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इंटेलिजेंट कोल्ड प्रोडक्शन: कार्ल्सुहे स्टैडवेरके में एप्लाइड एआई और डिजिटल ट्विन्स का एक उदाहरण

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पर प्रकाशित: 6 मई, 2025 / अपडेट से: 6 मई, 2025 - लेखक: कोनराड वोल्फेंस्टीन

इंटेलिजेंट कोल्ड प्रोडक्शन: कार्ल्सुहे स्टैडवेरके में एप्लाइड एआई और डिजिटल ट्विन्स का एक उदाहरण

इंटेलिजेंट कोल्ड प्रोडक्शन: स्टैडवर्के कार्लसुहे में एप्लाइड एआई और डिजिटल ट्विन्स का एक उदाहरण

डिजिटल प्रिसिजन के माध्यम से ऊर्जा दक्षता: बगीचे में स्मार्ट कोल्ड सप्लाई

Stadtwerke Karlsruhe: शहरी कोल्ड सप्लाई के लिए इंटेलिजेंट सिस्टम

जलवायु परिवर्तन और बढ़ती ऊर्जा लागत के समय में अधिक कुशलता से ऊर्जा का उपयोग करने की आवश्यकता तेजी से महत्वपूर्ण होती जा रही है। यह न केवल हीटिंग और बिजली की आपूर्ति पर लागू होता है, बल्कि कोल्ड प्रोडक्शन के क्षेत्र पर भी लागू होता है, जो विशेष रूप से आधुनिक, घनी निर्मित शहरी क्षेत्रों में और विशेष अनुप्रयोगों जैसे डेटा सेंटर या चिकित्सा सुविधाओं में अपरिहार्य है। शहरी ऊर्जा आपूर्तिकर्ता, जैसे कि स्टैडवर्के कार्लसुहे, यहां एक विशेष जिम्मेदारी है। आपको न केवल आपूर्ति की सुरक्षा सुनिश्चित करनी होगी, बल्कि परिचालन लागत को कम करने के लिए अभिनव तरीके भी खोजने हैं और साथ ही साथ स्थिरता में योगदान देना है। यह कैसे प्राप्त किया जा सकता है, इसका एक प्रभावशाली उदाहरण उन्नत डिजिटल प्रौद्योगिकियों की मदद से कार्लसुहे में गार्डन कैरी क्षेत्र के लिए ठंड उत्पादन का अनुकूलन है।

लगभग 1,100 कर्मचारियों के साथ एक नगरपालिका कंपनी के रूप में, स्टैडवर्के कार्ल्सरुहे ने इस क्षेत्र में 400,000 से अधिक लोगों को बिजली, प्राकृतिक गैस, जिला हीटिंग और पेयजल जैसी ऊर्जा के आवश्यक रूपों के साथ 400,000 से अधिक लोगों की आपूर्ति की। कार्यों की इस विस्तृत श्रृंखला के एक हिस्से में बड़े अचल संपत्ति परिसरों के लिए जटिल ऊर्जा प्रणालियों का संचालन और रखरखाव भी शामिल है, जैसे कि गार्डन कैरी के लिए प्रशीतन आपूर्ति प्रणाली। यह क्षेत्र एक बहुक्रियाशील भवन परिसर है जिसमें अपार्टमेंट, कार्यालय स्थान, चिकित्सा प्रथाओं, एक दुकान लाइन, रेस्तरां और एक महत्वपूर्ण डेटा केंद्र का मिश्रण है। सभी इकाइयों के सुचारू संचालन के लिए एक रुकावट और जरूरतों वाली कोल्ड सप्लाई की जरूरत है।

गार्डन कैरेस का मौजूदा प्रशीतन प्रणाली किसी भी तरह से सरल नहीं है। यह सबसे लचीली और संभावित ऊर्जा -कुशल आपूर्ति को सक्षम करने के लिए विभिन्न तकनीकों को जोड़ती है। सेंटरपीस तीन अवशोषण छाती मशीनें हैं जो लाभ प्रदान करती हैं कि उन्हें महंगी बिजली के साथ संचालित नहीं किया जा सकता है, लेकिन पर्यावरण के अनुकूल जिला हीटिंग या यहां तक ​​कि पास के रिफाइनरी से ग्लेज़ के साथ। यह प्रणाली दो व्यापक लोगों के साथ एक पारंपरिक संपीड़न कोल्ड मशीन द्वारा पूरक है, जिसका उपयोग उच्च ठंड या विशिष्ट परिचालन स्थितियों में किया जाता है, साथ ही एक पुनरावृत्ति भी है जो पर्यावरण को अतिरिक्त गर्मी जारी करता है।

विभिन्न उत्पादकों के संयोजन के माध्यम से ठंड और बाहर के तापमान पर लचीलेपन से प्रतिक्रिया करने के सिद्धांत के बावजूद, कार्लसुहे नगरपालिका उपयोगिता कंपनी को एक सामान्य चुनौती का सामना करना पड़ा: समग्र प्रणाली की वास्तविक ऊर्जा खपत और व्यक्तिगत घटकों के परस्पर क्रिया के बारे में विस्तृत पारदर्शिता की कमी थी। एक बुद्धिमान समाधान की शुरुआत से पहले, दक्षता में अंतर्दृष्टि अनिवार्य रूप से वार्षिक बैलेंस शीट तक सीमित थी। वर्ष के अंत में आप देख सकते हैं कि ठंड के कितने मेगावाट घंटे का उत्पादन किया गया था और इस पर कितना बिजली और जिला हीटिंग खर्च किया गया था। हालांकि, किस घटक का एक विस्तृत विश्लेषण किस समय हुआ था और क्या यह उत्पन्न ठंड के लिए इष्टतम अनुपात में था, संभव नहीं था। इस स्थिति को उपयुक्त रूप से नगरपालिका उपयोगिताओं में जिम्मेदारियों द्वारा "अंधा उड़ान" के रूप में वर्णित किया गया था, क्योंकि लक्षित अनुकूलन की क्षमता काफी हद तक छिपी हुई थी।

परियोजना लक्ष्य: अधिक पारदर्शिता और दक्षता में महत्वपूर्ण वृद्धि

स्टैडवेरके कार्लसुहे का स्पष्ट लक्ष्य इसलिए पारदर्शिता की इस स्थिति को समाप्त करना था। वे न केवल बचत क्षमता की पहचान करना चाहते थे, बल्कि सक्रिय रूप से और स्वचालित रूप से उन्हें लागू करते हैं। समाधान स्वचालित ऊर्जा प्रणाली प्रबंधन के कार्यान्वयन में पाया गया था। यह प्रणाली, विशेषज्ञ कारक 4Solutions द्वारा विकसित की गई, AI- आधारित सॉफ़्टवेयर पर आधारित है और डिजिटल ट्विन की अवधारणा का उपयोग करती है। इस प्रणाली की शुरूआत ने प्रशीतन प्रणाली के एक मौलिक रूप से नए प्रकार के नियंत्रण और अत्यधिक विस्तृत ऊर्जा नियंत्रण को सक्षम किया।

सॉफ़्टवेयर और आवश्यक सेंसर स्थापित करके, प्रशीतन प्रणाली के भीतर सभी ऊर्जा प्रवाह पहली बार दिखाई और औसत दर्जे का हो गया। ठंड और ठंडे पानी की मात्रा प्रवाह जैसे पैरामीटर, सिस्टम में अलग-अलग बिंदुओं पर तापमान के साथ-साथ प्रत्येक व्यक्तिगत घटक की सटीक ऊर्जा खपत (बिजली और जिला ताप )- अवशोषक से लेकर कंप्रेशर्स और पंपों तक वापसी ठंडा करने के लिए- अब वास्तविक समय में दर्ज और मूल्यांकन किया जाता है। यह व्यापक डेटा आधार अनुकूलन की कुंजी है। सॉफ्टवेयर अब लगातार विश्लेषण कर सकता है कि कौन से ऑपरेटिंग राज्य सबसे किफायती हैं। ऐसी अनुकूलन क्षमता का एक सरल लेकिन प्रभावी उदाहरण, जिसे पारदर्शी डेटा अधिग्रहण द्वारा उजागर किया जाता है, पंपों का नियंत्रण है। कोल्ड सिस्टम में पंप अक्सर 100 प्रतिशत मात्रा प्रवाह के साथ वास्तविक आवश्यकता की परवाह किए बिना चलते हैं। हालांकि, विस्तृत विश्लेषण से पता चलता है कि, आवश्यक प्रशीतन सेवाओं और सिस्टम की स्थिति के आधार पर, 60 प्रतिशत या उससे भी कम भी पर्याप्त होगा। मैनुअल या फ्लैट दर ऐसी इकाइयों को संचालित करती है, जो एक महत्वपूर्ण, अनावश्यक बिजली की खपत की ओर ले जाती है।

कोल्ड सिस्टम में अक्सर अनदेखी की जाने वाली समस्या, जो केवल एक विस्तृत विश्लेषण के माध्यम से दिखाई देती है, वह एसओ -कॉलेड सहायक इकाइयों की बिजली की खपत है। पंप, रिटर्न कूलिंग या अन्य साइड एजेंटों में प्रशंसकों को वास्तविक प्रशीतन उत्पादकों की तुलना में समान या उच्च बिजली की खपत हो सकती है, खासकर यदि वे आशावादी रूप से नियंत्रित नहीं हैं। कई पौधों में, अनुकूलन व्यक्तिगत घटक या एक आदर्श परिचालन राज्य तक भी सीमित है जो वास्तव में वास्तव में प्राप्त किया जाता है - आमतौर पर सभी ऑपरेटिंग घंटों के तीन प्रतिशत से कम में। नतीजतन, प्रमुख ऑपरेशन के दौरान काफी मात्रा में विद्युत ऊर्जा बर्बाद हो जाती है। एक प्रणाली के सभी घटकों की बातचीत का लक्षित सुधार बिल्कुल लागू किए गए समाधान की विशेषता है।

छह महीने के बाद: मूर्त सफलताएं और उच्च क्षमता

Factor4Solutions का इंटेलिजेंट सॉफ्टवेयर एक समग्र दृष्टिकोण का पीछा कर रहा है। यह अलगाव में प्रत्येक घटक पर विचार नहीं करता है, लेकिन संपूर्ण ठंड प्रणाली एक गतिशील इकाई के रूप में है। सभी प्रासंगिक समुच्चय के ऊर्जावान परिचालन खर्च - ठंडे उत्पादकों, पंप, प्रशंसक आदि - का एक साथ मूल्यांकन किया जाता है। यह व्यक्तिगत घटकों के डिजिटल जुड़वाँ और पूरे सिस्टम के उपयोग से संभव है। एक डिजिटल जुड़वां मूल रूप से एक आभासी, उच्च -प्राप्य मॉडल है जो वास्तविक समय में वास्तविक प्रणाली को दर्शाता है। यह मॉडल एआई को विभिन्न ऑपरेटिंग परिदृश्यों की गणना करने की अनुमति देता है और लगातार यह निर्धारित करता है कि व्यक्तिगत घटकों को अधिकतम सिस्टम दक्षता प्राप्त करने के लिए एक साथ कैसे काम करना पड़ता है।

सिस्टम को अब कठोर, पूर्वनिर्धारित योजनाओं (जैसे एक निश्चित मशीन हमेशा बेस लोड के रूप में चलती है, एक पीक लोड के रूप में एक अलग) द्वारा नियंत्रित नहीं किया जाता है, लेकिन गतिशील और जरूरतों को पूरा करता है। इकाइयों का चयन और विनियमन अब वर्तमान मौसम की स्थिति (बाहर के तापमान), वास्तविक ठंड की आवश्यकता और निर्धारित दक्षता के आधार पर चुना जाता है। मानकीकृत संचार प्रोटोकॉल के माध्यम से, इंटेलिजेंट सिस्टम प्रबंधन व्यक्तिगत प्रशीतन जनरेटर और सहायक इकाइयों को लक्षित तरीके से वितरित करता है और उनके प्रदर्शन को नियंत्रित करता है। परिणाम एक ऐसी कंपनी है जो प्रत्येक बोधगम्य भार स्थिति में और सभी पर्यावरणीय परिस्थितियों में सिस्टम स्तर पर उच्चतम संभव दक्षता प्राप्त करती है।

इस दृष्टिकोण की प्रभावशीलता को परीक्षण चरण पूरा होने और सिस्टम के पूरी तरह से कमीशनिंग के कुछ समय बाद ही स्टैडवेरके कार्ल्सरुहे द्वारा दिखाया गया था। बुद्धिमान नियंत्रण के स्विच के पहले छह महीनों की शुरुआत में, नगरपालिका उपयोगिताओं को विद्युत ऊर्जा की खपत में महत्वपूर्ण कमी दर्ज करने में सक्षम थे - पिछले वर्ष की समान अवधि की तुलना में 20 प्रतिशत से अधिक की बचत। यह दक्षता लाभ परिचालन लागतों में परिलक्षित होता है और इस छह महीनों के भीतर पांच -डिगिट रेंज में वित्तीय बचत का नेतृत्व किया।

हालांकि, विशेषज्ञों के अनुसार, यह केवल शुरुआत है। नए नियंत्रण के तहत ऑपरेशन के पहले छह महीनों में ऐसी अवधि भी शामिल थी जिसमें सिस्टम आंशिक रूप से या पूरी तरह से पुराने, पारंपरिक विनियमन पर आधारित था। बुद्धिमान समाधान की पूरी क्षमता एक पूर्ण वार्षिक चक्र पर सामने आती है, क्योंकि विभिन्न कोल्ड जनरेटर (अवशोषक, संपीड़न, मुक्त शीतलन) की इष्टतम ड्राइविंग शैली मौसम, बाहर के तापमान और विशिष्ट ठंड आवश्यकता पर बहुत अधिक निर्भर करती है। डिजिटल ट्विन के साथ पहले ऑपरेटिंग डेटा और सिमुलेशन के आधार पर फैक्टर 4 एसोल्यूशन की गणना, ऑपरेशन के पूरे वर्ष में 40 प्रतिशत से अधिक की संभावित ऊर्जा बचत की भविष्यवाणी करती है। यह महत्वाकांक्षी लक्ष्य अब Stadtwerke Karlsruhe के स्थलों में है।

 

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स्थानीय से वैश्विक तक: एसएमई चतुर रणनीतियों के साथ वैश्विक बाजार पर विजय प्राप्त करते हैं

स्थानीय से वैश्विक तक: एसएमई ने चतुर रणनीतियों के साथ वैश्विक बाजार पर विजय प्राप्त की - छवि: एक्सपर्ट.डिजिटल

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इस तरह, नगरपालिका उपयोगिताओं दक्षता बढ़ाते हैं और लागत को लगातार कम करते हैं

बुद्धिमान निगरानी के माध्यम से 100 प्रतिशत परिचालन सुरक्षा

शुद्ध ऊर्जा दक्षता और लागत में कमी के अलावा, सृजन की कंपनी की सुरक्षा स्टैडवेरके कार्लसुहे जैसे आपूर्तिकर्ता के लिए बहुत महत्व है। डेटा सेंटर की आपूर्ति करते समय विशेष रूप से ठंड की निरंतर उपलब्धता अनिवार्य है, जहां भी कम -विफलताओं के गंभीर परिणाम हो सकते हैं। इंटेलिजेंट सॉल्यूशन यहां एक और निर्णायक लाभ प्रदान करता है: सिस्टम को न केवल एक बार सेट किया जाता है और फिर खुद को प्रबंधित किया जाता है, बल्कि प्रदाता फैक्टर 4 सेलेशन द्वारा स्थायी रूप से निगरानी, ​​जांच और अनुकूलित किया जाता है।

यद्यपि नगरपालिका उपयोगिताओं के पास अपनी निगरानी प्रणाली और योग्य कर्मचारी भी हैं, कारक 4solutions से विशेषज्ञ टीम द्वारा अतिरिक्त, विशेष देखभाल, प्रशीतन प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में उनके गहन जानकारी के साथ और एआई-आधारित प्रणाली अनुकूलन एक मूल्यवान जोड़ का प्रतिनिधित्व करता है। एआई का उपयोग करके स्थायी दूरस्थ निगरानी अक्सर नेतृत्व करने से पहले विसंगतियों या संभावित समस्याओं को पहचान सकती है। डिजिटल ट्विन और मॉडल की आदर्श स्थिति के साथ वर्तमान ऑपरेटिंग डेटा की वास्तविक समय की तुलना के लिए धन्यवाद, विचलन की जल्दी पहचान करना और ग्राहकों को आसन्न विफलताओं या आवश्यक रखरखाव के उपायों के बारे में सूचित करना संभव है। यह एक भविष्य कहनेवाला रखरखाव में सक्षम बनाता है और अनियोजित मानकों से बचा जाता है। हर समय व्यावसायिक क्षमता की गारंटी स्टैडवर्के कार्ल्सरुहे के लिए मौलिक महत्व की है, कम से कम संदर्भ देने के लिए संविदात्मक दायित्व के कारण, विशेष रूप से गार्डन कैरी में संवेदनशील डेटा सेंटर के लिए।

परिचय और समाधान का एकीकरण

बुद्धिमान समाधान का परिचय और कार्यान्वयन नगरपालिका उपयोगिता के दृष्टिकोण से सुचारू और सरल था। बाहरी सेवा प्रदाता के साथ सहयोग, जो पहले से ही नगरपालिका उपयोगिता के माप और नियंत्रण प्रौद्योगिकी की देखरेख करता है, आवश्यक था।

साथ में, सॉफ़्टवेयर के सेटअप के लिए आवश्यक डेटा बिंदुओं की पहचान और जारी की गई। Factor4Solutions, जिसने रिमोट से बर्लिन में अपने स्थान से समाधान को नियंत्रित किया था, ने स्पष्ट रूप से पहले से संवाद किया था कि सिस्टम के सिस्टम से कौन से विशिष्ट डेटा बिंदुओं की आवश्यकता थी। इसमें शामिल है, उदाहरण के लिए, मात्रा प्रवाह, तापमान और गर्मी और ठंडे मीटर के सटीक मूल्य।

इस डेटा को प्रदान करने के बाद, सॉफ्टवेयर को बहुत जल्दी कॉन्फ़िगर किया गया था। सिस्टम एक दिन के भीतर मौलिक रूप से निर्धारित किया गया था और डेटा अधिग्रहण और पहले विश्लेषण शुरू करने में सक्षम था। केवल चार से छह सप्ताह के बाद, सिस्टम डेटा का पहला व्यापक विश्लेषण उपलब्ध था। इस विश्लेषण से प्राप्त ज्ञान के आधार पर, सिस्टम को और ठीक किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, यह स्पष्ट हो गया कि कौन से अतिरिक्त डेटा बिंदु और भी अधिक सटीक अनुकूलन के लिए सहायक होंगे, और सिस्टम का विस्तार और तदनुसार कैलिब्रेट किया गया था।

यह अपेक्षाकृत सरल और त्वरित एकीकरण विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों और उद्योगों के लिए तकनीक को दिलचस्प बनाता है, जहां भी जटिल शीतलन प्रणाली उपयोग में हैं और उनकी दक्षता में वृद्धि होती है।

सहयोग के विस्तार के लिए एक मजबूत तर्क के रूप में तेजी से परिशोधन

इंटेलिजेंट कोल्ड ऑप्टिमाइज़ेशन के सकारात्मक प्रभाव स्टैडवेरके कार्ल्सरुहे के लिए बहुत जल्दी और आश्वस्त थे। पिछले वर्ष की तुलना में वार्षिक ऊर्जा की खपत और प्रशीतन उत्पादन पर एक नज़र, भले ही नए नियंत्रण ने केवल छह महीने के लिए पूरी रेंज में काम किया हो, दक्षता और औसत दर्जे की ऊर्जा बचत में महत्वपूर्ण वृद्धि दिखाई।

आर्थिक विचार विशेष रूप से संतुष्टिदायक है: प्रणाली का परिशोधन अवधि उल्लेखनीय रूप से कम है। सॉफ्टवेयर के उपयोग के लिए जो वार्षिक लागतें हैं और फैक्टर 4 सेलेशन से प्रशीतन प्रौद्योगिकी विशेषज्ञों द्वारा चल रहे समर्थन को पहले से ही पहले पांच ऑपरेटिंग महीनों के भीतर प्राप्त ऊर्जा बचत द्वारा मुआवजा दिया जाता है। इसका मतलब यह है कि सिस्टम पहले से ही लागत बचत उत्पन्न करता है जो वर्ष के छठे महीने से सिस्टम की लागत से परे जाता है। निवेश पर यह तेजी से रिटर्न (ROI) ऐसी प्रौद्योगिकियों के कार्यान्वयन के लिए एक मजबूत तर्क है।

सकारात्मक अनुभवों और दक्षता में सिद्ध वृद्धि के मद्देनजर, यह आश्चर्य की बात नहीं है कि स्टैडवेरके कार्लसुहे न केवल कारक 4solutions के साथ सहयोग पर विचार करते हैं, बल्कि पहले से ही लागू हो रहा है। Stadtwerke से एक और कोल्ड सप्लाई सिस्टम अब इंटेलिजेंट सिस्टम द्वारा भी देखरेख और अनुकूलित है। इसके अलावा, नगरपालिका उपयोगिताएं विभिन्न आकारों और जटिलता के कई अन्य कोल्ड सिस्टम संचालित करती हैं, जो संभावित रूप से एआई समाधान के अनुकूलन के लिए पात्र हैं। चूंकि तकनीक लगभग सभी सामान्य कोल्ड सिस्टम में लचीली और एकीकृत साबित हुई है, इसलिए संभावना अच्छी है कि एआई और डिजिटल जुड़वाँ का उपयोग करके इन प्रणालियों में महत्वपूर्ण विश्लेषण, पारदर्शिता लाभ और अन्य बचत क्षमता भी महसूस की जा सकती है।

कार्लसुहे में गार्डन कैरी में परियोजना एक सफल उदाहरण है कि कैसे आधुनिक डिजिटल प्रौद्योगिकियां - विशेष रूप से कृत्रिम बुद्धिमत्ता और डिजिटल जुड़वाँ - पारंपरिक रूप से ऊर्जा -क्षेत्र जैसे प्रशीतन में ऊर्जा दक्षता में क्रांति ला सकती हैं। ऑपरेटिंग सिस्टम को पारदर्शी, बुद्धिमानी से नियंत्रित सिस्टम में परिवर्तित करके, ऊर्जा आपूर्तिकर्ता न केवल महत्वपूर्ण परिचालन लागतों को बचा सकते हैं, बल्कि परिचालन सुरक्षा को भी बढ़ा सकते हैं और ऊर्जा की खपत में कमी और इस प्रकार जलवायु सुरक्षा में एक महत्वपूर्ण योगदान दे सकते हैं। Stadtwerke Karlsruhe की सफलता से पता चलता है कि स्मार्ट, डेटा -आधारित ऑप्टिमाइज़ेशन सिस्टम में निवेश जल्दी से उम्मीद करते हैं और अधिक टिकाऊ और कुशल ऊर्जा आपूर्ति के लिए मार्ग प्रशस्त करते हैं। शुरू में 20 प्रतिशत से अधिक की प्रभावशाली बचत और 40 प्रतिशत से अधिक की अनुमानित क्षमता भारी क्षमता को रेखांकित करती है जो कि बुद्धिमान नियंत्रण और ऊर्जा प्रणालियों के नेटवर्किंग है।

 

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