Wyzwania branży meblarskiej: koszty energii i konkurencyjność

Branża meblarska, z uwagi na specyfikę swojej produkcji, jest zaliczana do sektorów o znacznym zużyciu energii elektrycznej. Procesy związane z obróbką drewna, maszyny produkcyjne czy oświetlenie hal generują znaczące zużycie energii. W obliczu dynamicznie rosnących cen energii, firmy meblarskie stają przed trudnym dylematem. Z jednej strony, nie mogą przerzucać wszystkich kosztów energii na swoich klientów, aby nie stracić konkurencyjności na rynku. Z drugiej strony, wzrost kosztów operacyjnych może znacząco wpłynąć na rentowność firmy albo wręcz zagrażać istnieniu fabryki.

W takim kontekście, zastosowanie technologii fotowoltaicznej jako strategii optymalizacji kosztów energetycznych staje się nie tylko ekologicznym wyborem, ale także rozsądną inwestycją. W dobie spadającego poziomu inwestycji i wysokiej inflacji firmy z branży szczególnie odczuwają zwiększoną rywalizację na rynku. Inwestycja we własną elektrownię fotowoltaiczną pozwala przedsiębiorstwom osiągnąć przewagę konkurencyjną dzięki, której ich koszty będą mniejsze od konkurencji a produkty chętniej kupowane. Nadaje też produktom końcowym wizerunku produktów ekologicznych i zielonych, co w dzisiejszych czasach jest szczególnie istotne dla odbiorców końcowych.

W tym artykule przyjrzymy się, jak instalacje fotowoltaiczne mogą stanowić odpowiedź na wyzwania ekonomiczne stojące przed branżą meblarską. Przedstawiamy na konkretnych przykładach instalacji jaki jest koszt inwestycji we własną instalację fotowoltaiczną, jakich okresów zwrotu się spodziewać. Inżynierowie z firmy INERGIS dzielą się również informacjami jak musi zostać wykonana instalacja, żeby spełniała wymagania przeciwpożarowe, które są szczególnie ważne dla przedsiębiorstw w branży meblarskiej. 

Energetyczne rozwiązanie: fotowoltaika dla branży meblarskiej

W kontekście zmniejszenia kosztów energii, instalacje fotowoltaiczne wydają się być obiecującym rozwiązaniem. Wykorzystanie energii słonecznej do wytwarzania prądu elektrycznego stwarza firmom meblarskim możliwość znaczącej redukcji kosztów energii. Zainstalowanie paneli fotowoltaicznych na dachu zakładu lub dostępnych terenach może dostarczać firmie znaczną ilość energii elektrycznej. To z kolei przekłada się na zmniejszenie zależności od dostawców energii i minimalizację ryzyka związanego ze wzrostem cen prądu.

Przykład inwestycji w instalację w branży meblarskiej

Bezpieczeństwo przeciwpożarowe instalacji największym wyzwaniem w branży meblarskiej – studium przypadku

Branża meblarska ze względu na częstą obecność materiałów palnych takich jak drewno, pył i wióry drewniane, kleje, rozpuszczalniki i inne chemikalia reprezentuje jedno z najbardziej wymagających środowisk pod względem bezpieczeństwa przeciwpożarowego.

Przy omawianiu wymagań jakie stawia przed nami branża meblarska warto posłużyć się konkretnym przykładem. Przy pracy nad ofertą dla naszego ostatniego klienta prowadzącego fabrykę mebli dostaliśmy szczegółowe wytyczne jakie musi spełnić instalacja, które dotyczyły opłacalności inwestycji, mocy instalacji i ubezpieczenia obiektu. Wymaganiem klienta wobec wykonawcy instalacji – firmy INERGIS było, żeby:

1. Zainstalowana moc instalacji fotowoltaicznej umożliwiała korzystanie z energii elektrycznej wyłącznie na potrzeby własne – tzw. autokonsumpcja. Bez oddawania nadwyżek do sieci.
2. Zwrot inwestycji wynosił około 5 lata.
3. Instalacja i obiekt były zabezpieczone w czołowym towarzystwie ubezpieczeniowym. Ubezpieczenie powinno zabezpieczyć firmę na wypadek szkód wynikających z pożaru, które mogłyby wpłynąć nie tylko na instalację, ale także na całą fabrykę.

Warto podkreślić, że inwestor działa nie tylko w sferze produkcji mebli, lecz posiada bogatą działalność w obszarze FF&E (Furniture, Fixtures & Equipment), operując na terenie wielu pomieszczeń produkcyjnych i magazynowych, gdzie kluczowe jest przestrzeganie różnych przepisów dotyczących bezpieczeństwa przeciwpożarowego.

Cały zakład produkcyjny klienta był już ubezpieczony przez jedno z renomowanych towarzystw ubezpieczeniowych, dlatego po serii technicznych dyskusji, uzgodniliśmy z ubezpieczycielem wytyczne jakie musi spełnić instalacja.

Aby spełnić oczekiwania ubezpieczyciela i normy bezpieczeństwa, instalacja powinna m.in.:

• Odpowiadać normom PN-EN IEC 61730-2:2018-06, obejmującym w zakresie modułów testy wytrzymałości na temperaturę, wilgotność, szok termiczny (50 i 200 cykli -40 st. C do 85 st. C), Odporności na grad, czyli na uderzenia kulami lodu o średnicy 2,5 mm o wadze 7,5 g z prędkością 23 m/s, promieniowanie UV, izolację przy wysokiej wilgotności w warunkach pracy, test na obecności gorących punktów (hot-spot) i inne.
• Posiadać konstrukcję zgodną z Krajową lub Europejską Oceną Techniczną, spełniającą kryteria wytrzymałości i trwałości.
• Przejść testy akceptacyjne przed podłączeniem do sieci, obejmujące test napięcia otwartego oraz test prądu zwarciowego
• Po podłączeniu instalacji do sieci koniecznie musi zostać przeprowadzony test odbiorowy prądu stałego wraz z pomiarem wskaźnika wydajności instalacji i porównaniu go z wartością podaną w umowie.
• Przechodzić regularne przeglądy eksploatacyjne, zgodnie z normą PN-EN 62446-2.

Pod kątem bezpieczeństwa PPOŻ ważna jest lokalizacja poszczególnych elementów instalacji. Przy projektowaniu na dachu bezpiecznego sposobu rozmieszczenia modułów fotowoltaicznych względem siebie, innych instalacji technicznych czy też względem ścian oddzielenia pożarowego powinny zostać uwzględnione normy VdS 2234 oraz PN-EN 62305 Część 3. Część warunków bezpiecznego montażu modułów na dachach obiektów komercyjnych uwzględniających zagrożenia naturalne przedstawiona została w dokumencie FM-Global DS-15 Property Loss Prevention Data Sheets.

Ważne jest zlokalizowanie w obiekcie stref pożarowych i miejsc oddzielenia przeciwpożarowego, ich lokalizację trzeba uwzględnić przy projektowaniu instalacji fotowoltaicznej. Przykładowo, przy planowaniu rozmieszczenia modułów należy zachować minimalną odległość modułów PV od ściany oddzielenia pożarowego min. 2,5 m oraz od krawędzi budynku min. 0,3 m.

Równie ważną kwestią w bezpieczeństwie pożarowym jest zapewnienie właściwego i spełniającego odpowiednie normy wyłącznika PPOŻ przy przewodach pomiędzy falownikiem a modułami po stronie prądu stałego. W razie pożaru, odcina on napięcie stałe pomiędzy modułami, które znajdują się na dachu a falownikiem, który zazwyczaj znajduje się w środku budynku. Wyłączniki PPOŻ powinny znajdować się na zewnątrz chronionej strefy pożarowej w miejscu, w którym nie ma zagrożenia rozprzestrzeniania się ognia. Należy przewidzieć zastosowanie jednego z dwóch opisanych poniżej rozwiązań.

Rozwiązanie 1 – optymalizatory z funkcją PPOŻ

Rolę przeciwpożarową mogą stosować specjalne urządzenia montowane przy każdym module na dachu – tzw. optymalizatory. Zastosowanie optymalizatorów mocy, które w zależności od typu mogą posiadać funkcję obniżenia napięcia do wartości bezpiecznych bądź do „zera” jest jedną z możliwości zapewnienia bezpieczeństwa pożarowego. Zaletą optymalizatorów z funkcją PPOŻ jest odłączenie każdego modułu osobno co sprawia, że w przewodach na dachu nie pojawia się wysokie napięcie. W tym przypadku nie ma konieczności dublowania tego rozwiązania poprzez zewnętrzne wyłączniki. Należy jednak zaznaczyć, że rozwiązanie powinno być certyfikowane i spełniać określone normy. O doborze rozwiązania powinien zdecydować projektant na etapie projektowania instalacji w porozumieniu z inwestorem.

Rozwiązanie 2 – wyłącznik przeciwpożarowy

Innym rozwiązaniem jest zastosowanie osobnych przeciwpożarowych wyłączników poprzez wpięcie tego typu urządzeń w łańcuchy DC modułów fotowoltaicznych. Po wyzwoleniu ich działania wyłączniki napięcia zwierając obwody obniżają w nich napięcie. W tym przypadku po zadziałaniu stycznika zwarciowego nie ma możliwości zdjęcia napięcia z poszczególnych modułów a wysokie napięcie może wciąż być obecne pomiędzy modułami a wyłącznikiem. Nie jest ono jednak obecne w strefie zagrożonej pożarem ponieważ napięcie stałe nie jest wprowadzane do budynku.

Wybór niedoświadczonej ekipy

Montaż fotowoltaiki, wbrew powszechnej opinii wymaga doświadczenia. Niedoświadczona ekipa może doprowadzić do błędów wpływających na ilość wyprodukowanej energii, zmniejszających zyski z inwestycji lub skutkujących niedotrzymaniem warunków gwarancji producentów urządzeń co wyłącza ich odpowiedzialność w przypadku awarii. Nieprawidłowy montaż jest również jedną z najczęstszych przyczyn pożarów instalacji fotowoltaicznych na dachach budynków. Najczęstsze błędy montażowe, z jakimi się spotykamy to błędne połączenie stringów, nieużywanie kluczy dynamometrycznych, błędy w podłączeniu instalacji fotowoltaicznej do instalacji elektrycznej w budynku i niewłaściwe połączenie elementów złącznych np. MC4. Ten ostatni przywołany błąd może doprowadzić do powstania łuku elektrycznego i jest jedną z najczęstszych przyczyn pożarów instalacji fotowoltaicznych.

Przeglądy i monitoring instalacji

Wykonana instalacja powinna być utrzymywana i serwisowana zgodnie z odpowiednią normą (PN-EN 62446-2). Między innymi pierwszy przegląd instalacji ma być wykonany między 11 a 13 miesiącem eksploatacji a każdy następny przegląd najrzadziej co trzy lata.

Ważny jest również regularny przegląd wizualny instalacji, a w razie konieczności mycie modułów. Czasem zdarza się, że powierzchnia modułów zostaje w znacznym stopniu zabrudzona ptasimi odchodami, które mogą obniżać produkcję roczną nawet o 20%.

W ramach serwisu wykonywane są takie czynności jak sprawdzenie połączeń modułów, sprawdzenie wizualne mocowania i powierzchni modułu, badania termowizyjne czy wymiany modułów o obniżonej wydajności. Przy instalacjach gruntowych konieczne jest również koszenie trawy.

Przy dużych inwestycjach warto pamiętać o tym, że instalacja po uruchomieniu powinna być stale monitorowana przez system nadzoru, zwłaszcza w pierwszych miesiącach działania. Monitoring instalacji prowadzony jest po to, aby sprawdzić prawidłowość jej pracy oraz maksymalnie ograniczyć ewentualne straty wynikające z nieprawidłowego działania, częściowej awarii lub zmniejszenia wydajności modułów. Wymaga się od tego typu instalacji monitorowania parametrów oraz szybkiego wykrywania i zgłaszania usterek dostępnego zarówno dla właściciela jak i instalatora, którzy mogą zareagować w przypadku wykrycia problemu. W celu zapewnienia maksymalnego bezpieczeństwa dachy z Instalacjami fotowoltaicznymi mogą być monitorowane również za pomocą kamer CCTV z zapewnionym podglądem ich obrazu na posterunku stałym np. na portierni lub stanowisku ochrony.

Bez regularnego monitoringu trudno wykryć problemy, takie jak hot spoty, mikropęknięcia czy uszkodzenia. Sprawne monitorowanie pozwala utrzymać wysoką efektywność inwestycji i utrzymać produkcję energii na wysokim poziomie. Monitoring instalacji jest bardzo ważny w początkowym okresie po jej uruchomieniu, ponieważ pozwala wykryć ewentualne błędy popełnione na etapie realizacji. Wczesne wykrycie i sprawne usunięcie problemów pozwala na zwiększenie uzysków instalacji i jednocześnie na większy zysk dla inwestora.

Opłacalność inwestycji w fotowoltaikę w fabryce mebli

Dobrana do potrzeb wielkość instalacji fotowoltaicznej. 

Instalacja fotowoltaiczna będzie działać właściwie tylko wtedy kiedy zostanie właściwie dobrana, nie może być za duża ani za mała. W naszym przykładzie miesięczne zapotrzebowanie na energię fabryki wynosiło średnio 90 MWh. co daje roczne zapotrzebowanie około 1080 MWh.

Poziom autokonsumcji, czyli konsumpcji własnej wyprodukowanej energii, jesteśmy w stanie wyliczyć jeszcze przed realizacją inwestycji, na etapie przygotowania koncepcji i oferty. Warto pamiętać, że im wyższy wskaźnik autokonsumpcji tym większa opłacalność inwestycji.  Bazując na otrzymanych informacjach o odczytach zużycia energii w przedsiębiorstwie stwierdziliśmy, że firma powinna wykazywać zużycie wyprodukowanej energii na potrzeby własne w 84 procentach. Zaproponowana moc instalacji wyniosła 420 kWp co powinno przełożyć się na dużą oszczędność dla przedsiębiorstwa, a jednocześnie zapewni wysoki poziom autokonsumpcji.

Opłacalność inwestycji

Przyjrzyjmy się przykładowej kalkulacji wykonanej niedawno przez INERGIS dla firmy z branży meblarskiej z województwa małopolskiego.

Zakład meblarski roczne zużywa energię w ilości 1080 MWh, a cena zakupu energii wraz z opłatą zmienną za dystrybucję za 1 MWh to około 750 zł.  Ze względu na ograniczoną powierzchnię, dla firmy dobrano instalację o mocy 420 kWp zlokalizowaną na dachu budynku.

Zgodnie z przygotowaną symulacją pracy instalacji obliczyliśmy, że z instalacji o mocy 420 kWp można wyprodukować 431 MWh energii elektrycznej rocznie. Przy takich parametrach oraz znając charakterystykę pracy fabryki, znacząca większość energii (84%) wyprodukowana przez instalację zostanie skonsumowana na potrzeby własne zakładu. Firma produkuje własną energię elektryczną i zużywa ją na potrzeby własne zmniejszając ilość, którą musi kupić od sprzedawcy energii. Ile rocznie zyska przedsiębiorstwo?

Oszczędność na energii, której zakład nie będzie musiał kupić od sprzedawcy wyniesie 271 000 zł rocznie.

A ile kosztuje taka inwestycja?

Branża meblarska jest dla wykonawców instalacji fotowoltaicznych branżą wymagającą ze względu na podwyższone wymogi przeciwpożarowe. Wpływa to też nieznacznie na koszt wykonania instalacji, ponieważ należy zastosować materiały i rozwiązania o odpowiedniej klasie, jednocześnie spełniające wymagania towarzystw ubezpieczeniowych. W oparciu o otrzymane wytyczne koszty wybudowania instalacji fotowoltaicznej wzrosły o około 10 % w porównaniu do analogicznej instalacji rozmieszczonej na dachu magazynu w którym przechowują się towary niepalne. Wciąż jednak taka inwestycja jest jednak bardzo opłacalna.

Koszt inwestycji w tym przypadku wyniósł 1 350 000 zł. Jednocześnie oszczędności na kosztach energii może znacząco przewyższyć koszty instalacji już w ciągu kilku lat. Zwrotu z inwestycji można oczekiwać po około 5 latach co oznacza rentowność inwestycji na poziomie 20% rocznie. W zależności od konkretnych wytycznych inwestora i charakteru obiektu okres zwrotu może być krótszy i wynieść nawet 3 lata.

Należy jednak podkreślić, że przedsiębiorstwo nie musi posiadać swoich środków na realizację inwestycji. Bardzo często u klientów INERGIS pomagamy z opracowaniem finansowania środkami zewnętrznymi takimi jak leasing lub kredyt. To sytuacja idealna, ponieważ inwestycja przynosi realne oszczędności, które możemy przeznaczyć na spłatę finansowania zewnętrznego.

Żywotność instalacji to około 25 lat. W ciągu tego okresu, uwzględniając spadek wydajności modułów i współczynnik autokonsumpcji instalacja może przynieść oszczędność około 8400 MWh. Oznacza to, że długoterminowo każda kWh wyprodukowana z własnej instalacji fotowoltaicznej kosztuje firmę 160 zł/MWh, to najtańsza energia, jaką firma może uzyskać.

Mówiąc o opłacalności inwestycji w instalację fotowoltaiczną trzeba też przypomnieć, że energia elektryczna może drożeć w najbliższych latach. Własna instalacja oznacza nie tylko bardzo rentowną inwestycję, ale też uniezależnienie się od wahań cen energii co zwiększa stabilność biznesu.

Podsumowanie

Należy pamiętać o tym, że branża meblarska cechuje się szczególną wrażliwością na kwestie przeciwpożarowe, dlatego instalacja powinna zostać zaprojektowana i zamontowana przez wykwalifikowaną do tego firmę. Należy również upewnić się, że inwestycja zostanie wykonana zgodnie z wytycznymi ubezpieczyciela obiektu.

Dla branży meblarskiej, która boryka się z rosnącymi kosztami operacyjnymi i koniecznością zachowania konkurencyjności, instalacje fotowoltaiczne stanowią nie tylko ekologiczne rozwiązanie, ale przede wszystkim efektywną strategię optymalizacji kosztów energetycznych. W zależności od indywidualnych uwarunkowań, okres zwrotu z inwestycji w instalację fotowoltaiczną w branży meblarskiej może wynosić nawet 3-5 lat a sama inwestycja może stanowić solidną przewagę konkurencyjną firmy. Redukcja kosztów operacyjnych, minimalizacja ryzyka związanego z wahaniem cen energii oraz poprawa wizerunku ekologicznego to tylko niektóre z korzyści, które firma meblarska może osiągnąć dzięki zastosowaniu fotowoltaiki.

INERGIS jest partnerem w modernizacji energetycznej przedsiębiorstw.

Artykuł został przygotowany we współpracy z firmą INERGIS S.A., doświadczonym dostawcą rozwiązań fotowoltaicznych. INERGIS oferuje firmom meblarskim dostosowane do ich potrzeb instalacje, umożliwiając osiągnięcie znaczących oszczędności oraz poprawę efektywności energetycznej.

Doradzamy, przygotowujemy symulacje i analizy rentowności uwzględniając indywidualne potrzeby oraz kompleksowo podchodzimy do każdej inwestycji. Z naszymi klientami współpracujemy na zasadach partnerskich i wspieramy ich w każdym aspekcie związanym z energią zarówno elektryczną jak i cieplną. Zajmujemy się przygotowaniem finansowania, uzyskaniem wszelkich zgód i zezwoleń, projektowaniem, wykonawstwem oraz serwisem i utrzymaniem mi. instalacji fotowoltaicznych dla firm przemysłowych.

INERGIS od 35 lat przeprowadza kompleksowe modernizacje energetyczne w przedsiębiorstwach przemysłowych i pomaga firmom osiągać oszczędności kosztów dzięki szerokiemu wachlarzowi technologii. INERGIS to ponad 1000 zrealizowanych projektów skupionych wokół efektywności energetycznej z użyciem technologii takich jak fotowoltaika, pompy ciepła, kogeneracja, wysokosprawne kotły gazowe, odzysk ciepła odpadowego czy efektywne technologie chłodnicze.

Jeżeli chciałbyś dowiedzieć się więcej o tym jak wygląda proces inwestycji we własną instalację i jakie korzyści może Ci przynieść skontaktuj się z przedstawicielem INERGIS.

Patryk Pytlowski – doradca techniczno-handlowy INERGIS
p.pytlowski@inergis.pl
505 193 001

Lub zajrzyj na naszą stronę dedykowaną inwestycjom we własne instalacje fotowoltaiczne i skontaktuj się z nami: www.fotowoltaika.inergis.pl