دوره آموزشی مدیریت و بهینه سازی انرژی الکتریکی در صنعت و ساختمان

محدودیت منابع انرژی و افزایش روز افزون مصرف آن از یکسو و مصرف بی‌رویه انرژی توسط جوامع مختلف از سوی دیگر، علاوه بر آلودگی محیط زیست و هدر دادن سرمایه‌های ملی، زندگی آینده انسان‌ها را با مخاطره مواجه ساخته است. تجربه نشان می‌دهد که رشد اقتصادی و توسعه صنعتی کشورها بعنوان پیش شرط‌های اقتدار سیاسی، استقلال ملی و شکوفایی فرهنگی به عوامل مختلف از جمله انرژی و استفاده بهینه از منابع انرژی نیازمند است.

در الگوي مصرف انرژي دركشور بخش مسكوني و تجاري عمده‌ترين مصرف‌كنندة انرژي كشور در مقايسه با بخشهاي ديگري چون صنعت، حمل و نقل و كشاورزي مي‌باشد. با توجه به مصارف گوناگون در بخش تجاري، مسكوني، بيشترين سهم مصرف انرژي در اين بخش صرف سرمايش، گرمايش و سيستمهاي تهويه مي‌گردد.

سیستم مدیریت انرژی با اندازه‌گیری، محاسبه و نظارت بر فعالیت‌ سامانه‌های مرتبط با انرژی ساختمان، داده‌های انرژی را تلفیق کرده و در ابتدا برای طراحان و مهندسان تأسیسات و در نهایت، مدیران ساختمان یا سازمان این فرصت را فراهم می‌سازد تا مصرف انرژی ساختمان یا سازمان خود را مورد بررسی قرار دهند. اغلب سیستم‌های مدیریت انرژی، تجهیزاتی برای خواندن مقدار برق، گاز و آب مصرفی مهیا می‌کنند که با دربرداشتن یک سیستم خودتشخیصی، قادر به بهینه‌سازی انرژی بر اساس قوانین اصولی هستند. همچنین با آنالیز روند این تغییرات، مصرف سالانه را پیش‌بینی می‌کنند.

امروزه علاوه بر تامین انرژی مورد نیاز صنعت ساختمان سازی، می توان از این تکنولوژی برای تولید خودرو در سیستم حمل و نقل شهری، تولید لوازم خانگی و دیگر لوازم مورد نیاز جامعه استفاده کرد. مثلا در صنعت خودروسازی با تولید خودروهای هیبریدی می توان حجم زیادی از آلودگی های هوا در کلانشهرها را به حداقل رساند.

دو روش اصلی کاهش مصرف  انرژی الکتریکی در صنایع:

1.کاهش مصرف برق صنایع با جابجایی زمان:با برنامه‌ریزی مناسب می‌توان، بخشی از مصارف انرژی الکتریکی را از ساعات اوج مصرف به دیگر ساعات و ترجیحاً به ساعات کم باری انتقال داد و از تعرفه‌های مخفف در این بازه‌های زمانی استفاده کرد. غالباً مدیریت مصرف انرژی از طریق جابجایی بار بسیار کم‌هزینه بوده اما نیاز به برنامه‌ریزی و ایجاد انضباط کاری دارد.

2.کاهش مصرف برق صنایع با بهبود بازده تجهیزات:روش افزایش بازده تجهیزات و فرآیندها جلوگیری از به هدر رفتن انرژی را می‌توان به ۴ بخش تقسیم کرد: روشنایی – فرآیند تولید – گرمایش و سرمایش – بارهای متفرقه

ازجمله لوازم کاهش مصرف برق صنایع، موتور‌های الکتریکی، کوره‌های الکتریکی هستند. برای استفاده منطقی‌تر از انرژی در صنایع می توان:

•     از مصارف غیرضروری پرهیزکرد.
•     تقاضای انرژی مفید ویژه کاهش داد.
•     با روش‌هایی بازده ي را بهبود داد.
•     بازیافت انرژی که همواره به معنای بازیافت گرماست را مدیریت کرد.

       از منابع انرژی تجدید پذیر استفاده کرد.

امروزه علاوه بر تامین انرژی مورد نیاز صنعت ساختمان سازی، می توان از این تکنولوژی برای تولید خودرو در سیستم حمل و نقل شهری، تولید لوازم خانگی و دیگر لوازم مورد نیاز جامعه استفاده کرد. مثلا در صنعت خودروسازی با تولید خودروهای هیبریدی می توان حجم زیادی از آلودگی های هوا در کلانشهرها را به حداقل رساند.

سیستم مدیریت انرژی با اندازه‌گیری، محاسبه و نظارت بر فعالیت‌ سامانه‌های مرتبط با انرژی ساختمان، داده‌های انرژی را تلفیق کرده و در ابتدا برای طراحان و مهندسان تأسیسات و در نهایت، مدیران ساختمان یا سازمان این فرصت را فراهم می‌سازد تا مصرف انرژی ساختمان یا سازمان خود را مورد بررسی قرار دهند. اغلب سیستم‌های مدیریت انرژی، تجهیزاتی برای خواندن مقدار برق، گاز و آب مصرفی مهیا می‌کنند که با دربرداشتن یک سیستم خودتشخیصی، قادر به بهینه‌سازی انرژی بر اساس قوانین اصولی هستند. همچنین با آنالیز روند این تغییرات، مصرف سالانه را پیش‌بینی می‌کنند.

گفتنی است مزیت‌های سیستم مدیریت انرژی در ساختمان مانند نظارت از راه دور، یکپارچه‌سازی سیستم، تجزیه‌وتحلیل جامع و قابلیت‌های گزارش‌دهی و عیب‌یابی از مهم‌ترین ویژگی‌های در این نوع سیستم‌ها به‌شمار می‌رود. تنها با یک کلیک در رایانه، تبلت یا گوشی تلفن هوشمند می‌توان به طور شبانه‌روزی بر محاسبات مربوط به توزیع، اثربخشی، نسبت بازده انرژی و ضریب عملکرد سیستم‌های انرژی ساختمان نظارت داشت. در واقع، اپلیکیشن‌ها یا نرم‌افزارهای کاربردی به عنوان مرکز تجزیه‌وتحلیل و مدیریت سیستم، نقش مهمی در راهکار مدیریت انرژی ایفا می‌کنند. ثبت حجم زیادی از اطلاعات در مرکزداده، به‌تنهایی هیچ سودی برای کاربر سیستم نخواهد داشت. این اطلاعات تنها در صورتی قابل‌استفاده و سودمند خواهند بود که تجزیه و تحلیل شده و اطلاعات معناداری را به‌منظور مدیریت ساختمان تولید نمایند.

در مدیریت  افزون بر سیستم‌های سرمایش، گرمایش و تهویه‌ی مطبوع، کنترل پرده‌ها، سیستم‌های نمایش صوت و تصویر و فراخوانی سناریوها در موقعیت‌های گوناگون نیز از دیگر امکانات سیستم‌های هوشمند مدیریت انرژی در ساختمان‌های چندمنظوره به‌شمار می‌رود. برای نمونه، در اتاق‌های همایش و مدیریت، بهره‌گیری از شمار مناسبی خطوط دیمر باعث ایجاد سطح خوبی از آرامش و زیبایی محیط می‌شود. خوشبختانه، بهره‌گیری از تجهیزات الکتریکی هوشمند، افزون بر مزایای مربوط به مصرف انرژی، در زمینه‌ی زیبایی و راحتی نیز پاسخ‌گوی بسیاری از نیازمندی‌های ساختمان‌های بزرگ و چندمنظوره است.

مهم‌ترین مزایای سیستم مدیریت انرژی در ساختمان:

بهینه‌سازی مصرف انرژی در کلیه‌ی تأسیسات و سیستم‌های الکتریکی

شناسایی سریع مشکلات مرتبط با توزیع انرژی

شناسایی زودهنگام مسائل مرتبط با تعمیر و نگهداری سیستم

کاهش هزینه‌ی تعمیر و نگهداری به‌وسیله‌ی اخطارهای زمان‌بندی‌شده

بهره‌گیری از داده‌های ذخیره‌شده برای تصمیم‌گیری‌های مناسب در خصوص فعالیت‌های انرژی

ارتقای سطح رفاهی بخش‌های گوناگون ساختمان بر اساس طراحی و اجرای سناریوهای کنترلی

انواع روش های مدیریت انرژی ساختمان

برای مدیریت انرژی ساختمان و تدوین دستورالعمل و راه کار برای بهینه سازی مصرف انرژی در یک ساختمان می توان از روش های زیر استفاده کرد:

روش هایی هستند که هزینه ای نداشته باشند مثلا:استفاده درست از وسایل و دستگاه ها و مراقبت و نگهداری از آن ها

روش هایی هستند که هزینه دارند اما این هزینه ها چندان زیاد نیست (روش های کم هزینه) مانند:
تعمیر و نگهداری وسایل، عایق کاری و…

روش های پرهزینه هستند. این روش ها شامل تغییرات بنیادی در جهت بهبود مصرف انرژی در دستگاه ها، تاسیسات و ساختمان ها می شود. به عنوان مثال:تعویض دستگاه های قدیمی با دستگاه نو، در کارخانه ای که کهنه و قدیمی شده است و
یا تعویض سیستم گرمایش و سرمایش ساختمان های قدیمی مصداق این نوع از روش هستند.

روش شناسي منابع اتلاف انرژي در ساختمان شامل: تهيه وضعيت کمي  مصرف انرژي ، بررسي اجمالي ساختمان ( تعيين وسايل لازم اندازه گيري، تعيين بخشهاي مختلف ساختمان از لحاظ مصرف ، تعيين منابع اتلاف که به روشنی مشهود است، بررسي وضعیت کنترل کننده های انرژی، بررسي کليه تجهيزات برقي، بررسي نحوه گردش هوا در ساختمان، تعيين ترکيب تيم متخصص و دست يابي به اطلاعات کلي ساختمان)

• پوششها و سطوح خارجی ساختمان
•  سيستم هاي روشنايي
• پتانسیل استفاده از انرژی خورشیدی در ساختمان
• تعیین منابع اتلاف و پتانسیل جلوگیری

    سیستم مدیریت انرژی ساختمان توانایی کنترل تجهیزات الکتریکی و مکانیکی ساختمان یعنی HVAC (گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع) را دارد. برای این منظور، افزایش آگاهی در مورد اهمیت دسترسی مردم به داده های پیرامون مصرف انرژی ضروری شده است. بنابراین مطالعه سیستم مدیریت هوشمند انرژی برای پاسخگویی به تقاضای روزافزون انرژی الکتریکی به دلیل افزایش جمعیت، شهرنشینی، صنعتی شدن و غیره ضروری است.

در روش شناسایی منابع اتلاف انرژی در ساختمانها، جهت شناخت منابع اتلاف انرژی در ساختمان های مسکونی و تجاری لازم است، بررسی انرژی کلی (مميزی انرژی) در آنها صورت گيرد و نتایج حاصل از آن را با یک الگوی نسبتا ایده آل از یک نمونه کلی ساختمان مقایسه نمود. تا منابع اتلاف انرژی مشخص گردد و در جهت رفع آن اقدامات لازم بعمل آید.

بررسی انرژی اگر بصورت درست انجام شود و طبق یک دستورالعمل معين و حساب شده ای صورت پذیرد، می تواند بعنوان یک خط راهنما برای آنهایی که مسئوليت کنترل مصرف انرژی را دارند باشد و آنان را در جهت مسئوليت شان دقيقا راهنمایی کند. برای تامين یک الگوی مناسب و نسبتا ایده آل برای ساختمان ها از نظر مصرف انرژی، باید از تمام زوایا به ساختمان توجه نماید و یا بررسی و مطالعات دقيق نکات مهم از دید اتلاف انرژی در ساختمان ها را مشخص نمود. تا بتوان الگوی مورد نظر را بر مبنای این پارامترها استوار نمود.

مطالعات صورت گرفته نشان گر آن است که در کنار استفاده از روش های مختلف مدیریت مصرف در بخش خانگی, می توان از سیستم های موسوم به هاب انرژی نیز برای بهبود در عملکرد و مدیریت در مصرف برق و انرژی منازل استفاده کرد. در هر سیستم انرژی الکتریکی, هدف مشتریان به حداقل رساندن هزینه انرژی شان است. می توان در هر خانه از هاب انرژی مسکونی پیشنهادی شامل وسایل مصرفی مختلف, سیستم های ذخیره سازی انرژی (باتری, خودرو برقی), سیستم های تولید انرژی (فتوولتاییک خورشیدی, بادی و یا انرژی تولیدی از یک نیروگاه گازی خورشیدی ترکیبی) و لینک های ارتباطی دو طرفه بین این اجزا استفاده کرد.

مديريت انرژي در ساختمان، به عنوان يك فرآيند سيستماتيك، از تعريف و مرز و محدوده روشني برخوردار است. سازمانها و مراکز مي توانند در کنار فعاليتهاي جاري خود فعاليت مديريت انرژي را نيز به شرح زير به انجام رسانند:

• روش شناسي منابع اتلاف انرژي در ساختمان شامل: تهيه وضعيت کمي مصرف انرژي ، بررسي اجمالي ساختمان (تعيين وسايل لازم اندازه گيري، تعيين بخشهاي مختلف ساختمان از لحاظ مصرف، تعيين منابع اتلاف که به روشني مشهود است، بررسي وضعيت کنترل کننده هاي انرژي، بررسي کليه تجهيزات برقي، بررسي نحوه گردش هوا در ساختمان، تعيين ترکيب تيم متخصص و دست يابي به اطلاعات آلي ساختمان
• پوششها و سطوح خارجي ساختمان
• سيستم هاي روشنايي