بهینه‌سازی مصرف انرژی به مدد اینترنت اشیا
به گزارش خبرنگار حوزه علم، فناوری و دانش‌بنيان گروه دانشگاه خبرگزاری آنا، یکم خرداد به عنوان روز بهره‌وری و بهینه‌سازی مصرف در ایران تعیین شده است. بدون تردید اهمیت بهینه‌سازی و استفاده مطلوب از منابع و امکانات در عصر حاضر بسیار حائز اهمیت است و اینترنت اشیا یکی از فناوری‌های نوینی است که بهینه‌سازی و اتوماسیون بهره‌وری را در هر صنعتی ممکن ساخته است. برنامه‌های اینترنت اشیا در بخش مصرف انرژی باعث شده توجهات ویژه‌ای از جانب مصرف‌کنندگان، مشاغل و حتی دولت‌ها به سمت آن معطوف شود و صرف نظر از سهولت و سرعت و سایر مزایای دیگر اینترنت اشیا، این فناوری در زمینه بهینه‌سازی مصرف انرژی مزایای قابل توجهی دارد که به کاهش هزینه‌ها و افزایش بهره‌وری کمک می‌کند.
کنترل هوشمند نور، دما و کولر
بدیهی‌ترین راه برای بهینگی مصرف، کاهش اتلاف آن است. نورپردازی خودکار، ترموستات‌های هوشمند و سیستم‌های HVAC (مجموعه فناوری‌های مرتبط با گرمایش، تهویه و خنک‌سازی) مبتنی بر سنسورهای نسل جدید به گونه‌ای طراحی شده‌اند که به طور خودکار شرایط مناسب را در فضاها ایجاد و حفظ کرده و مصرف انرژی را در حد بهینه نگه می‌دارند.
این سیستم‌های مجهز به سنسورهای مختلف (نور، حرکت، رطوبت، سطح CO2 و...) می‌توانند براساس تغییر شرایط، به صورت پویا خود را تنظیم کرده و از صرف انرژی در نقاط بلامصرف خودداری کنند. به عنوان مثال نورپردازی هوشمند، نور را بسته به میزان روشنایی روز در اتاق، کم می‌کند و به محض خالی شدن اتاق به طور خودکار آن را خاموش می‌کند. ترموستات هوشمند فضای اتاق را پیش از زمان اوج گرما، سرد می‌کند تا از مصرف انرژی گران در زمان اوج بار جلوگیری شود.
جنرال الکتریک از جمله شرکت‌هایی است که برای مدیریت انرژی اینترنت اشیا فعال بوده است. این شرکت مجموعه‌ای از چراغ‌های LED، سنسورها، ابزارهای کنترل و ارزیابی را برای ایجاد زیرساخت انرژی هوشمند در فضاهای صنعتی و تجاری از جمله کارخانه‌ها، فروشگاه‌ها و کل شهر فراهم می‌کند. این شرکت قول داده است تا 70 درصد در قبض‌های برقی صرفه‌جویی شود! محصولاتی مانند Philips Hue و Ecobee 4 نیز در زمینه روشنایی و ترموستات هوشمند، مصرف انرژی را بهینه می‌کنند. محصولات خانواده Philips Hue شامل نورپردازی LED در فضای باز و سرپوشیده است که براساس تنظیمات دلخواه افراد تعیین می‌شود و 85 درصد انرژی کمتری نسبت به لامپ‌های سنتی مصرف می‌کند. ترموستات Ecobee 4 نیز در زمان‌های اوج مصرف انرژی، تا 33 درصد انرژی اضافی را کاهش می‌دهد.
سیستم‌های مدیریت انرژی
سیستم‌های مدیریت انرژی شامل سنسورها، کنترل‌ها، برنامه‌ها و ابزارهای تحلیلی هستند که کاربران (خانوارها، مشاغل، متخصصان انرژی، جوامع، دولت‌ها) را قادر می‌سازد تا فرآیندها، دارایی‌ها و منابع را در زنجیره تأمین نظارت و کنترل کنند. اگر قصد داریم بهینه‌سازی و بهره‌وری از حد شعار فراتر رود باید سیستم‌های مدیریت انرژی را از همین حالا جدی بگیریم. پیش‌بینی می‌شود بازار سیستم مدیریت انرژی تا سال 2023 به 9.3 میلیارد دلار برسد.
به عنوان مثال کنتورهای هوشمند، مصرف برق را به صورت بلادرنگ نظارت می‌کنند، هزینه را به صورت پویا محاسبه می‌کنند و داده‌ها را بین کاربران نهایی و شرکت‌های سهامی به اشتراک می‌گذارند. این داده‌ها به تأمین‌کنندگان انرژی کمک می‌کند تا برنامه‌های پاسخگویی به تقاضا را تنظیم کنند و قیمت‌گذاری را مشخص کنند. ساکنان منازل و مصرف‌کنندگان، به نوبه خود، می‌توانند با استفاده از برنامه‌های کاربردی، میزان مصرف برق خود را در سطح گرانولی(به معنی جزییات کامل) کنترل کنند تا در نتیجه به تغییرات بار پاسخ دهند و میزان اتلاف انرژی را محدود سازند.
اطلاعات دریافتی از سنسورها در جاهایی از جمله کارخانه‌ها با ماشین‌آلات سنگین می‌تواند به طور دائمی مصرف انرژی را مشخص کرده و با سنجش گرمای بیش از حد، خطرات صدمه یا خاموشی خط تولید را پیش‌بینی کند. با به کارگیری مکانیسم هوشمند از خسارات جدی مانند سوختن موتور و ... جلوگیری به عمل می‌آید. مدیریت می‌تواند با استفاده از تجزیه و تحلیل داده‌های ردیابی، تعادل مناسب بین عملکرد بهینه تجهیزات، استهلاک و مصرف انرژی را یافته و بیشینه کارایی تجهیزات را تضمین کند.
شرکت WebNMS، نمونه بسیار خوبی از سیستم مدیریت انرژی اینترنت اشیا برای فضاهای صنعتی و تجاری است. محصولات این شرکت با استفاده از داده‌های حاصل از شبکه حسگرها و کنتورهای موجود در سایت، بهینگی مصرف انرژی و به حداکثر رساندن بهره‌وری را فراهم می‌کنند. شرکت Sense نیز یک سیستم اندازه‌گیری هوشمند را برای مصرف خانگی عرضه کرده است. همه چیز به یک پنل برقی معمولی متصل می‌شود تا ساکنان بتوانند کنترل کاملی نسبت به استفاده از انرژی خود داشته و در مدیریت انرژی مشارکت کنند.
پذیرش انرژی سبز
امروزه همچنین می‌توان از اینترنت اشیا برای مدیریت انرژی و گسترش مقبولیت انرژی سبز استفاده کرد. سیستم‌های خورشیدی مسکونی مبتنی بر اینترنت اشیا و توربین‌های بادی، انرژی رایگان را برای تأمین نیاز نسبی یا حتی کامل انرژی الکتریکی فراهم می‌آورند. مشخص شده انرژی‌های تجدید پذیر مسکونی صورت‌حساب مصرف انرژی را از 50 الی 100 درصد کاهش می‌دهند به طوری که گاها یک مصرف‌کننده هیچ نیازی به شبکه برق سراسری نخواهد داشت. سیستم‌های تجدید پذیر مسکونی نه تنها باعث صرفه‌جویی در مصرف انرژی می‌شوند بلکه به کاهش اثر کربن و حفاظت از محیط زیست نیز کمک می‌کنند.
محصولات Schneider Electric برای خانه‌ها و ساختمان‌های هوشمند یک نمونه مطالعه موردی مدیریت انرژی با اینترنت اشیا است. این شرکت طیف گسترده‌ای از محصولات خورشیدی صنعتی، تجاری و مسکونی و همچنین نیروگاه‌هایPV (سیستم‌های فتوولتاییک که انرژی نوری را مستقیما به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند) را عرضه می‌کند. هر محصول شامل مجموعه‌ای از سخت‌افزارهایی است که باید به هم متصل شوند. این سخت‌افزارها شامل گیت‌وی‌ها، پاوربانک‌ها، باتری‌ها، کنتورها و مبدل‌ها و نرم‌افزار نظارت و کنترل برق هستند.
ذخیره‌سازی انرژی
مبحث ذخیره‌سازی انرژی یکی از بازارهای جدید انرژی برشمرده می‌شود و شرکت تحقیقاتی لوکس ریسرچ تخمین می‌زند با توجه به روندهای اخیر در بخش خانه‌های هوشمند و افزایش نقش اینترنت اشیا، سهام آن در طی دهه‌ی 2020 به 50 میلیارد دلار برسد. به طور کلی، ذخیره‌سازی انرژی به مصرف‌کنندگان امکان می‌دهد تا استقلال انرژی را در صورت قطع شدن و یا مشکلات دیگر حفظ کنند. ذخیره‌سازی هوشمند پشتیبان گیری از انرژی کنترل شده و کارآمد را امکان‌پذیر می‌کند و قابلیت بهره‌مندی از قابلیت‌های مدیریتی را به ساکنان منازل ارائه می‌دهد.
با بهره‌مندی از فناوری ذخیره‌سازی هوشمند، ساکنان می‌توانند بدون نیاز به اینکه بدانند کدام بار انرژی حفظ شود یا چه میزان انرژی باید در شبکه خاموش شود و یا در کجا صرف شود، از ذخیره‌سازی هوشمند بهره ببرند. علاوه بر این، با استفاده از ذخیره‌سازی هوشمند، گیرنده‌های انرژی خورشیدی و سایر انرژی‌های تجدید پذیر هم می‌توانند انرژی پاک تولید کنند و همچنین مازاد آن را کنترل و ذخیره‌سازی کنند. استفاده از اینترنت اشیا در ذخیره‌سازی انرژی، امکان بهینه‌سازی مصرف انرژی را به صورت مستقیم و غیرمستقیم مقدور می‌سازد. پلتفرم نرم‌افزاری مدیریت انرژی Lumin یک نمونه از محصولات هوشمندسازی و اندازه‌گیری برق است که قابلیت نظارت و مدیریت را به مشتریان عرضه می‌کند.
نیروگاه‌ها، کارخانه‌ها، مزارع خورشیدی و بادی
یکی دیگر از کاربردهای اینترنت اشیا در بهینه‌سازی منابع تولید انرژی است. کارخانه‌ها، نیروگاه‌ها، مزرعه‌های خورشیدی و توربین‌های بادی نیز خود انرژی مصرف می‌کنند و برای برپایی‌شان به طیف گسترده‌ای از منابع نیاز است. استفاده از اینترنت اشیا در این مرحله بهره‌وری بالا و بهینه‌سازی را نیز به حداکثر می‌رساند. با مدیریت منابع، استفاده از سنسورها، تجزیه و تحلیل داده‌ها و روش‌های دیگر می‌توان مصارف این اماکن را بهینه‌سازی کرد.
به عنوان مثال، نظارت مداوم با استفاده از سنسورها، از اضافه بار جلوگیری می‌کند و به تعادل خط تولید کمک می‌کند. نگهداری و تعمیرات پیشگویانه (Predictive maintenance)، تعمیر به موقع تجهیزات را تضمین می‌کند و از خاموشی، تصادفات و خرابی پرهزینه جلوگیری به عمل می‌آورد.
در بعضی موارد، شفافیت مصارف نیروگاه‌ها و شبکه‌های تجدید پذیر، باعث می‌شود مصرف‌کنندگان در مورد اینکه انرژی آنها از کجا به دست آمده، اطلاعات خوبی به دست آورند و مطالبه‌گر باشند تا از پاک‌ترین منبع موجود استفاده کنند. پلتفرم Whatttime تلاش دارد تا چنین چیزی ارائه دهد بدین معنی که کاربران با رصد شبکه‌های تولید انرژی، به صورت پویا بتوانند منبع انرژی را خود انتخاب کنند و برای مثال به تأمین کننده‌ای وصل شوند که کمترین میزان انتشار گاز گلخانه‌ای را تولید می‌کند.
نکته‌ی آخر اینکه در واقع اکنون کاملا می‌دانیم که اتخاذ سیاست‌های اینترنت اشیا در بهینه‌سازی مصرف و بهره‌وری انرژی، تا چه اندازه در زمینه‌های مختلف تأثیرگذار است. در ضمن می‌دانیم سرویس‌های این چنینی را باید چطور پیاده‌سازی کرد. تنها مورد لازم اراده جدی برای ایجاد تغییر به سوی فناوری نوین است.
انتهای پیام/
انتهای پیام/