W odpowiedzi na pojawiające się zapotrzebowanie, firma Danfoss pomaga przekształcać supermarkety w sklepy inteligentne

Programy reagowania na zapotrzebowanie są obecnie inicjatywą wielu przedsiębiorstw użyteczności publicznej w całym kraju. Ich celem jest umożliwienie klientom dobrowolnego zmniejszania zużycia energii elektrycznej w okresach dużego zapotrzebowania na moc.  Gdy zapotrzebowanie na energię elektryczną osiąga szczyt, przedsiębiorstwa użyteczności publicznej, takie jak PJM (jeden z największych operatorów przesyłu energii elektrycznej w kraju), pragną uniknąć zakupywania energii od mniej konkurencyjnych przedsiębiorstw użyteczności publicznej lub uruchamiania niewydajnych urządzeń wytwarzających energię. Dzięki takim działaniom tworzone są inteligentne możliwości biznesowe dla zakładów energetycznych, w związku z czym PJM nagradza klientów takich jak Giant Eagle, którzy są w stanie zmniejszyć zużycie energii elektrycznej w sytuacji, gdy sieć boryka się z problemami związanymi z zapewnieniem odpowiedniej równowagi.

Klienci, tacy jak Giant Eagle zmniejszając zużycie energii elektrycznej w ramach reagowania na bieżące zapotrzebowanie sieci uzyskują od PJM odpowiednie rekompensaty.

„Jedną z naszych możliwości w kwestii reagowania na bieżące zapotrzebowanie jest m.in. zmniejszenie natężenia oświetlenia w halach sprzedażowych”, powiedział Donovan. „Dodatkowo, jesteśmy również w stanie zadbać o to, aby wartość temperatury w systemach klimatyzacyjnych sklepów oscylowała w obrębie górnego dopuszczalnego zakresu. Warto przy tym zauważyć, że jedyną rzeczą, jaką zauważają klienci, jest wyłączenie niektórych lamp oświetlających produkty. Dodatkowo, zdecydowaliśmy się również pójść drogą eksperymentów w celu znalezienia równowagi pomiędzy maksymalizacją korzyści płynących z tego rozwiązania a nie wpływaniem na doświadczenia zakupowe naszych klientów”.

Firma Giant Eagle najpierw sama opracowała wspomniane możliwości działań, a następnie podjęła współpracę z firmą zajmującą się redukcją zużycia energii (CSP), w celu włączenia swoich sklepów do programu reagowania na bieżące zapotrzebowanie. Giant Eagle opracował plan obsługi powiadomień o redukcji zużycia energii pochodzących od PJM, co pozwoliło uzyskać jeszcze więcej korzyści w obrębie programu wyrównywania szczytowych obciążeń sieci.

„W naszym regionie nie dochodzi do zbyt wielu nadzwyczajnych wydarzeń, w przypadku których niezbędne byłoby ograniczanie dostaw energii” — zauważa Donovan. „Tak więc, aby wycisnąć z programu możliwie jak najwięcej korzyści, w roku 2016 zdecydowaliśmy się na zmianę naszej strategii. Poza reagowaniem na określone zdarzenia dotyczące zapotrzebowania, zorganizowaliśmy redukcję zużycia energii elektrycznej w tak zwane „dni szczytowego zapotrzebowania na energię”. Dzięki temu jesteśmy w stanie obniżyć nasze opłaty za przepustowość w kolejnym roku”.

W tym skomplikowanym świecie cen energii elektrycznej, odbiorcy detaliczni, tacy jak Giant Eagle, na ogół płacą za energię elektryczną w oparciu o miesięczne zużycie oraz zapotrzebowanie. Oprócz tych opłat, odbiorcy komercyjni uiszczają także opłaty związane z popytem szczytowym, zwane również opłatami za przepustowość, w celu pokrycia kosztów dostaw energii elektrycznej w ramach zaspokojenia najwyższych poziomów zapotrzebowania w obrębie sieci.

„Opłaty za przepustowość w przypadku Giant Eagle opierają się na zużyciu energii elektrycznej w godzinach zapotrzebowania szczytowego”, wyjaśnia Terry Joyal, kierownik ds. globalnych usług elektronicznych w firmie Danfoss. Pięć godzin w roku poprzednim, gdy wykorzystanie kilowatów sieci było najwyższe, określiło ich wkład dotyczący obciążeń szczytowych (PLC), zwany również znacznikiem wydajności. Dla przykładu, znacznik wydajności Giant Eagle w roku 2015 wynosił do 25% ich rachunków za energię elektryczną w roku 2016. Może się to wydawać przesadą, jednak aby zaspokoić zapotrzebowanie klientów w okresach szczytowego obciążenia sieci, konieczne może być nawet uruchomienie na kilka godzin całego zakładu. W skutek powyższego użytkownik końcowy zostaje oznaczony udziałem w dodatkowych kosztach wytwarzania energii, za które był odpowiedzialny.

„Supermarkety starają się możliwie jak najbardziej zmniejszyć swoje PLC”, podkreśla Joyal. „Ograniczenie zużycia energii elektrycznej przy szczytowym obciążeniu (zwane również wyrównywaniem szczytowych obciążeń sieci) pozwala zmniejszyć współczynnik przepustowości. Jest to inteligentny sposób zarządzania długofalowymi kosztami energii, a do tego pozwala każdemu na zmniejszenie obciążenia sieci”.

Dzięki współpracy z firmą Danfoss, Giant Eagle skorzystał z programu reagowania na zapotrzebowanie PJM na dwa sposoby: poprzez zmniejszanie zużycia energii elektrycznej w przypadku otrzymywania powiadomień od CSP w obrębie zdarzeń związanych z ograniczaniem dostaw oraz poprzez zmniejszenie zdolności przesyłowej w okresach szczytowego obciążenia sieci. W porozumieniu z firmą Danfoss określono cztery poziomy redukcji zapotrzebowania na energię elektryczną, które firma Giant Eagle zamierzała osiągnąć. W roku 2016 wdrożone zostały jedynie dwa pierwsze filary redukcji zapotrzebowania, tj. ograniczenie wykorzystania oświetlenia hal sprzedażowych oraz układów HVAC, ponieważ miały one największy wpływ na zmniejszenie zużycia energii oraz najmniejszy wpływ na klientów.

Firma Giant Eagle jest w stanie odpowiednio reagować na zapotrzebowanie, dzięki koordynowaniu swoich działań z CSP, Giant Eagle oraz Danfoss Enterprise Services

„Zgodnie z umową w sprawie reagowania na zapotrzebowanie zawartą pomiędzy Giant Eagle's a CSP, CSP powiadamia Giant Eagle o konkretnych zdarzeniach”, wyjaśnia Joyal. „W zależności od warunków zawartej umowy, podjęcie odpowiednich kroków może mieć charakter dobrowolny lub obowiązkowy. Powiadomienia przekazywane Giant Eagle uwzględniają daty zdarzeń, a także godziny rozpoczęcia i zakończenia. Jeżeli, na przykład, mamy do czynienia ze zdarzeniem dotyczącym wyrównywania szczytowych obciążeń sieci, zazwyczaj trwa ono od dwóch do czterech godzin”.

„W sytuacji, gdy zespół Danfoss otrzymuje e-mail od Giant Eagle, wiadomość taka zawiera pożądany stopień reakcji względem działań ograniczających, które należy podjąć. Firma podaje również listę konkretnych sklepów, które wezmą udział w danym zdarzeniu. Następnie członek zespołu Danfoss inicjuje we wskazanych sklepach planowane zdarzenie, z uwzględnieniem żądanego poziomu”.

W celu zweryfikowania zdarzenia, oprogramowanie firmy Danfoss wysyła powiadomienie wskazujące, czy wykonanie programu zostało zakończone pomyślnie. Może ono również zawierać informację dotyczącą tego, czy program reagowania na zapotrzebowanie został pominięty, na przykład w związku z decyzją kierownika sklepu.

Firma Giant Eagle korzysta z osobnego menedżera energii, generującego raporty dotyczące redukcji kWh rejestrowanych przez liczniki prądu. Wraz z dziennikiem danych systemu Danfoss, informacja ta tworzy zapis zdarzenia związanego z wyrównywaniem szczytowych obciążeń sieci, dzięki czemu Giant Eagle otrzymuje od CSP odpowiedni „kredyt”.

Aby ułatwić komunikację pomiędzy wszystkimi stronami oraz urządzeniami, firma Danfoss w sklepach sieci Giant Eagles rozpoczęła wdrażanie projektu „Smart Store” .

„Ideą stojącą za „Smart Store” jest Internet przedmiotów (IoT), wykorzystujący podłączone urządzenia do gromadzenia i wymiany danych przez Internet”, wyjaśnia Rick Ruth, menadżer produktów z działu usług firmy Danfoss. „Firma Danfoss posiada rozległą wiedzę nie tylko w zakresie technologii HVACR, ale również w kwestii urządzeń monitorujących, sprężarek i sterowników przeznaczonych dla sklepów spożywczych. Nasze rozwiązanie Smart Store wykorzystywane jest w ponad 5 000 lokalizacji na całym świecie, umożliwiając właścicielom sklepów oraz operatorom wgląd w wydajność urządzeń oraz zapewniając oszczędność energii. Dzięki zastosowaniu inteligentnych urządzeń firmy Danfoss w swoich sklepach, Giant Eagle uzyskał lepszy wgląd w wydajność energetyczną, a także zyskał ścieżkę komunikacyjną w obrębie przesyłania i odbierania sygnałów w celu reagowania na zapotrzebowanie”.

W celu zagwarantowania usług z zakresu reagowania na zapotrzebowanie, firma Danfoss zapewnia dostęp do swojego systemu sterowników AK-SC 255 oraz menedżera systemu AK-SM 880 wykorzystywanego w supermarketach sieci Giant Eagle. Pojedyncze urządzenie spełnia zadanie w pełni funkcjonalnego sterownika sklepowego monitorującego i sterującego oświetleniem, sprężarkami chłodniczymi oraz urządzeniami HVAC.

Na każdym etapie, wszystkie połączenia są całkowicie zaszyfrowane. Aby zapewnić możliwość reagowania na zapotrzebowanie, sterowniki systemu Danfoss zostały zmodernizowane w taki sposób, aby zapewniały wsparcie w obrębie komunikacji Ethernet. Następnie, wystarczyło dokonać konfiguracji programowania pod kątem reagowania na określone zapotrzebowanie.

W przypadku Giant Eagle, infrastruktura Danfoss Smart Store zapewnia zdolność reagowania na zapotrzebowanie, a przy okazji oferuje również możliwość monitorowania alarmów. Korzystając z platformy działającej w chmurze, usługi z zakresu monitorowania alarmów firmy Danfoss gromadzą szereg danych pochodzących z punktów pomiarowych w podłączonych urządzeniach. Dane te umożliwiają wgląd w prawie każdy aspekt dotyczący oświetlenia sklepów i wyposażenia HVACR w celu zwiększenia bezpieczeństwa żywności, operacji roboczych, zarządzania energią i jej zużyciem oraz dokonywania analiz porównawczych. Zaawansowany system monitorowania alarmów umożliwia generowanie alertów oraz raportów zwiększających bezpieczeństwo żywności, pozwalających wykrywać nieprawidłowe działanie urządzeń i zmniejszających kosztowne straty energii. Dzięki portalowi internetowemu Smart Store administrator regionalny jest w stanie uzyskiwać dostęp do operacji w obrębie grupy sklepów oraz wgląd w dane każdego sklepu wprowadzonego do systemu.

Z usługi monitoringu alarmowego firmy Danfoss korzystają wszystkie lokalizacje handlowe Giant Eagle, co przekłada się na ponad 100 sklepów korzystających z możliwości reagowania na bieżące zapotrzebowanie. Podsumowując, firma Danfoss zajmuje się dosłownie wszystkim — począwszy od problemów związanych ze sprzętem, poprzez przesyłanie Giant Eagle ostrzeżeń i powiadomień, aż po interwencje techniczne w obrębie systemów chłodniczych, a także zdarzenia dotyczące wyrównywania szczytowych obciążeń sieci i ograniczania zużycia energii.

Rozwiązania firmy Danfoss, jakie zapewnia ona sieci sklepów Giant Eagle nie kończą się wyłącznie na wysokopoziomowych sterownikach systemowych wykorzystywanych do monitorowania i kontroli reagowania na bieżące zapotrzebowanie oraz zdarzeń alarmowych. Gama rozwiązań firmy Danfoss obejmuje również regulatory pracy parowników i mebli, siłowniki oraz czujniki niskiego poziomu, które mogą informować o otwartych drzwiczkach zamrażarek.

Według Donovana, sieć Giant Eagle stworzyła naprawdę konkretną wizję oszczędności energii. „Rozwiązanie w zakresie reagowania na zapotrzebowanie okazało się bardzo dobrze spełniać swoje zadanie”, mówi. „Pozwoliło to nawiązać szeroko zakrojoną współpracę pomiędzy siecią Giant Eagle a firmą Danfoss. Projekt uwzględniał również zaangażowanie naszego CSP, wykonawców technicznych oraz oświetleniowych. Jest to pewien rodzaj społeczności internetowej, która jest w pełni świadoma tego, kiedy dokonujemy wyrównywania szczytowych obciążeń sieci lub obsługujemy zdarzenia dotyczące alarmów, w celu zagwarantowania prawidłowego działania wszystkich urządzeń. Inicjatywa ta ma na celu zmniejszenie zużycia energii oraz redukcję znaczników wydajności. A to z kolei pomaga zmniejszyć ślad węglowy każdego sklepu, dzięki czemu sieć Giant Eagle może być odpowiedzialnym członkiem społeczeństwa w obrębie wszystkich społeczności, którym służymy”.