Intelligente koude productie: een voorbeeld van toegepaste AI en digitale tweelingen bij de Karlsruhe Stadtwerke

Stadtwerke Karlsruhe: Intelligente systemen voor stedelijke koude levering

De noodzaak om energie efficiënter te gebruiken wordt steeds belangrijker in tijden van klimaatverandering en het verhogen van de energiekosten. Dit is niet alleen van toepassing op verwarming en voeding, maar ook voor het gebied van koude productie, wat met name onmisbaar is in moderne, dicht gebouwde stedelijke gebieden en voor gespecialiseerde toepassingen zoals datacenters of medische voorzieningen. Urban Energy Leveranciers, zoals de Stadtwerke Karlsruhe, hebben hier een speciale verantwoordelijkheid. U moet niet alleen zorgen voor de beveiliging van de beveiliging, maar ook innovatieve manieren vinden om de bedrijfskosten te verlagen en tegelijkertijd een bijdrage te leveren aan duurzaamheid. Een indrukwekkend voorbeeld van hoe dit kan worden bereikt, is de optimalisatie van koude productie voor het Garden Carée -gebied in Karlsruhe met behulp van geavanceerde digitale technologieën.

Als gemeentelijk bedrijf met ongeveer 1.100 werknemers levert de Stadtwerke Karlsruhe betrouwbaar ruim 400.000 mensen in de regio met essentiële vormen van energie, zoals elektriciteit, aardgas, districtverwarming en drinkwater. Een deel van dit brede scala aan taken omvat ook de werking en het onderhoud van complexe energiesystemen voor grote vastgoedcomplexen, zoals het koelingstoevoersysteem voor de tuincarée. Dit gebied is een multifunctioneel bouwcomplex dat een mix van appartementen, kantoorruimte, medische praktijken, een winkellijn, restaurants en een kritiek datacenter herbergt. Een onderbreking van de onderbreking en behoeften -gebaseerde koude toevoer is van cruciaal belang voor de soepele werking van alle eenheden.

Het bestaande koelsysteem van de tuincarées is geenszins eenvoudig. Het combineert verschillende technologieën om de meest flexibele en potentieel energie -efficiënte levering mogelijk te maken. Het middelpunt is drie absorptieborstmachines die het voordeel bieden dat ze niet kunnen worden bediend met dure elektriciteit, maar met milieuvriendelijke districtsverwarming of zelfs glazuur van een nabijgelegen raffinaderij. Dit systeem wordt aangevuld met een conventionele compressiekoude machine met twee uitgebreide, die wordt gebruikt bij hoge koude of specifieke bedrijfsomstandigheden, evenals een herhaling die de overtollige warmte aan de omgeving vrijgeeft.

Ondanks het principe om flexibel te reageren op de koude en externe temperaturen door de combinatie van verschillende producenten, stond het gemeentelijke nutsbedrijf van Karlsruhe voor een gemeenschappelijke uitdaging: er was een gebrek aan gedetailleerde transparantie over het feitelijke energieverbruik van het algemene systeem en het samenspel van de individuele componenten. Vóór de introductie van een intelligente oplossing was het inzicht in de efficiëntie in wezen beperkt tot de jaarlijkse balans. Aan het einde van het jaar kon je zien hoeveel megawatturen koude werden geproduceerd en hoeveel elektriciteit en district verwarming hieraan werden besteed. Een gedetailleerde analyse van welk onderdeel op welk moment werd gebruikt en of dit in een optimale verhouding tot de gegenereerde kou was, was echter niet mogelijk. Deze voorwaarde werd toepasselijk beschreven door degenen die verantwoordelijk zijn bij de gemeentelijke nutsbedrijven als een soort "blinde vlucht", omdat het potentieel voor gerichte optimalisaties grotendeels verborgen bleef.

Projectdoel: meer transparantie en significante toename van de efficiëntie

Het duidelijke doel van Stadtwerke Karlsruhe was daarom een ​​einde te maken aan deze staat van transparantie. Ze wilden niet alleen spaarpotentieel identificeren, maar ook actief en automatisch implementeren. De oplossing werd gevonden bij de implementatie van geautomatiseerd energiesysteembeheer. Dit systeem, ontwikkeld door de Specialist Factor4Solutions, is gebaseerd op AI-gebaseerde software en gebruikt het concept van de digitale tweeling. De introductie van dit systeem maakte een fundamenteel nieuw type controle van het koelsysteem en zeer gedetailleerde energiebeheer mogelijk.

Door de software en de benodigde sensoren te installeren, werden alle energie in het koelsysteem voor het eerst zichtbaar en meetbaar. Parameters zoals de volumestroom van het koude en koelwater, de temperaturen op verschillende punten in het systeem, evenals het exacte energieverbruik (elektriciteit en districtverwarming) van elke individuele component- van absorbers tot de compressoren en pompen tot de retourkoeling- worden nu opgenomen en geëvalueerd in realtime. Deze uitgebreide gegevensbasis is de sleutel tot optimalisatie. De software kan nu continu analyseren welke operationele staten het meest economisch zijn. Een eenvoudig maar effectief voorbeeld van een dergelijk optimalisatiepotentieel, dat wordt ontdekt door de transparante data -acquisitie, is de controle van pompen. Pumps in koude systemen worden vaak uitgevoerd, ongeacht de werkelijke behoefte met een volumestroom van 100 procent. Uit de gedetailleerde analyse blijkt echter dat, afhankelijk van de vereiste koeldiensten en systeemstatus, 60 procent of zelfs minder voldoende zou zijn. De handleiding of het vaste tarief beheert dergelijke eenheden leidt tot een aanzienlijk, onnodig stroomverbruik.

Een vaak over het hoofd gezien probleem in koude systemen, dat alleen zichtbaar is door een gedetailleerde analyse, is het stroomverbruik van de zo -aangedane hulpeenheden. Pompen, ventilatoren in de terugkeerkoeling of andere zijagenten kunnen een vergelijkbaar of zelfs hoger elektriciteitsverbruik hebben dan de werkelijke koelproducenten, vooral als ze niet optimaal worden gecontroleerd. In veel planten is de optimalisatie ook beperkt tot de individuele component of een geïdealiseerde bedrijfstoestand die in werkelijkheid zelden wordt bereikt - meestal in minder dan drie procent van alle operationele uren. Als gevolg hiervan worden aanzienlijke hoeveelheden elektrische energie verspild tijdens de overheersende werking. De beoogde verbetering van de interactie van alle componenten van een systeem is precies de specialiteit van de geïmplementeerde oplossing.

Na zes maanden: tastbare successen en hoog potentieel

De intelligente software van Factor4Solutions is het nastreven van een holistische aanpak. Het beschouwt niet elke component geïsoleerd, maar het hele koude systeem als een dynamische eenheid. De energetische bedrijfskosten van alle relevante aggregaten - koude producenten, pompen, fans enz. - worden samen beoordeeld. Dit wordt mogelijk gemaakt door het gebruik van digitale tweelingen van de afzonderlijke componenten en het hele systeem. Een digitale tweeling is eigenlijk een virtueel, hoogbeschermingsmodel dat het echte systeem in realtime weerspiegelt. Met dit model kan de AI verschillende besturingsscenario's berekenen en continu bepalen hoe de individuele componenten moeten samenwerken om de maximale systeemefficiëntie te bereiken.

Het systeem wordt niet langer geregeld door rigide, vooraf gedefinieerde schema's (bijvoorbeeld een bepaalde machine loopt altijd als een basisbelasting, een andere als een piekbelasting), maar dynamisch en behoeften gericht. De selectie en regulering van de eenheden worden nu geselecteerd op basis van de huidige weersomstandigheden (buitentemperatuur), de werkelijke koude vereiste en de bepaalde efficiëntie. Via gestandaardiseerde communicatieprotocollen levert intelligent systeembeheer de individuele koelgeneratoren en hulpeenheden op een gerichte manier en regelt hun prestaties. Het resultaat is een bedrijf dat de hoogst mogelijke efficiëntie op systeemniveau bereikt in elke denkbare belastingsituatie en onder alle omgevingscondities.

De effectiviteit van deze benadering werd aangetoond door de Stadtwerke Karlsruhe kort nadat de testfase was voltooid en de volledig ingespannen van het systeem. Al in de eerste zes maanden na de overstap naar intelligente controle konden de gemeentelijke nutsbedrijven een aanzienlijke vermindering van het elektrische energieverbruik registreren - een besparing van meer dan 20 procent in vergelijking met dezelfde periode in het voorgaande jaar. Deze efficiëntie -winst wordt weerspiegeld in de bedrijfskosten en heeft geleid tot een financiële besparing in het bereik van vijf cijfer binnen deze zes maanden.

Volgens de experts is dit echter slechts het begin. De eerste zes maanden van werking onder de nieuwe controle omvatte ook periodes waarin het systeem gedeeltelijk of volledig was gebaseerd op de oude, conventionele verordening. Het volledige potentieel van de intelligente oplossing ontvouwt zich gedurende een volledige jaarlijkse cyclus, omdat de optimale rijstijl van de verschillende koude generatoren (absorber, compressie, vrije koeling) sterk afhankelijk is van het seizoen, de buitentemperatuur en de specifieke koude vereiste. De berekeningen van factor4 -oplossingen, gebaseerd op de eerste operationele gegevens en simulaties met de digitale tweeling, voorspellen een mogelijke energiebesparing van meer dan 40 procent gedurende een heel werkjaar. Dit ambitieuze doel is nu in de bezienswaardigheden van de Stadtwerke Karlsruhe.

Van de bars tot wereldwijde: MKB -bedrijven veroveren de wereldmarkt met een slimme strategie - afbeelding: xpert.Digital

In een tijd waarin de digitale aanwezigheid van een bedrijf beslist over het succes ervan, de uitdaging van hoe deze aanwezigheid authentiek, individueel en uitgebreid kan worden ontworpen. Xpert.Digital biedt een innovatieve oplossing die zichzelf positioneert als een kruising tussen een industriële hub, een blog en een merkambassadeur. Het combineert de voordelen van communicatie- en verkoopkanalen in één platform en maakt publicatie mogelijk in 18 verschillende talen. De samenwerking met partnerportals en de mogelijkheid om bijdragen aan Google News en een persdistributeur te publiceren met ongeveer 8.000 journalisten en lezers maximaliseren het bereik en de zichtbaarheid van de inhoud. Dit is een essentiële factor in externe verkoop en marketing (symbolen).

Meer hierover hier:

• Authentiek. Individueel. Global: de Xpert.Digital -strategie voor uw bedrijf

100 procent operationele veiligheid door intelligente surveillance

Naast pure energie -efficiëntie en kostenreductie, is de veiligheid van het bedrijf van de creatie van groot belang voor een leverancier als Stadtwerke Karlsruhe. De continue beschikbaarheid van de kou is met name verplicht bij het leveren van een datacenter, waar zelfs korte termijn fouten ernstige gevolgen kunnen hebben. De intelligente oplossing biedt hier een ander beslissend voordeel: het systeem wordt niet alleen eenmaal ingesteld en wordt vervolgens beheerd, maar wordt permanent gecontroleerd, gecontroleerd en geoptimaliseerd door de Factor4Solutions van de provider.

Hoewel de gemeentelijke nutsbedrijven ook hun eigen surveillancesystemen en gekwalificeerd personeel hebben, is de extra, gespecialiseerde zorg van het expertteam van Factor4Solutions met hun diepgaande knowhow op het gebied van koelingstechnologie en AI-gebaseerde systeemoptimalisatie een waardevolle toevoeging. De permanente monitoring op afstand met behulp van AI kan vaak anomalieën of potentiële problemen herkennen voordat deze leiden. Dankzij de digitale tweeling en de realtime vergelijking van de huidige operationele gegevens met de ideale status van het model, is het mogelijk om afwijkingen vroeg te identificeren en klanten proactief te informeren over dreigende fouten of noodzakelijke onderhoudsmaatregelen. Dit maakt een voorspellend onderhoud mogelijk en vermijdt niet -geplande normen. De garantie voor zakelijke vaardigheden is te allen tijde van fundamenteel belang voor Stadtwerke Karlsruhe, niet in het minst vanwege de contractuele verplichting om referenties te leveren, met name naar het gevoelige datacenter in de tuincarée.

Inleiding en integratie van de oplossing

De introductie en implementatie van de intelligente oplossing verliep soepel en ongecompliceerd vanuit het perspectief van het gemeentelijke nut. De samenwerking met de externe dienstverlener, die al toezicht houdt op de meet- en controletechnologie van het gemeentelijke nut, was essentieel.

Samen werden de gegevenspunten die nodig zijn voor de instelling van de software geïdentificeerd en vrijgegeven. Factor4Solutions, die de oplossing van de locatie in Berlijn vanaf afstandsbediening beheerste, had van tevoren duidelijk gecommuniceerd welke specifieke gegevenspunten uit het systeem van het systeem vereist waren. Dit omvatte bijvoorbeeld volumestromen, temperaturen en de exacte waarden van de warmte- en koude meters.

Nadat deze gegevens waren verstrekt, werd de software zeer snel geconfigureerd. Het systeem werd fundamenteel ingesteld binnen één dag en was in staat om data -acquisitie en eerste analyses te starten. Na slechts vier tot zes weken was een eerste uitgebreide analyse van de systeemgegevens beschikbaar. Op basis van de kennis die uit deze analyse is opgedaan, kan het systeem verder goed worden gesteld. Het werd bijvoorbeeld duidelijk welke aanvullende gegevenspunten nuttig zouden zijn voor nog preciezere optimalisatie en het systeem werd dienovereenkomstig uitgebreid en gekalibreerd.

Deze relatief eenvoudige en snelle integratie maakt de technologie interessant voor verschillende toepassingen en industrieën, waar complexe koelsystemen ook worden gebruikt en hun efficiëntie moet worden verhoogd.

Snelle afschrijving als een sterk argument voor de uitbreiding van de samenwerking

De positieve effecten van intelligente koude optimalisatie waren zeer snel en overtuigend voor de Stadtwerke Karlsruhe. Een blik op het jaarlijkse energieverbruik en de productie van koeling vergeleken met het voorgaande jaar, zelfs als de nieuwe controle slechts zes maanden tot het volledige bereik werkte, vertoonde een significante toename van de efficiëntie en meetbare energiebesparing.

De economische overweging is bijzonder verheugend: de afschrijvingsperiode van het systeem is opmerkelijk kort. De jaarlijkse kosten die worden gemaakt voor het gebruik van de software en de voortdurende ondersteuning door de koelingstechnologiespecialisten van Factor4Solutions worden al gecompenseerd door de energiebesparing die binnen de eerste vijf operationele maanden wordt bereikt. Dit betekent dat het systeem al kostenbesparingen genereert die verder gaan dan de systeemkosten vanaf de zesde maand van het jaar. Dit snelle rendement op investering (ROI) is een sterk argument voor de implementatie van dergelijke technologieën.

Gezien de positieve ervaringen en de bewezen toename van de efficiëntie, is het niet verwonderlijk dat de Stadtwerke Karlsruhe niet alleen de samenwerking met factor4 -oplossingen beschouwt, maar al implementeert. Een ander koude toevoersysteem van Stadtwerke wordt nu ook onder toezicht en geoptimaliseerd door het intelligente systeem. Bovendien hebben de gemeentelijke nutsvoorzieningen een aantal andere koude systemen van verschillende grootte en complexiteit, die mogelijk in aanmerking komen voor het optimaliseren van de AI -oplossing. Aangezien de technologie flexibel en geïntegreerd is gebleken in bijna alle gewone koude systemen, is de kansen goed dat significante analyses, transparantiewinst en ander besparingspotentieel ook in deze systemen kunnen worden gerealiseerd door AI en digitale tweelingen te gebruiken.

Het project in de Garden Carée in Karlsruhe is een succesvol voorbeeld van hoe moderne digitale technologieën - in het bijzonder kunstmatige intelligentie en digitale tweelingen - een revolutie teweeg kunnen brengen in energie -efficiëntie in een traditioneel energie -intensief gebied zoals koeling. Door besturingssystemen om te zetten in transparante, intelligent gecontroleerde systemen, kunnen energieleveranciers niet alleen aanzienlijke bedrijfskosten besparen, maar ook de operationele veiligheid verhogen en een belangrijke bijdrage leveren aan de vermindering van het energieverbruik en dus aan klimaatbescherming. Het succes bij Stadtwerke Karlsruhe laat zien dat investeringen in slimme, op gegevens gebaseerde optimalisatiesystemen snel verwachten en de weg vrijmaken voor een duurzamere en efficiëntere energievoorziening. De aanvankelijk indrukwekkende besparingen van meer dan 20 procent en het voorspelde potentieel van meer dan 40 procent onderstrepen het enorme potentieel dat intelligente controle en netwerken van energiesystemen is.

☑️ MKB -ondersteuning in strategie, advies, planning en implementatie

☑️ Creatie of herschikking van de digitale strategie en digitalisering

☑️ Uitbreiding en optimalisatie van de internationale verkoopprocessen

☑️ Wereldwijde en digitale B2B -handelsplatforms

☑️ Pioneer Business Development

Konrad Wolfenstein

Ik help u graag als een persoonlijk consultant.

U kunt contact met mij opnemen door het onderstaande contactformulier in te vullen of u gewoon bellen op +49 89 674 804 (München) .

Ik kijk uit naar ons gezamenlijke project.

Xpert.Digital is een hub voor de industrie met een focus, digitalisering, werktuigbouwkunde, logistiek/intralogistiek en fotovoltaïsche.

Met onze 360 ​​° bedrijfsontwikkelingsoplossing ondersteunen we goed bekende bedrijven, van nieuwe bedrijven tot na verkoop.

Marktinformatie, smarketing, marketingautomatisering, contentontwikkeling, PR, e -mailcampagnes, gepersonaliseerde sociale media en lead koestering maken deel uit van onze digitale tools.

U kunt meer vinden op: www.xpert.Digital - www.xpert.solar - www.xpert.plus