انقلاب هوشمند در انرژی/ کاربرد فناوری‌های نوین برای صرفه‌جویی انرژی

به گزارش خبرگزاری ایمنا، در هزاره سوم با پیشرفت فناوری‌های نوین، ساختمان‌های هوشمند و سیستم‌های اتوماسیون و کنترل هوشمند به عنوان ابزارهایی کارآمد در مدیریت مصرف انرژی کشورهای توسعه یافته توانسته‌اند با افزایش جمعیت و توسعه صنعت و شهرنشینی مصرف انرژی را مدیریت کرده و بهره‌وری را افزایش دهند در ایران، بحران انرژی که ناشی از افزایش تقاضا، بهره‌برداری ناکارآمد از منابع و مشکلات زیربنایی در سیستم‌های توزیع انرژی است، چالشی جدی به شمار می‌آید، در این میان به‌کارگیری فناوری‌های هوشمند و تغییر سبک زندگی پر مصرف می‌تواند نقشی تعیین‌کننده در کاهش مصرف انرژی و بهبود کارایی سیستم‌های انرژی ایفا کند.

یکی از مهم‌ترین مزایای استفاده از سیستم‌های اتوماسیون، بهبود بهره‌وری انرژی است. سیستم‌های کنترل دما، روشنایی، تهویه مطبوع و امنیت در ساختمان‌های هوشمند به‌صورت خودکار و بر اساس شرایط محیطی و حضور افراد تنظیم می‌شوند، به عنوان نمونه با نصب حسگرهای حضور در اتاق‌ها، سیستم روشنایی بر اساس حضور یا نبود حضور افراد تنظیم می‌شود، از هدر رفت انرژی جلوگیری شده و هزینه‌های برق مصرفی را کاهش می‌دهد، این سیستم‌ها همچنین با تجزیه و تحلیل داده‌های به‌دست آمده، می‌توانند الگوهای مصرف انرژی را شناسایی و به بهبود برنامه‌ریزی در مدیریت مصرف انرژی کمک کنند.

علاوه بر سیستم‌های کنترل محیطی، اتوماسیون نیز در شبکه‌های توزیع انرژی نیز نقش بسزایی دارد. شبکه‌های هوشمند که امکان نظارت و مدیریت از راه دور بر وضعیت تجهیزات و مصرف انرژی را دارند، می‌توانند در مواقع بحرانی و یا بروز نقص فنی، با واکنش سریع و بهینه مشکلات را رفع کنند، این کار نه‌تنها از وقوع خرابی‌های جدی جلوگیری کرده، بلکه به حفظ پایداری سیستم‌های انرژی در سطوح ملی منجر می‌شود، در ایران که با چالش‌های فراوانی در حوزه تأمین و توزیع وجود دارد، بهره‌گیری از شبکه‌های هوشمند می‌تواند به بهبود مدیریت منابع انرژی و کاهش هدر رفت انرژی کمک کند، همچنین استفاده از سیستم‌های نظارت و کنترل هوشمند، امکان تشخیص و پیشگیری از اتلاف انرژی در بخش‌های مختلف ساختمان‌ها از جمله سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی را فراهم می‌آورد.

از روش داده‌های بلادرنگ، مدیران ساختمان می‌توانند نقاط ضعف و نواقص سیستم‌های انرژی را شناسایی کرده و با بهینه‌سازی این سیستم‌ها، مصرف انرژی را به حداقل برسانند. استفاده از فناوری‌های اینترنت اشیا (IoT) نیز امکان ارتباط و یکپارچه‌سازی تمامی تجهیزات هوشمند ساختمان‌ها را میسر می‌سازد که این امر موجب افزایش کارایی سیستم و بهره‌وری انرژی می‌شود.

سرمایه‌گذاری در فناوری‌های هوشمند و مدرن نه‌تنها در کاهش مصرف انرژی مؤثر است بلکه می‌تواند در بلندمدت هزینه‌های نگهداری و بهره‌برداری از سیستم‌های ساختمانی را به طور قابل ملاحظه‌ای کاهش دهد. در کنار این موارد، تشویق جامعه به پذیرش فرهنگ مصرف بهینه و استفاده از فناوری‌های نوین، می‌تواند نقش مهمی در مقابله با بحران انرژی داشته باشد. از سوی دیگر، دولت و نهادهای ذی‌ربط نیز با ارائه ی مشوق‌های مالی و قانونی، می‌توانند انگیزه‌های لازم جهت سرمایه‌گذاری در ساختمان‌های هوشمند و بهره‌وری از تکنولوژی‌های اتوماسیون و کنترل هوشمند را ایجاد کنند. فناوری‌های هوشمند با اتوماسیون و کنترل دقیق سیستم‌های مختلف موجود در ساختمان‌ها می‌توانند نقشی کلیدی در کاهش مصرف انرژی داشته باشند. روبه‌رویی با بحران انرژی در ایران نیازمند تغییر رویکرد از مصرف بی‌رویه به بهره‌وری بهینه از منابع موجود است. استفاده از فناوری‌های نوین در ایجاد زیرساخت‌های هوشمند، تغییر نگرش در مدیریت و بهره‌برداری از انرژی را فراهم کرده و زمینه‌های لازم برای مصرف بهینه انرژی و توسعه پایدار را ایجاد می‌کند. این تغییر نه تنها در کاهش مصرف انرژی بلکه در ایجاد بسترهایی برای مدیریت بهینه بحران‌های انرژی در آینده نیز بسیار مؤثر خواهد بود.

ایمنا: فناوری هوشمند و ساختمان‌ها چگونه مصرف انرژی را با اتوماسیون و کنترل هوشمند کاهش دهد؟

مهدی مددکن: سیستم هوشمند یک کنترل خیلی ساده‌ای است که اگر یک سری تغییرات در تجهیزاتی که در خانه‌ها وجود دارد انجام شود می‌تواند بسیار مؤثر در مصرف انرژی باشد. پرمصرف‌ترین و پرکاربرد ترین وسایلی که در خانه‌ها استفاده می‌شود، یخچال و ماشین لباس‌شویی هستند، بهتر بود که استفاده از این وسایل مدیریت در مصرف داشته باشد، سیستم‌های هوشمند و هوش مصنوعی در این حوزه وارد می‌شوند می‌توان با یک برنامه به‌راحتی ماشین لباسشویی را روشن کرد، وضعیت یخچال را مدیریت کرد و حتی ماشین ظرف‌شویی را مدیریت کرد، با وجود این سیستم‌ها خیلی آسان می‌توانیم یک مدیریتی داشته باشیم که در پیک مصرف وسایل پر مصرف را کنترل کنیم.

وقتی صحبت از یک سیستم هوشمند می‌شود یعنی بهینه‌سازی و کنترل، بهینه‌سازی اپراتوری سیستم‌های هوشمند و در صنعت هم نمایان می‌شود. در گذشته یک موتور برق را توسط گیربکس دور آن را کنترل می‌کردند و روی خود موتور بر حسب نیاز و بر حسب مصرف برق انرژی آن را کنترل می‌کردند، حال با روش دیگری این کار را انجام می‌دهند که می‌تواند صرفه‌جویی بسیاری داشته باشد، اگر شرکت‌های ساختمانی بزرگ به جای هزینه‌های کلانی که برای کاشی و سرامیک و تزئینات می‌کنند این بودجه را به سمت سیستم‌های مدیریت مصرف انرژی منازل ببرند و مصرف کننده بیشتر نتیجه صرفه جویی را ببیند برای صرفه جویی بیشتر ترغیب می‌شود در حال حاضر یخچال‌هایی تولید می‌شود که پورت شبکه دارد، علت این است که مصرف کننده از وضعیت طبقات یخچال خبر داشته باشد و تمام پارامترهای کنترل شود.

سید مهرداد هاشمیان: در انرژی مواردهای متفاوتی وجود دارد که همه مردم کامل به آن اشراف ندارند، اما به طور معمول انرژی به صورت الکتریکی را به خوبی می‌شناسند، به صورت مصارف منابع زیستی می‌شناسند همچون گازوئیل و نفت، اما انرژی در واقع چند نوع دارد که به دو نوع گسترده تقسیم می‌شود که یکی از آن انرژی تجدیدپذیر و دیگری انرژی‌های در تجدید ناپذیر است. انرژی‌های تجدیدپذیر که برای مثال انرژی خورشیدی که خیلی روی آن تاکید می‌کنیم خودش به دو منبع انرژی تقسیم می‌شود که یکی منبع نور و دیگری منبع گرمایی است. نور خورشید همچون سلول‌های فوتو الکتریک فعال می‌کند و گرمای آن مثل آبگرمکن‌های خورشیدی است. یکی از انرژی‌هایی که بسیار خوب وجود دارد، به خصوص در اصفهان به خوبی می‌توانیم استفاده کنیم که خیلی تصور راجع به آن نیست، یک مسئله‌ای که باید در نظر گ‏رفته شود هر موقع سد ایجاد شود در قبال تردد هوا بین آن سده جایی که خلأ وجود دارد می‌شود از انرژی بادی و تولید کوچک استفاده کرد.

انرژی آبی که در واقع یک نوع انرژی ثقلی است، یعنی ارتفاع آب از یک جایی به یک جای دیگر می‌تواند برای مردم انرژی تولید کند، یکی از انرژی‌هایی که استفاده می‌شد و دیگری استفاده نمی‌شود انرژی زمین گرمایی است در گذشته به خصوص در خانه‌های قدیمی یکی زیرزمین که دمای آن همیشه ثابت بود. در زمستان و تابستان دما ۲۵ درجه بود یعنی زمستان گرما احساس می‌شد تابستان هوای خنک احساس می‌شد. آمریکا از این روش استفاده می‌کند برای مصارف انرژی خانگی شأن انرژی زمستان و تابستان در واقع وجود دارد و انرژی‌های دیگه‌ای وجود دارد مثل انرژی از مواد عالی زباله‌های حیوانی که انرژی زیستی تخریب پذیر است.

انرژی‌های مغناطیسی و انرژی فنر و در واقع یکی از انرژی‌هایی که در کشوری مثل هندوستان استفاده می‌شود اما، انرژی‌های غیر تجدیدپذیر مثل انرژی خورشیدی که منابع را استفاده می‌کنیم، سوخت و نفت می‌سوزانیم، گاز و زغال سنگ می‌سوزانیم حتی انرژی هسته‌ای انرژی تجدید پذیر نیست. یک فرایند ایجاد انفجار یک هسته انرژی استفاده می‌شود، انرژی‌های دیگر انرژی شیمیایی و انرژی تجدید پذیر است. از فرایندی مثل باتری‌ها در انرژی شیمیایی، انرژی حرارتی که گرما از چند جهت می‌تواند داشته باشد و در واقع سوخت‌های فسیلی سوخته می‌شود و تبدیل به حرارت شود، انرژی‌های مکانیکی به دو انرژی در واقع جنبشی یا پتانسیلی تبدیل می‌شود و تعریف خود را دارد و انرژی دیگر انرژی صوت است که این صوت هیچ وقت از بین نمی‌رود و قابل استحصال است و باید یک فضایی ایجاد شود تا بتوانیم یک سری انرژی‌ها را به دست بیاوریم و باید هزینه و فواید آن را در نظر گرفت، هر مصرف انرژی هزینه و فواید خود را خواهد داشت.

میثم صادقی: با بررسی تراز انرژی سالانه کشور که بررسی می‌شود هر ساله یک عددی از نظر میزان انرژی نسبت به سال قبل کم است و مصرف رو به افزایش است، یک بررسی آماری که انجام داده شد و در آینده کشور و امنیت در حوزه انرژی‌های تجدید پذیر فعالیت بیشتری خواهد داشت. تلاش می‌شود که دانش فنی در زمینه تولید انرژی از سیستم‌های انرژی خورشیدی، انرژی بادی استفاده شود.

موضوع فرهنگ سازی، موضوع سیاست گذاری ها و اینکه چطور می‌شود در کشوری مثل ایران که سرشار از منابع غنی انرژی و منابع کمیاب انرژی است که در برخی از این منابع رده‌های اول دنیا را کسب کرده است. در این حال دچار نفرین منابع می‌شود زیرا در اقتصاد انرژی موضوعی وجود دارد که به‌عنوان نفرین منابع شناخته می‌شود، نفرین منابع یعنی کشورهایی که سرشار از منابع انرژی باشند اما به دلیل نداشتن مدیریت بهره برداری و فرهنگ سازی مناسب نتوانند از این انرژی‌ها به خوبی استفاده کنند و تولید داشته باشند. امروزه در شرایط فعلی به خوبی پیش نرفته‌ایم.

ناترازی های انرژی چه در زمینه آب چه در زمینه سوخت و حتی محیط زیست موارد این چنین را خواهیم دید که عملکرد خوبی نبوده است و از نعمت خدادادی نتوانستیم به خوبی استفاده کنیم اما، راهکار آن چیست و باید چه اقداماتی انجام شود؟ انرژی خورشیدی را باید رواج داد و انرژی‌های تجدید پذیر باید به سمت جلو حرکت کند. اگر سرمایه گذار های مختلف در کشور سرمایه گذاری کنند حتی مردم در مناطق مختلف شهری با نیروگاه سازی، نیروگاه کوچک ایجاد کنند که بتوانند به کمبود انرژی کمک کنند، پرسشی در این زمینه مطرح می‌شود که آیا زیرساخت مناسب برای بهره برداری فراهم شده است؟ اگر ساعت ۱۰ تا ۱۲ برق منطقه قطع شود تمام نیروگاه‌های تجدید پذیری که در آن منطقه قرار دارند انرژی شأن هدر می‌رود، چون زمانی که برق قطع می‌شود حتی اگر نیروگاه ۱۰۰ مگاواتی هم در منطقه خورشیدی راه اندازی شده باشد دیگر برق را نمی‌تواند به شبکه دهد و کنتور آن قطع می‌شود.

بحران انرژی چیزی نیست که مربوط به کشور ایران باشد، مربوط به کل دنیاست و یک موضوع فنی مهندسی فقط نیست بلکه تبدیل شده است به یک موضوع چند وجهی که از نظر اقتصاد، محیط زیست، امنیت ملی و توسعه پایدار را در بر می‌گیرد و زیرساخت یک کشور است. راهکارهایی که وجود دارد سطح کلان و مدیریتی کشور است که نیاز دارد به قانونمندی و قانونمند شدن حمایت‌ها و بهره بردن زیرساخت‌هایی که بتوانیم شرایط را فراهم کنیم که سرمایه‌گذارها رغبت داشته باشند در این حوزه ورود کنند. کشور یا کشورداری مثل مدیریت شرکت است یک شرکت وقتی به خوبی رشد می‌کند که بتواند ارتباط‌های خیلی خوبی با مشاوران خوبی داشته باشد باید این آنالیز اقدامات انجام شود تا کشور بتواند از پس بحران‌ها و چالش‌ها بر بیاید و به توسعه برسد.