امروزه محدودیت های موجود در خصوص انرژی های پایدار و ناپایدار باعث گردیده تا مصرف بهینه انرژی از اهمیت زیادی برخوردار گردد. البته مصارف انرژی در همه بخشها و مراکز یکسان نبوده و شناسایی مراکز مصرف انرژی خود می تواند قدمی مهم برای بهینه سازی مصرف انرژی تلقی گردد. در این بین، منازل و خانه ها یکی از مراکز پرمصرف انرژی بوده به طوری که بهینه سازی انرژی در آن می تواند سبب کاهش هدر رفت سرمایه های ملی و جهانی گردد.
شکل 1. مصرف جهانی انرژی های تجدیدپذیر در سال 2012
1. خانه های هوشمند (Smart Home)
اگرچه بهینه سازی انرژی در این مراکز می تواند به روشهای مختلفی صورت پذیرد، اما یکی از ایده آل ترین الگوها جهت مصرف بهینه انرژی در منازل، ایجاد شرایطی است که بتوان کنترل تجهیزات خانه را حتی خارج از محیط خانه، در اختیار داشت. به عنوان مثال در یک روز سرد زمستانی دقایقی قبل از ورود به منزل سیستم گرمایشی را روشن کنیم، هنگام خروج از خانه تجهیزات روشنایی، تهویه، گرمایش و سایر ابزار الکترونیکی خانه را کنترل نماییم، درب ها را قفل و یا باز نماییم و یا حتی برای افراد مسنی که در منزل هستند و توانایی حرکت ندارند این امکان را فراهم سازیم تا تنها با یک دستگاه کوچک الکترونیکی کنترل تجهیزات خانه را در اختیار داشته باشند.
برای رسیدن به هدفی که در بخش ابتدایی توضیح دادیم، مفهومی به نام خانه های هوشمند (Smart Homes) وجود داشته که میتواند ما را به هدفمان برساند. البته برای تعریف خانه های هوشمند، ابتدا باید مفهوم شبکه های هوشمند (Smart Grids) را توضیح دهیم. شبکه هوشمند شبکه ای است با جریان دوسویه انرژی الکتریکی و اطلاعات که قابلیتهای پایش، جمع آوری، پردازش و کنترل اطلاعات را دارد. در این سیستم ها از تجهیزات اندازه گیری و سنسورها برای اندازه گیری پارامترها، از شبکه های مخابراتی برای انتقال داده ها، از سیستم های کنترل برای تجزیه و تحلیل داده ها و از تجهیزات اتوماسیون برای اجرای فرامین استفاده میشود. بحث خانه های هوشمند امروزه به یکی از مباحث حائز اهمیت تبدیل شده است که مطالعات زیادی نیز در این باره صورت گرفته است، یکی از مطالعات مناسب در این رابطه را میتوان تحقیقات صورت گرفته توسط آقای Zhou و همکاران دانست که در سال 2016 منتشر شده است [(1)].
همانطور که پیش تر عنوان گردید یکی از مهمترین مفاهیمی که بر اساس شبکه های هوشمند شکل گرفته است، خانه های هوشمند است. در خانه هوشمند، بسیاری از تجهیزات به وسیله شبکه به هم ارتباط داده میشوند و به شما این امکان را می دهند تا از طریق سیستم مدیریت انرژی (Energy Management System) خود به آنها دسترسی پیدا کرده و از آن ها استفاده کنید. در واقع EMS این امکان را فراهم میکند تا بتوانید بخاری یا سیستم تهویه هوا را هنگام بازگشت از محل کار به خانه روشن کنید و یا انرژی مصرفی از وسایل یا تجهیزات خاص را ردیابی کنید (مانند ردیابی مصرف انرژی کولر گازی یا بررسی مقدار انرژی که شما توانسته اید با خریدن ماشین ظرفشویی پربازده جدید خود ذخیره نمایید).
شکل 2. ساختار کلی HEMS
بطور خلاصه، هدف کلی خانه های هوشمند را میتوان در موارد زیر عنوان کرد:
الف- امکان تحت کنترل در آوردن تجهیزات مصرف کننده انرژی در ساختمان
ب- افزایش طول عمر تجهیزات
پ- کاهش هزینه های تامین انرژی و تعمیر و نگهداری
ت- افزایش قابلیت اطمینان (Reliability)
ث- افزایش امنیت
ج- کاهش مشکلات زیست محیطی و غیره
همچنین برخی از تکنولوژی هایی که امروزه بر همین اساس ظهور پیدا کرده و در حال توسعه می باشند را میتوان موارد زیر عنوان کرد:
الف- تنظیم دمای بخش های مختلف در منزل؛
ب- قفل اتوماتیک درب ها؛
پ- پیک زدایی مصرف انرژی در ساعات اوج مصرف؛
ت- افزایش و کاهش دمای فضاها قبل از ورود به آن.
2. سیستم مدیریت انرژی خانه (HEMS)
سیستم مدیریت انرژی خانه، با رویکرد خانه های هوشمند ارائه شده است. از این سیستم میتوان در جهت هوشمند سازی خانه ها استفاده نمود و هدف اصلی این سیستم مدیریت در کاهش انرژی در خانه ها است. این سیستم شامل پنج بخش عملکردی اصلی است، که عبارتند از:
الف- نظارت (Monitoring)
ب- ورود (Logging)
پ- کنترل (Control)
ت- هشدار (Alarm)
ث- مدیریت (Management)
شکل 3. بخش های عملکردی HEMS.
- جهت مطالعه بیشتر در این زمینه، فایلی جهت دانلود قرار داده شده است.
جایگاه مبانی ارائه شده در آموزش های موسسه ACEMI
در نقشه راه جامع موسسه مهندسی و مدیریت ساخت علوی پور، در سطح مهارت های سخت، دوره ای با عنوان (مدیریت پایداری پروژه) به صورت جامع ارائه شده است که بسیاری از این مبانی را در بر میگیرد. همچنین، دوره های "برنامه ریزی، زمانبندی، ارزیابی و کنترل پروژه "و "اجرا و مدیریت پروژه به روش اصول ناب "پیش نیازهای اصلی این دوره هستند. به جهت آشنایی با سایر دوره ها و تاریخ برگزاری آن ها می توانید به بخش تقویم آموزشی موسسه مهندسی و مدیریت ساخت علوی پور مراجعه نمایید.
دانلود جزئیات این مقاله
