienza energetica devono essere valutate nel piano delle misure e selezionate secondo priorità; individuare le misure che o�rono i bene�ci maggiori con costi minori.
Le misure di e�cienza energetica non sono sempre associate con nuovi investimenti impegnativi. Molte misure possono essere implementate con budget ridotti.
Misure per l'e�cienza energetica
Esempi di misure organizzative di e�cienza energetica:
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Formulazione di obiettivi e strategie
ad es. uso dell'energia e dei costi associati, dati sulla produzione
Prioritarizzazione e attuazione delle misure di e�cienza energetica
Acquisizione emisurazione dei dati
Analisi e coe�ciente
Piani�cazionee concetto
Controllo ecorrezione
Attuazione dellemisure
Ciclo di gestione dell'energia
comparazione obiettivo/attuale, formazione di coe�cienti
monitoraggio del raggiungimento degli obiettivi, determinazione del livello di attuazione
piani�cazione dell'utilizzo dell'energia e misure di ottimizzazione
"Spesso attraverso l'analisi dei consumatori di energia è possibile attuare misure a costi ridotti, e spesso a costo zero, che portano a cospicui risparmi energetici".
La gestione dell'energia è un circuito di controllo chiuso con l'obiettivo del miglioramento continuo.
ISO 50001- I costi del ciclo di vita sono fondamentali: E�cienza energetica come criterio alla base delle scelte- Formazione e istruzione dei dipendenti- Regolazione dei processi di lavoro nella produzione- Adattamento dei contratti di fornitura dell'energia alle necessità- Avvio ritardato dei processi per evitare costosi picchi di domanda - Ottimizzazione dei parametri del processo (anche per quanto riguarda i consumi energetici)
Esempi di misure tecniche di e�cienza energetica:
- Utilizzo di motori con maggiore e�cienza energetica classe IE2 (circa 95% dei costi del ciclo di vita di un motore elettrico vengono causati dai costi energetici)- Utilizzo di trasmissioni moderne (ad es. convertitori di frequenza anzichè valvole a farfalla meccaniche per le ventole)- Gestione dei carichi - ottimizzazione delle domande di picco - Dimensionamento ottimale dei motori e dei materiali operativi (il livello di e�cienza di un motore cala signi�cativamente se viene azionato sotto alla potenza nominale) - Riduzione delle perdite nella rete dell'aria compressa- Uso del recupero del calore
Misure per l'e�cienza energetica
I sistemi con motore elettrico sono responsabili per i due terzi dei consumi industriali. In Germania, nel 2005, tali consumi ammontavano a circa 160 TWh! La maggioranza di questi consumi possono essere attribuiti ai seguenti gruppi di consumo:
1. Sistemi di aria compressa
2. Sistemi di refrigerazione
3. Sistemi di pompaggio
5. Sistemi di trasmissione elettrica
• Monitoraggio continuo dei consumi energetici• Rilevamento tempestivo dei malfunzionamenti e degli sprechi di energia• Utilizzo di motori classe IE2 con una maggiore e�cienza energetica
L ’ e s e m p i o H V A C
La conversione a un motore classe IE2 con relativa maggiore e�cienza energetica riduce le perdite del 42%. A seconda del tempo di esercizio durante l'anno, vi sono tempi di amortizzazione brevi.
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Motore n = 89.7% Motore n = 93.8% Delta (solo) 4.1%
Delta 42%Pnom = 24.55 kWPperd = 2.5 kW
Pnom = 23.45 kWPperd = 1.45 kW
RisparmiCosti energia(0.11 euro/kWh)
1000h = 115 euro3000h = 346 euro6000h = 693 euro8760h = 1011 euro
Fig: UMG 508 power analyzer
Vent
ole
Aria
Co
mpr
essa
Refr
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azio
ne
Pom
pe
Alt
ro
32%30%
14% 14%10%
• Ottimizzazione dei processi• Utilizzo dei convertitori di frequenza anzichè di sistemi di controllo meccanici convenzionali• Funzionamento delle trasmisisoni nei punti operativi nominali• Benchmark degli impianti, delle sezioni di impianto e dei processi
Tempo di funzionamento p.a.
EN 16001
4. Sistemi di ventilazione
Distribuzione dei consumi energetici Sistemi a motore nella UE
Misure di e�cienza energetica in questa area:
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"Il 95% dei costi del ciclo di vita di un motore elettrico sono costituiti dai costi energetici!"
Ottimizzazione dei picchi di domanda
I consumi energetici variano considerevolmente nelle 24 ore
I sistemi di ottimizzazione dei picchi di domanda utilizzano complessi algoritmi di controllo per ridurre la potenza dei carichi non critici (ad es. carichi termici) de�niti dall'utente o li spengono temporaneamente per un breve periodo di tempo secondo la programmazione fornita appositamente a tal �ne.
Una misura particolare è la gestione della domanda. L'ottimizzazione del pro�lo di carico non comporta risparmi energetici, tuttavia, a seconda del contratto di fornitura di energia, può portare a risparmi considerevoli.
Vi è un forte carico sui dispositivi di generazione e distribuzione ed è necessaria una costosa copertura dei picchi di carico, ad es. sotto forma di centralina di pompaggio.
È necessario assicurare un adattamento ottimale dei pro�li di distribuzione del carico alle condizioni dei fornitori di energia.
G e s t i o n e d e l c a r i c o - o t t i m i z z a z i o n e d e i p i c c h i d i d o m a n d a
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Nota!
La gestione dei picchi di domanda è un metodo comprovato per la riduzione sensibile dei costi dell'energia elettrica.
Optimisation objective
0
20
40
60
80
100
120
140
Power in %
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 h
P in kW Saving capacity setpoint
Evitare i picchi di energia attraverso la gestione della domanda
EN 16001
Riduzione dei costi attraverso EMS
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L a s o l u z i o n e c o m p l e t a d i J a n i t z a p e r i l s i s t e m a d i g e s t i o n e d e l l ' e n e r g i a ISO 50001Ampio portfolio di misuratori
Janitza o�re uno dei portfolio più ampi nel settore della tecnologia di misurazione dell'energia. I componenti software e hardware corrispondenti consentono di avere una soluzione personalizzata sulla base dei requisiti speci�ci del cliente.
Lettura e archiviazione automatiche dei dati delle misurazioni
La semplicità dell'integrazione dei sistemi (sistema di gestione dell'energia, PLC, SCADA, BMS) viene garantita attraverso numerose interfacce e protocolli. L'ambito della fornitura UMG comprende il software GridVis che sta alla base dei sistemi di gestione dell'energia e degli esami sulla qualità dell'energia. Attraverso i dispositivi di comunicazione veloce, i dati sulla misurazione vengono letti automaticamente dai misuratori e archiviati in un database centrale.
Architettura del sistema �essibile e scalabile
- Facile integrazione dei contatori che non sono in grado di comunicare con input digitali - Acquisizione dei consumi di elettricità, gas, acqua e vapore- Uso dell'infrastruttura esistente- Architetture scalibili, facilmente estendibili- Sistemi con costi ottimizzati attraverso il concetto master/slave
Il software del sistema GridVis e i suoi strumenti
Il software del sistema GridVis include utili strumenti, come la lettura automatica dei dati delle misurazioni con orari de�nibili che consentono l'esecuzione automatica dei rapporti sui centri di costo o sulla qualità dell'energia, sulla base di orari con�gurabili, set di gra�ci, visualizzazione online della topologia con monitoraggio del valore limite e molto altro.Qualità dell'energia migliore possibile e sicurezza della fornituraI dispositivi di misurazione UMG forniscono informazioni indispensabili sulla qualità dell'energia dei sotto-standard e pertanto consentono di intraprendere misure per risolvere i problemi di rete. In tal modo si evitano interruzioni nella produzione, si ottiene una durata d'esercizio sensibilmente maggiore per i beni strumentali e un miglioramento della sostenibilità dell'investimento ad essi associato.
Sistema di monitoraggio multilivello
-
Si consiglia di utilizzare un sistema di misurazione dell'energia automatico con contatori posti sui vari livelli della rete (multilivello). Ethernet (TCP/IP) è un mezzo sempre più comune per la comunicazione dei dati. I dispositivi di misurazione con i gateway Ethernet/Modbus e le architetture master/slave assicurano sistemi e�cienti con un'elevata trasparenza.
S t r u t t u r a t i p i c a d i u n E M S
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UMG 508 / UMG 604 = Janitza network analyzerUMG 511 / UMG 605 = Janitza network quality analyzerUMG 103 / UMG 96RM/UMG 104 = Janitza universal measurement devices
236 226
11 2 5 8 8
GridVis
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FC
Gestione dell'energia
Ethe
rnet
leve
l (TC
P/IP
)
Fieldbus (e.g. Modbus RTU) level
Analogico / stato / livello dell'ingresso dell'impulso
ServerSQL database Web server
Network analysis software
Client 1 to ...
Mobile
UMG 508 UMG 511
UMG 96RM
UMG 604 UMG 605
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FC
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GridVis
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FC
Contatore acqua Misurazione Temperatura
Messaggio di stato Spia di allarme Contatore del Gas
UMG 104
UMG 103
Energy meterAny Modbus device e.g. UPS
EN 16001
GridVis
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S o f t w a r e p e r l a g e s t i o n e d e l l ' e n e r g i a G r i d V i s
Il software di programmazione e visualizzazione della rete Gridvis, incluso nell'ambito della fornitura, consente una parametrizzazione semplice e completa dei dispositivi. Con la visualizzazione della topologia è possibile visualizzare la fornitura di energia speci�ca del cliente. Con la visualizzazione online, i dati delle misurazioni possono essere registrati direttamente in modo simultaneo su un PC. Inoltre, GridVis o�re convenienti possibilità per la presentazione e l'analisi dei dati storici presenti nel database. La lettura automatica delle misurazioni e la gestione integrata dei dati sono particolarmente utili con i progetti di dimensioni medio-grandi. Qui è possibile salvare le informazioni in diversi formati di database.
Control and
Correction
Data AcquisitionandMeasurement
Energy analysisandIndicators
Planningand
Measures
Energy Controlling
Jan
uar
y
Feb
ruar
y
Dec
emb
er
HKA WaterBoiler Heating
HKA WaterTotal
Hall 1Final assembly
Hall 2Painting
Total
2480 12 kWh
166 831 kWh
Mar
ch
Ap
ril
Tota
l
737 3,7 m3
1240 6 kWh
160 0,8 kWh
380 1,9 kWh
240 1,2 kWh
386 1,9 m3
790 3,9 m3
506 2,5 m3
454 2,3 m3
155 776 kWh
183 920 kWh
174 871 kWh
171 856 kWh
155 776 kWh
171 856 kWh
166 831 kWh
195 980 kWh
191 956 kWh
3538 € 1952 € 1299 € 1255 € 1056 €
4500 €21,9 kWh
2873 €14,3 m3
849 €4254 kWh
878 € 4399 kWh
9100 €
Mon Tue Wed SunThu Fri Sat
THD-U[%]
t
THD voltage L1Current[A]
Harmonics current L1
Harmonics order10. 20. 30. 40.
Mon Tue Wed SunThu Fri Sat t
Real power total L1P[kW]
SUM
Jan
uar
y
Feb
ruar
y
Dec
emb
er
HKA WaterBoiler Heating
HKA WaterTotal
Hall 1Final assembly
Hall 2Painting
Total
2480 12 kWh
166 831 kWh
Mar
ch
Ap
ril
Tota
l
737 3,7 m3
1240 6 kWh
160 0,8 kWh
380 1,9 kWh
240 1,2 kWh
386 1,9 m3
790 3,9 m3
506 2,5 m3
454 2,3 m3
155 776 kWh
183 920 kWh
174 871 kWh
171 856 kWh
155 776 kWh
171 856 kWh
166 831 kWh
195 980 kWh
191 956 kWh
3538 € 1952 € 1299 € 1255 € 1056 €
4500 €21,9 kWh
2873 €14,3 m3
849 €4254 kWh
878 € 4399 kWh
9100 €
Sun t
THD voltage L1Current[A]
Harmonics current L1
Harmonics order10. 20. 30. 40.
ISO 50001
• Configurazione del sistema e del dispositivo UMG
• Gestione del misuratore
• Visualizzazione topologia
• Lettura automatica dei dati delle misurazioni
• Generatore di report (costi e qualità dell'energia)
• Programmazione di grafici
• Gestione degli allarmi
• Accesso al database centrale per tutti i client
• Gestione del database
• Visualizzazione e valutazione dei dati in tempo reale e storici
• Numero illimitato di misuratori e client
• Incluso nell'ambito di fornitura del misuratore UMG (Per >6 dispositivi è necessaria la licenza da driver di database SQL)
Item no.: 33.03.603 • Version 03/2011 • Subject to technical alterations.
Mar
ketin
g pa
rtne
r
www.janitza.de
Janitza electronics GmbHVor dem Polstück 1D-35633 LahnauGermany
Tel.: +49 6441 9642-0Fax:+49 6441 [email protected]