Energiescan Jongerius Houten

Energiescan Jongerius Houten Energie zuinig fruittelen

F.G. van de Geijn

Rapport nr. 12560-b

Colofon

Titel Auteur(s) Nummer ISBN-nummer Publicatiedatum Vertrouwelijk OPD-code Goedgekeurd door

Energiescan Jongerius Houten F.G. van de Geijn Nvt Nvt april 2015

Wageningen UR Food & Biobased Research P.O. Box 17 NL-6700 AA Wageningen Tel: +31 (0)317 480 084 E-mail: [email protected] Internet: www.wur.nl © Wageningen UR Food & Biobased Research, instituut binnen de rechtspersoon Stichting Dienst Landbouwkundig Onderzoek Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand of openbaar gemaakt in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, hetzij mechanisch, door fotokopieën, opnamen of enige andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever. De uitgever aanvaardt geen aansprakelijkheid voor eventuele fouten of onvolkomenheden. All rights reserved. No part of this publication may be reproduced, stored in a retrieval system of any nature, or transmitted, in any form or by any means, electronic, mechanical, photocopying, recording or otherwise, without the prior permission of the publisher. The publisher does not accept any liability for inaccuracies in this report.

2

© Wageningen UR Food & Biobased Research, instituut binnen de rechtspersoon Stichting Dienst Landbouwkundig Onderzoek

Abstract Deze rapportage beschrijft de bevindingen van de energiescan en monitoring van Fruitteeltbedrijf Jongerius te Houten binnen het project – Energiezuinig Fruittelen – onderdeel van de demonstratieprojecten Schoon en zuinig 2012, is uitgevoerd. De energiescan is uitgevoerd vanuit de beschikbare geregistreerde data. Het doel voor dit bedrijf was de installatie op het bedrijf te labelen in energieverbruik. Het bedrijf kenmerkt zich door een grote eigen productie van elektriciteit met PV panelen. Feitelijk staat deze elektra productie los van het verbruik op de locatie. De koeltechnische installatie (hoofdverbruik)verbruikt elektra los van de beschikbare geproduceerde elektra door de zonnepanelen. Op dit bedrijf is geen specifieke elektrameting aanwezig en zijn meerdere koelsystemen aanwezig. Voor de kWh registratie zijn we aangewezen op de elektra monitoring door de netbeheerder. Gedurende de looptijd van het project zijn diverse contactmomenten besteedt aan de keuze voor instellingen en beoordeling productkwaliteit (bij deze instellingen). Hierbij is een balans gezocht tussen de productkwaliteit en het energieverbruik. Hierbij is het inschatten van de impact van wijzigingen van instellingen op de kwaliteit zeer lastig gebleken. Alleen het effect op de condities is registreerbaar.


3

Inhoudsopgave Abstract

3

1 Inleiding

5

2 Bedrijfsinformatie 2.1 Algemeen 2.2 Beschrijving koelfaciliteit Landrust 2.3 Beschrijving componenten bewaartechnische installatie 2.4 Registratie bedrijf specifieke elektraverbruik

6 6 6 6 8

3 Resultaten 3.1 Aandachtspunten installatie gebruik 3.1.1 Verdamperventilatoren 3.1.2 Koelacties 3.1.3 Ontdooi instellingen 3.1.4 Benutting verdamper 3.1.5 Regeling centrale compressor unit 3.1.6 Instellingen CA apparatuur 3.1.7 Algemene aanbevelingen 3.2 Energiebesparingen door investeringen

9 10 10 11 12 Fout! Bladwijzer niet gedefinieerd. Fout! Bladwijzer niet gedefinieerd. 12 Fout! Bladwijzer niet gedefinieerd. 12

4 Conclusies

4


14

1

Inleiding

Binnen het project – Energiezuinig fruittelen – onderdeel van de demonstratieprojecten Schoon en zuinig 2012, zijn bij een drietal bedrijven energiescans uitgevoerd. Hiernaast zijn de bedrijven zo mogelijk gemonitord in omgang met de installatie. Het betreft bedrijven die allen een specifieke rol in het project hebben. 1) Fruitteeltbedrijf Landrust te Werkhoven, introductie zonnepanelen en opsplitsing van energieregistratie van verschillende verbruikers binnen het bedrijf. 2) Fruitbedrijf de Ruiter te Erichem, koelinstallatie met natuurlijk koudemiddel (ammoniak) installatie met installatie specifieke registratie van energie 3) Fruitbedrijf Bert Jongerius, koelfaciliteit voor grootste deel gevoed met energievoorziening vanuit zonne-energie De energiescan is uitgevoerd vanuit de beschikbare geregistreerde data. Het projectdoel is om een normverbruik te registreren en deze te toetsen aan het landelijk verbruik. Hiernaast worden de belangrijkste elektraverbruikers binnen de koelfaciliteit in beeld gebracht en mogelijkheden besproken om het elektraverbruik te beperken. De mogelijkheden, richten zich, enerzijds op het verbeteren van instellingen en anderzijds op mogelijke technische aanpassingen in aanvullende besparende technieken. Op het Fruitteeltbedrijf Jongerius te Houten zijn op moment van monitoring de volgende voorzieningen aanwezig: - Koelfaciliteit met opslagcapaciteit van 3420 ton, 23 cellen De overige elektraverbruikers van een relatief laag vermogen en verbruik (onderbemaling, verlichting loods)) maken ook gebruik van de geregistreerde elektra aansluiting. Deze energiescan richt zich specifiek op de rol van de koelen CA(Controlled Atmosphere)-installatie op het energieverbruik en deze maken op dit bedrijf gezien de activiteiten en geplaatste vermogens zondermeer het belangrijkste aandeel uit (naar schatting minimaal 95 %).


5

2

Bedrijfsinformatie

2.1 Algemeen Fruitteeltbedrijf Jongerius beschikt over een centrale registratie van de elektra (meter toeleverancier) geschikt voor de verbruiks metingen en de meting van terug-levering door PV panelen. Deze energiescan richt zich op de koeltechnische installaties en de specifieke instellingen die het elektraverbruik bepalen. Lopende het project zijn er tijdens de contactmomenten adviezen gegeven gericht op het kwaliteitsbehoud enerzijds en anderzijds op het beperken van het energieverbruik. 2.2 Beschrijving koelfaciliteit Jongerius Fruitteeltbedrijf Jongerius beschikt over totaal 23 cellen van diverse installatiejaren en afmetingen. De cellen worden gekoeld door een tweetal koelsystemen volledig gescheiden. Koelsysteem 1: Direct expansie systeem o.b.v. R404a Dit koelsysteem is ingericht voor perenbewaring, totaal 11 cellen, 1750 ton peren. Dit systeem is in 2005 gerealiseerd voor 7 cellen waarna in latere fase 4 bestaande cellen zijn aangekoppeld. Lopende dit project zijn enkele van de bestaande cellen technisch aangepast. Koelsysteem 2: R404a Pomp systeem Systeem is ingericht voor appelbewaring, totaal 12 cellen, 1670 ton appels. Dit systeem is in 2008 gerenoveerd vanuit een bestaande R22 installatie. De cellen zijn opgebouwd uit sandwichpanelen met PUR kern van 120 en 140 mm. De cellen van zowel systeem 1 als 2 zijn geplaatst in loods met specifieke functie van fruitbewaring. De loods van systeem 1 is grotendeels geïsoleerd. De loods van systeem 2 is grotendeels niet geïsoleerd. Alle cellen zijn geschikt voor CA (Controlled Atmosphere) bewaring. Deze opslagfaciliteit richt zich op middellange bewaring en opslag van importproducten. 2.3 Elektra verbruik koelinstallatie en opwekking elektra met PV panelen Binnen dit project is voor dit bedrijf het doel de mogelijkheden voor koppeling tussen elektra verbruik van de koeltechnische installatie en de opwekking van elektra met PV panelen te beoordelen. In basis is er geen specifieke koppeling tussen elektragebruikers en -productie anders dan door het elektrisch netwerk. Op momenten dat de koeling om elektrische voeding vraagt, wordt dit zo mogelijk binnen het elektrische netwerk vanuit eigen productie door de PV panelen voorzien. Leveren de PV panelen elektra zonder gebruik binnen het bedrijfsnetwerk, dan wordt dit terug geleverd aan het net. Op momenten dat er elektrisch verbruik is zonder eigen productie, dan wordt de elektra uit het net betrokken.

6


De vraag is in welke mate de regeling van de koeltechnische installatie gestuurd kan worden op beschikbaarheid van zonnestroom ter realisatie van een gewenst celklimaat. In deze rapportage zullen we de mogelijkheden en beperkingen kort beschrijven. 2.4 Beschrijving componenten bewaartechnische installatie De koelinstallatie op fruitteeltbedrijf Jongerius is als volgt te beschrijven: CA installatie: 1) Perslucht compressor ten behoeve van persluchtvoorziening meest CO2-scrubberkleppen, , vermogen 3.0 kWatt, onduidelijkheid over draaiuren 2) Perslucht compressor ten behoeve van persluchtvoorziening CO2-scrubberkleppen, vermogen 1.5 kWatt, onduidelijkheid over draaiuren 3) Actieve koolscrubber VA 900, 2.6 kWatt, draaiuren in te schatten 4) Actieve koolscrubber Storex, 4.4 kWatt, draaiuren in te schatten 5) Stikstofmachine Storex, 2.5 kWatt, draaiuren variabel 6) Stikstofmachine Alup, 7.5 kWatt, draaiuren variabel Systeem I: Koelinstallatie R404a direct expansie 1) Compressor set bestaande uit: a. Bock HG 6-1080, frequentie geregeld, -8/+40, 60Hz en (2) Bock HGX 5-830, 8/+40, 50Hz, totaal koelvermogen 152 kWatt, 42.5 kW elektrisch vermogen 2) Condensor Helpman 4 ventilatoren totaal 3.1 kWatt 3) Drycooler t.b.v. onderkoeling 2 ventilatoren 0.7 kWatt 4) Verdamper ventilatoren a. Cel 1-2-3 totaal 5 verdampers elk 6 x 160 Watt b. Cel 4-5 totaal 4 verdampers elk 3 x 220 Watt c. Cel 20/21 totaal 5 verdampers elk 3 x 250 Watt d. Cel 22-26 totaal 5 verdampers elk 6 x 250 Watt 5) Klein verbruikers: verlichting cellen, verwarmingslint Systeem II: Koelinstallatie R404a pomp installatie 1) Compressor set bestaande uit: a. Bitzer 4P-15.2, frequentie geregeld, -10/+35, 50Hz en (2) Bitzer 6G-30.2, -10/+35, 50Hz, totaal koelvermogen 151 kWatt, 42,6 kWatt elektrisch vermogen 2) Condensor Helpman 6 ventilatoren totaal 4.5 kWatt 3) Vloeistofpompen 2 stuks elk 1.0 kWatt 4) Verdamper ventilatoren a. Cel 6-8 totaal 6 verdampers elk 3 x 250 Watt


7

b. Cel 9-11 totaal 3 verdampers elk 6 x 370 Watt c. Cel 12-14 totaal 3 verdampers elk 6 x 220 Watt d. Cel 15-17 totaal 3 verdampers elk 6 x 370 Watt 5) Klein verbruikers: verlichting cellen, verwarmingslint In de installaties zijn een aantal voorzieningen opgenomen om het elektraverbruik te beperken. Koelinstallatie I is voorzien van een frequentie regeling van één van de compressoren. Installatie I is voorzien van de VDH 785 PC thermostaat waarbij alle cel specifieke instellingen kunnen worden gedaan. Installatie II is voorzien van een computer regeling van Van Kempen met in basis dezelfde functionaliteiten. In beide regelingen zijn diverse functionaliteiten opgenomen die energie besparen waaronder de estafette regeling, de buitentemperatuur afhankelijke condensordruk regeling, heetgasontdooiing. Installatie I is voorzien van een onderkoeling van het condensaat door een drycooler. Voor zowel installatie I als de ombouw van installatie II heeft de technische inrichting, voor zover als relevant, voldaan aan de eisen gesteld binnen de EIA regeling als energie zuinige installatie. Voor installatie II betrof dit, vanwege de ombouw, alleen de voorziening voor heetgas ontdooiing. 2.5 Registratie bedrijf specifieke elektraverbruik Gezien de geplaatste elektrische vermogens en de gebruiksuren van deze apparatuur, zijn de koeltechnische installaties op dit bedrijf de belangrijkste gebruikers van elektriciteit. Door het ontbreken van specifieke metingen op diverse elektra gebruiksgroepen is alleen een inschatting te maken. Vergelijkbare bedrijven (opslagvolume en bedrijfsactiviteiten) laten een verbruiksaandeel van zeker 95 % van het totale elektraverbruik door de koeltechnische installaties zien. In de energiescan en monitoring is het elektraverbruik gekoppeld aan het gebruik van de installatie. Hierna is het verbruik per ton opgeslagen product (kan ook in m3 gekoelde ruimte worden uitgedrukt) getoetst met elektra verbruiksnormen in de fruitbewaring sector.

8


3

Resultaten

3.1

Verbruiksjaar 2012

Vanuit de afrekening van de elektra leverancier is het verbruik van de koeltechnische installatie van fruitbedrijf Jongerius voor het jaar 2012 in beeld gebracht.

Elektra verbruik koleing (kWh/ton/dag)

In onderstaande grafiek is het kWh verbruik per ton per dag van 2012 weergegeven (figuur 1). 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0

bewaarmaanden Figuur 1:

Elektra verbruik jaar 2012 in kWh per ton per dag

Voor dit bedrijf is gebruik gemaakt van de afrekening van het energiebedrijf en van de gebruiksregistratie van de installatie (VK Visual, VDH). Over het jaar 2012 is de koelinstallatie wisselend belast. Onder andere vanaf oogst 2012 (september) zijn minder cellen in gebruik geweest. Dee belasting is in de maanden September en Oktober door het verwijderen van veldwarmte logischerwijs hoger. Opvallend is dat de verhoging beperkt is. Waarschijnlijk is de werkwijze op dit bedrijf door een beperkt aantal cellen (oa. cel 21/22) intensief te belasten tijdens de inslag een belangrijke oorzaak van het lage verbruik. Ook wordt op deze locatie in beperkte maken met scherfijs de afkoeling en vochtstatus tijdens de bewaring ondersteund. Over de rest van het seizoen is het verbruik juist opvallend stabiel. Het uitslaan van product, en afvallen van het te koelen celvolume lijkt weinig effect te hebben op het verbruik/gebruiksniveau. Duidelijk is dat het verbruik, gemiddeld over het bewaarseizoen als laag kan worden getypeerd. Mede de instellingen en aandacht voor luchtcirculatie hebben aan dit basis lage energieverbruik bijgedragen. Over de bewaarmaanden wordt een verbruik gerealiseerd van 0.43 kWh per ton per dag. Het bepalen van dit energie verbruiksniveau vraagt allereerst een registratie van de verbruikte kWh per periode. Hiernaast is ook het gebruik van de cel (en zo mogelijk de specifieke instelling)


9

nodig per dag. Juist het automatiseren van deze koppeling zou de inzichtelijkheid in elektraverbruik sterk verbeteren. Nu vraagt het veel data verzameling en veelal handmatige verwerking. Het bewust zijn van de effecten op het elektraverbruik door wijzigen in instellingen, maakt ook de afweging tussen elektraverbruik en productkwaliteit duidelijker. Het verminderen van elektraverbruik is tegen de geldende tarieven immers om te zetten in een geldelijk bedrag die afgewogen kan worden tegen de risico’s op verandering van kwaliteit. Deze afweging zijn ook in de diverse project bijeenkomsten toegelicht. Ten opzichte van het landelijk gemiddelde ligt het elektraverbruik van deze installatie in de bewaarperiode erg laag. In onderstaande grafieken zijn enkele normaalverdelingen weergegeven van de variatie van het elektraverbruik in de bewaarfase van fruitinstallaties. Deze data zijn verzameld in eerdere projecten. Verdeling van verbruik 25

Aantal bedrijven

20 15 10 5 0 tot 0,35 0,35-0,34 0,45-0,55 0,55-0,65 0,65-0,75 0,75-0,85 0,85-0,95 verbruiksklasse (kWh/ton/dag)

Figuur 2:

Verdeling energieverbruik landelijke energiescans

Het gemiddeld energieverbruiksniveau ligt rond de 0.55 tot 0.65 kWh per ton per dag. De spreiding in verbruik tussen bedrijven met gelijke functie (opslaan van fruit) is groot (factor 2.5 tot 3). Gegeven het verbruik in de bewaarperiodes 2012 van 0.43 kWh per ton per dag wordt met deze installatie een prima laag verbruik gerealiseerd. Gezien de technische inrichting van de koelinstallaties en mogelijkheden om hierin verbeteringen aan te brengen is het advies voorzichtig te zijn in het verder verlagen van he elektra verbruik. 3.2 Aandachtspunten installatie gebruik Bij fruitteeltbedrijf Jongerius zijn de volgende zaken besproken. 3.2.1 Verdamperventilatoren Energieverbruik van verdamperventilatoren bepalen in hoge mate het totale energieverbruik. Het totaal geïnstalleerd elektrisch vermogen van de ventilatoren ligt op 40.5 kWatt (stuks x vermogen) voor een opslaghoeveelheid van maximaal 3420 ton product (deels appels, deels peren), totaal 12

10 © Wageningen UR Food & Biobased Research, instituut binnen de rechtspersoon Stichting Dienst Landbouwkundig Onderzoek

Watt per ton product. In vergelijk met de compressor vermogens op deze locatie van 303 kWatt onder standaard bedrijfsomstandigheden, is dit vermogen beperkt. Ook in vergelijk met andere locaties is het ventilator vermogen zeer beperkt. Op de locaties van de andere projectdeelnemers ligt dit getal op 16.5 en 15.5 Watt ventilatorvermogen per ton product. Duidelijk is wel dat het aandeel appelbewaring (minder luchtdebiet nodig) op deze locatie beduidend groter is. Verder is bestaat er op deze locatie een ongelijkheid in het elektrisch vermogen van ventilatoren tussen cellen. Vooral cel 20/21 valt als inkoelcel (zie figuur 3) met een ventilator vermogen van 16 Watt per ton opslag volume op. De appelcellen hebben een ventilator vermogen van 9 Watt per ton. Figuur 3: Hogere ventilator vermogen cel 20/21 inkoelcel

draaitijden van de ventilatoren bepaalt uiteindelijk samen met het ventilatorvermogen de verbruikte hoeveelheid energie. Deze draaitijden liggen op deze locatie relatief laag. Gekozen is voor een nadraaitijd na een koelactie van 10 minuten per uur. Hiernaast wordt per 10 minuten een 8 minuten pauze en 2 minuten puls ingesteld. De totale draaitijd inclusief koeltijd ligt hiermee bij de meeste cellen tussen de 25 en 30 minuten per uur. Op deze locatie is veel aandacht besteedt aan het verbeteren van de luchtcirculatie door het afschermen van luchtstroming. Hierbij is gebruik gemaakt van extra zeildoek in diverse celtypen (foto 3 en 4). Doel is het verschil in producttemperaturen te verkleinen zonder hierbij de luchtcirculatietijd te moeten opvoeren. Op de foto is een zeildoek boven de bovenste kisten te zien (cel 22-26) die de luchtstroming ondersteunt. Ook de renovatie cellen 9 tot 11 en 15 tot 17 hebben veel aandacht gehad. Figuur 4: Begeleiding luchtstroming (cel 22-26)

3.2.2 Koelacties Binnen de regeling van koelinstallatie I en II is het mogelijk in een estafette regeling in een vaste regelmaat koelacties te genereren. Hierbij worden 24 acties per etmaal nagestreefd en gerealiseerd. De koeltijd ligt tussen de 3 en 4 uur per etmaal. Deze frequentie in koelacties geeft voldoende lange koeltijden per actie waarbij het systeem voldoende tijd krijgt om te stabiliseren.


11

3.2.3 Ontdooi instellingen De koelers op fruitbedrijf Jongerius worden ontdooid met heetgas. De instellingen zijn continu onderdeel van aandacht. Duidelijk is dat in het beperken van ontdooiing (heetgas) maar een beperkt (elektra) voordeel te halen is. Het risico dat bij te beperkte ontdooiing, ijsvorming de capaciteit doet afnemen is te groot. Op locatie De Ruiter werd duidelijk dat in deze situatie het elektra verbruik toeneemt (figuur 8).

kWh verbruik (Kwh/ton/dag)

0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0

datum Figuur 5:

Kwh verbruik tijdens ijsvorming (vanaf 16-5-2013) door te weinig ontdooiing

Duidelijk is dat naast visuele controle door het beoordelen van data (koeluren en juiste registratie van elektraverbruik) meer zicht is te krijgen op de mate van ijsvorming. 3.2.4 Instellingen CA apparatuur Per cel of CA installatie is met een absorptie- en regeneratietijd de benutting van de actieve kool van een scrubber in te stellen. Omdat elke absorptieactie warme lucht in de cel brengt, is het zo effectief mogelijk benutten van de kool belangrijk. Nodeloos rondpompen van lucht terwijl de kool al verzadigd is, dient voorkomen te worden. Geeft het verkorten van de absorptietijd in de registratie van de acties per etmaal over een periode van minimaal één week, geen structureel extra scrubacties, dan stond de absorptie tijd te lang. Op deze wijze is ook de regeneratietijd te optimaliseren. Een bovengenoemde analyse van de apparatuur is uitgevoerd. Gebleken is dat de instellingen al optimaal stonden. 3.3

Energiebesparingen door investeringen

De installatie van fruitbedrijf Jongerius zijn de relevante besparingstechnieken al toegepast, waardoor de installatie indertijd ook voldeed aan de eisen van Energiezuinige installatie volgende de richtlijnen van de Energie-Investerings-Aftrek.


3.4

Koppelingen elektraproductie vanuit PV panelen elektragebruik door koelinstallatie

16%

16%

14%

14%

% maandverbruik (in % jaarverbruik 2012)

maandproductie (in % jaarproductie)

Op fruitteeltbedrijf Jongerius is een uitgebreid vermogen zonnepanelen geïnstalleerd. Hiermee wordt een aanzienlijk deel van het jaarverbruik geproduceerd. Gegeven de verdeling van de energieproductie over he jaar (zie figuur 6) en het elektraverbruik op deze locatie is buffering in het net nodig. Juist in de meest effectieve elektra productie maanden is het elektra verbruik van de koelinstallatie het laagst.

12% 10% 8% 6% 4% 2% 0%

12% 10% 8% 6% 4% 2% 0%

Maand

Figuur 6:

Maand

Verdeling van elektra productie en verbruik over een jaar

Naast de jaarverdeling is ook de dagverdeling een uitdaging. Voor het optimaliseren van het celklimaat is een grote regelmaat in koelgedrag wenselijk. Zoals beschreven wordt op deze locatie hiervoor elk uur een koelactie gestart. Het verbreken van deze regelmaat om meer zonne-energie te kunnen benutten zal tot een instabiliteit in temperatuur binnen de koelcel leiden met vooral bij perenbewaring tot grotere vochtverliezen. Eventueel kan overwogen worden bij producten waar het vochtverlies moet worden vergroot juist van deze onregelmatigheid gebruik te maken (bijvoorbeeld Boskoop). Voor een uniformering van de producttemperaturen is gebleken dat voldoende luchtcirculatie, maar zeker ook interval circulatie tot een betere verdeling van koude leidt. De draaiuren van de ventilatoren zullen dus ook bij voorkeur evenredig over het etmaal verdeeld moeten worden. Hierdoor is het dus voor lange fruitbewaring niet gewenst het schakelen van de ventilatoren te koppelen aan de beschikbaarheid van elektra vanuit PV panelen.


13

4

Conclusies

Voor Fruitteeltbedrijf Jongerius was het doel het elektraverbruik te toetsen aan het landelijk niveau. Duidelijk is dat deze locatie op een relatief laag energieverbruiksniveau opereert. Oorzaak ligt naar alle waarschijnlijkheid in beperkt elektrisch ventilatorvermogen (11 Watt per ton productopslag) en in reeds geoptimaliseerde instellingen. De mogelijkheden om een directe koppeling te realiseren tussen de elektraproductie van PV panelen en het gebruik door de koeltechnische installatie zal beperkt zijn. De te bewaren producten vragen op basis van het huidige kennisniveau een hoge mate van stabiliteit in de regeling waardoor vooralsnog het landelijke elektranet als buffer nodig is.


Energiescan Jongerius Houten

Recommend Documents