Paolo Masiero, Solar Turbines (Ticino, Switzerland)

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The combined heat and power (CHP) or cogeneration plants in-stalled by Solar Turbines at the facilities of companies the world over are helping to reduce the very high share of production costs attributable to energy use. At the same time, more and more companies that are already aware of the benefits of cogeneration are now asking them-selves what more they can do to cut costs. The most frequently asked question concerns whether and how it is possible to integrate heat and power production following production loads, tariff variations, incentives and load sharing opportunities in order to maximise cost savings and enhance competitiveness.Solar Turbines responded by developing the Integrated Energy Optimization System (IEO), designed to optimise management of the cogeneration plant. As it is integrated with the utility and production systems and monitors the external and the internal parameters, this solution is able to identify all energy cost sav-ing opportunities.

❱ Energy Optimization System - Why Energy Optimization?

Optimum energy efficiency has long been the primary objective of any CHP plant management system, but the concept of op-erating at optimum plant efficiency to maximise profits is not al-ways a valid assumption. Sometimes, “the best is the enemy of the good”. The design points of CHP systems are typically based on fixed and average historical data. But today companies face rapid-ly-changing dynamics and process requirements and this nor-mally results in high potential for efficiency growth and cost sav-ings.

Solar Turbines’ Inte-grated Energy Op-timization (IEO) sys-tem is a data-driven solution that contin-uously maximizes the economics of a com-bined heat and pow-er plant by introduc-ing lean energy op-eration to dynamical-ly balance the com-bined heat and pow-er supply with chang-

Gli impianti di cogenerazione (CHP) installati da Solar Turbi-nes in aziende in tutto il mondo stanno contribuendo da tempo a ridurre la quota, molto eleva-ta, dei costi di produzione in-dustriali rappresentata dall’e-nergia. Tuttavia, sempre più spesso le aziende che già conosco-no i benefici della cogenerazio-ne chiedono cosa possano fa-re di più. Il quesito più frequen-te proveniente dal mercato è se sia possibile, e come, gestire la produzione di energia e calore in funzione delle esigenze della linea produttiva, delle variazioni tariffarie, degli incentivi e delle opportunità, in modo da mas-simizzare il risparmio di costi e aumentare la competitività.A tali richieste Solar Turbines ha risposto sviluppando l’Inte-grated Energy Optimization Sy-stem (IEO), un sistema proget-tato per ottimizzare la gestione dell’impianto di cogenerazione: grazie alla sua integrazione con la linea produttiva e la rete elet-trica e al monitoraggio di molti

L’energia nell’era di Industry 4.0: i vantaggi della gestione real-time dei Big Data

Energy and Industry 4.0: the real-time big data management

altri parametri esterni ed interni all’azienda, questa soluzione è in grado di individuare tutte le op-portunità di riduzione del costo energetico.

❱ Un sistema di ottimizzazione energetica: perché?

L’ottimizzazione dell’efficien-za energetica è stata per lungo tempo il primo obiettivo di ogni Sistema di gestione degli im-pianti di cogenerazione. Tuttavia, il concetto di operare alla massima efficienza per mas-simizzare il profitto non sempre è un assunto valido: a volte “il me-glio è nemico del buono”. Di norma, gli elementi progettua-li dei sistemi CHP sono basati su dati storici medi e fissi. Ma og-gi le aziende devono confrontar-si con processi e dinamiche che cambiano rapidamente e questo normalmente determina un alto potenziale di aumento dell’effi-cienza e nel risparmio dei costi.

Il Sistema “Integrated Energy Optimization” (IEO) di Solar Tur-

bines è una soluzione basata su un approc-cio guidato dai dati in grado di massimizza-re continuamente l’e-conomia di un im-pianto di cogenera-zione. Questo grazie ad un funzionamento che bilancia in modo di-namico la fornitura combinata di energia e calore con i cam-biamenti del mercato energetico e il consu-

ENERGY OPTIMIZATION DASHBOARD

technology

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es in the energy market and plant demand. This value-added offer-ing is available not on-ly through the compa-ny’s traditional Custom-er Service solutions but also through technology, which integrates seam-lessly with the customer’s existing system and deliv-ers increased cogenera-tion plant performance. This unique technolo-gy-based solution is com-pletely new on the mar-ket and already integrat-ed with Solar’s gas turbine products.As it is a 4.0 technology based solution, IEO is de-signed to run multi-factor engineering analysis uti-lising big-data analytics, energy forecasting and next-generation optimisa-tion techniques to provide real-time energy management recommendations on the opera-tional dashboard. The system provides operational energy recommendations in order to identify the optimum operation conditions in keeping

nali soluzioni di Customer Service, bensì grazie alla tecnologia, che viene com-pletamente integrata con l’intero sistema dell’azien-da cliente, dando luogo ad un incremento prestaziona-le dell’impianto di cogene-razione. Da questo punto di vista, è una soluzione unica, ad al-to contenuto tecnologico e completamente nuova sul mercato, già disponibile per tutta la gamma di turbine a gas prodotta da Solar.Trattandosi di una soluzio-ne basata su tecnologie 4.0, il Sistema IEO è progetta-to per gestire analisi multi-fattoriali utilizzando analiti-che per i Big Data, previsio-ni energetiche e tecniche di ottimizzazione di nuova ge-nerazione. Il risultato di tali analisi è fornito in tempo reale sul

pannello di controllo operativo: raccomandazioni sulla gestio-ne dell’energia che identifica-no le ottimali condizioni operati-

mo dell’impianto. Si tratta di un servizio ad al-to valore aggiunto, disponibile non tanto grazie alle tradizio-

FUNCTIONALITY AND RESULTS OF THE INTEGRATED ENERGY OPTIMIZATION SYSTEM

Funzionalità e risultati dell’Integrated Energy Optimization SystemReal-time

Funzionalità in tempo realeActively managesMonitoraggi costanti

Optimal energy cost trackerIndicazione del costo energetico ottimale

Complex dynamics of energy requirementsAnalisi avanzata dei fabbisogni energetici

Operational recommendation Raccomandazioni operative

Market pricesPrezzi di mercato

Automatic optimization systemSistema automatico di ottimizzazione

Plant energy generationProduzione di energia da CHP

Optimal plant efficiencyEfficienza ottimale dell’impianto

Open/close cycle costCosto del ciclo aperto/chiuso

EnsuresRisultati

Corporate Energy ManagementGestione energetica aziendale

Plant operational and performance objectivesConseguimento degli obiettivi di performance e funzionamento dell’impianto

Global view of Plant EfficiencyVisione globale dell’efficienza dell’impianto

Safe, reliable and predictable operationsOperazioni sicure, affidabili e prevedibili

Multi plant comparisons Confronti di più impianti

Peer comparisons over time Confronto dei risultati nel tempo

Energy network managementGestione della rete energetica

Reporting capabilities Capacità di reporting

with safety and exploiting the measurement and control devic-es installed on the existing gas turbine.

❱ Benefits

The benefits of introducing IEO include reducing the total year-ly energy bill, improving management of the combined heat and power performance and optimising fuel consumption in the gas turbine. Collection and storage of all the plant data also allows for con-tinuous data-driven improvement, effective planning and prior-itisation of factory/plant capital investments and development of automation processes to reduce manual tuning events.

The IEO system from Solar Turbines utilises real-time technolo-gy and domain expertise to maximise the return on investment of the power generation plant and reduce energy consump-tion. It also has a beneficial impact on the environment by re-ducing fuel consumption and greenhouse gas emissions.With its products, solutions and expertise, Solar Turbines makes a solid contribution to the exploration of new energy market frontiers. In particular IEO represents the state of the art in plant optimisation and opens up a new way of managing energy costs that combines big data analysis with full integration of the co-generation plant into the production facility. 5

ve, elaborate secondo tutti i pa-rametri di sicurezza e sfruttando i dispositivi di misura e controllo installati sulla turbina esistente.

❱ I benefici

I vantaggi derivanti dall’introdu-zione di un Sistema IEO si tradu-cono in una riduzione della bol-letta energetica, in una miglio-re gestione delle performance dell’impianto di cogenerazione e nell’ottimizzazione del consu-mo di combustibile nella turbina. Inoltre, la raccolta ed immagaz-zinamento dei dati dell’intero im-pianto dà luogo ad un processo di miglioramento costante, con-sente una corretta pianificazione degli investimenti (sull’impianto o l’intera linea) secondo priorità oggettive e favorisce lo sviluppo di processi automatizzati che ri-ducono gli interventi manuali.

Il Sistema IEO di Solar Turbines utilizza tecnologia real time e competenze che permettono di massimizzare il ritorno sull’inve-stimento dell’impianto di coge-nerazione riducendo il consumo energetico. Inoltre, fornisce un valido contributo alla salvaguar-dia ambientale, limitando i con-sumi di combustibile e riducen-do le emissioni di gas serra. Con le sue soluzioni innovative, Solar Turbines prosegue nel per-corso di ricerca di nuove fron-tiere nel mercato dell’energia. IEO, in particolare, rappresenta lo stato dell’arte dell’ottimizza-zione impiantistica e apre nuo-ve strade nella gestione dei costi energetici combinando le anali-si di Big Data con una completa integrazione dell’impianto di co-generazione all’interno dell’inte-ra linea di produzione dello sta-bilimento. 5

technology

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