Bim Learn

تعریف سیستم مدیریت انرژی یا EMS

تعریف سیستم مدیریت انرژی یا EMS : سیستمی از ابزارهای رایانه ای است که توسط اپراتورهای انتقال انرژی الکتریکی برای نظارت، کنترل و بهینه‌سازی عملکرد سیستم تولید یا سیستم انتقال استفاده می‌شود. همچنین می‌توان از آن در سیستم‌های مقیاس کوچک مانند ریزشبکه‌ها استفاده کرد.با طراحی بهینه‌ی بخش تأسیسات و هوشمندسازی آن بر پایه‌ی دستاوردهای علم اینترنت اشیا (IoT) و مدیریت و نظارت هوشمند بر مصرف انرژی می‌توان راهکارها و خدماتی کارآمد ارائه داد و ضمن بهره‌برداری بهینه از انرژی، بهره‌وری را در همه‌ی سطوح فرایندهای ساختمان بهبود بخشید. اخیراً، سیستم مدیریت انرژی بر پایه‌ی ابری (Cloud-based)، امکان کنترل HVAC و تجهیزات مصرف‌کننده انرژی دیگر را، از راه دور مهیا می‌کند. این سیستم با جمع‌آوری جزئیات و داده‌های زمان واقعی برای هر دستگاه، فرصت‌های صرفه‌جویی انرژی هوشمندانه و منحصربه‌فردی ارائه می‌دهد. تعریف سیستم مدیریت انرژی یا EMS تعریف سیستم مدیریت انرژی یا EMS تعریف سیستم مدیریت انرژی یا EMS

سیستم‌های مدیریت انرژی ساختمان ، در واقع سامانه‌های مدیریت سیستم‌های تأسیساتی مبتنی بر رایانه هستند که خدمات فنی ساختمان و مصرف انرژی دستگاه‌های برقی را که در ساختمان تعبیه شده‌اند، کنترل، نظارت، اندازه‌گیری و بهینه‌سازی می‌کنند. سیستم مدیریت انرژی ساختمان، تأسیسات ساختمانی اعم از روشنایی، گرمایش، تهویه‌ی مطبوع (HVAC) و تجهیزات اتاق‌ها را به یکدیگر مرتبط می‌سازد تا یک پلتفرم مجزا و مرکزی برای مدیریت مصرف انرژی ساختمان ایجاد کند. افزون بر این، این امکان را فراهم می‌کند تا کاربران از راه دور، بتوانند بر کلیه‌ی این فرایندها نظارت و کنترل داشته باشند.

سیستم‌های عامل

تا اوایل سال ۱۹۹۰ معمول بود که سیستم‌های EMS بر اساس سخت‌افزار اختصاصی و سیستم عامل‌ها تحویل داده شود. در آن زمان تأمین کنندگان EMS مانند(Harris Controls)  هم‌اکنون GE)، Hitachi , Cebyc , Control Data Corporation، زیمنس و توشیبا سخت‌افزار اختصاصی خود را تولید می‌کردند. تأمین کنندگان EMS  که سخت‌افزار خود را تولید نکردند، اغلب به محصولات تولید شده توسط تجهیزات دیجیتال، Gould Electronics  و MODCOMP متکی بودندVAX 11/780  از تجهیزات دیجیتال در بین برخی از تهیه‌کنندگان EMS گزینه محبوبی بود. سیستم‌های EMS اکنون به یک رویکرد مبتنی بر مدل تکیه می‌کنند. مدل‌های برنامه‌ریزی سنتی و مدل‌های EMS همیشه به‌طور مستقل کار می‌کنند و به ندرت در هماهنگی با یکدیگر قرار داشتند. استفاده از نرم‌افزار EMS به برنامه ریزان و اپراتورها این امکان را می‌دهد تا یک مدل رایج را استفاده کنند که ناسازگاری بین این دو را کاهش می‌دهد. داشتن رابط کاربری مشترک همچنین امکان انتقال آسان اطلاعات از برنامه‌ریزی به عملیات را فراهم می‌کند.

با تبدیل شدن سیستم‌های اختصاصی غیر اقتصادی، تأمین کنندگان EMS شروع به ارائه راه حل‌هایی بر اساس سیستم عامل‌های سخت‌افزاری استاندارد صنعتی مانند تجهیزات دیجیتال (بعدا ( Compaq ) سپس  HP) ، IBM و Sun ) کردند. سیستم عامل رایج بعدی DEC OpenVMS یا یونیکس بود. در سال ۲۰۰۴، تأمین کنندگان مختلف EMS از جمله  Alstom، ABB و OSI راه حل‌های مبتنی بر ویندوز را شروع کرده بودند. تا سال ۲۰۰۶، مشتریان یونیکس، لینوکس یا سیستم‌های مبتنی بر ویندوز را انتخاب کردند. برخی از تأمین کنندگان از جمله ETAP , NARI , PSI-CNI و زیمنس همچنان راه حل‌های مبتنی بر UNIX را ارائه می‌دهند. در حال حاضر معمول است که تأمین کنندگان یکپارچه راه حل‌های مبتنی بر UNIX را در پلت فرم Sun Solaris یا IBM انجام دهند.

چرا باید از سیستم مدیریت انرژی ساختمان استفاده کنیم؟

مدیریت انرژی در تعریف به معنای استفاده مقرون به صرفه و کارآمد از انرژی است. بسته به نوع مصرفی که یک ساختمان دارد دستگاه‌های پرمصرف متفاوتند .به عنوان مثال در ساختمان‌های اداری و تجاری دستگاه تهویه مطبوع و سیستم روشنایی مرکزی پرمصرف‌ترین هستند. البته کاربرد سیستم‌های HVAC مصرف انرژی را تا حد زیادی با کاهش روبرو ساخته است. در جهت کاهش هزینه‌های صنعت ساختمان و استفاده بهینه از تکنولوژی و بکارگیری فناوری ارتباطات و رایانه عملکرد سیستم‌های مدیریت و اتوماسیون ساختمان چشمگیرتر می‌شوند که در مجموع صرفه‌جویی انرژی را در بر خواهد داشت.

در واقع مزیت استفاده از سیستم‌های جدید کاهش مصرف قابلیت نصب ساده آنها بر روی شبکه‌های کامپیوتری (PC)و کنترل سیستم بدون نیاز به کابل‌کشی پرهزینه و استفاده از تجهیزات گران قیمت است. با در نظر گرفتن میزان مصرف انرژی و با توجه به روشنایی روز ودمای بیرون، سیستم قادر استیک روش مصرف ارزان قیمت را همراه با صرفه‌جویی در انرژی انتخاب کند. در نظر گرفتن دمای مطلوب ساختمان براساس نوع استفاده‌ای که از آن می‌شود مصرف انرژی را تا حد بسیار زیادی محدود می‌کند. این کار با در نظر گرفتن اطلاعات اولیه‌ای که کارفرما به سیستم می‌دهد و همچنین داده‌هایی که سیستم به عنوان پیش‌فرض دارد از جمله تغییرات روزانه و فصلی شرایط طرح و نحوه انتخاب تجهیزات صورت می‌گیرد. در نتیجه پروسه مصرف تصاعدی انرژی و ایجاد هزینه‌های بالا برای نگهداری ساختمان از بین می‌رود. به این ترتیب سیستم‌های مدیریت انرژی در ساختمان (EMS) تعریف می‌شوند

EMS‌ ها با تنظیم عملکرد ساعتی و یا دورهای تجهیزات از مصرف بی‌رویه آن جلوگیری می‌کنند. برای شناخت اهمیت اقتصادی سیستم‌های مدیریت انرژی اشاره به این موضوع کافی ست که استفاده از EMS در یک ساختمان تک عملکردی هزینه‌ای به مقدار ۱۰۰ دلار در پی دارد. در حالی‌که کنترل عادی همان ساختمان با روش‌های سنتی هزینه‌ای معادل ۱۰۰۰ دلار دربردارد.

سیستم مدیریت انرژی ساختمان چه مزایایی دارد؟

در بررسی‌های سیستم‌های تأسیساتی تهویه‌ی مطبوع ساختمان‌های چندمنظوره ثابت شده است که این سیستم‌ها بیش از ۴۰% از انرژی کلی ساختمان را مصرف می‌کنند. گفته می‌شود که تا سال ۲۰۲۰ میلادی، مصرف انرژی سیستم‌های تهویه‌ی ساختمان‌های چندمنظوره به دو برابر میزان فعلی آن خواهد رسید. با این حال، می‌توان با راه‌اندازی سیستم مدیریت انرژی ساختمان و با به‌کارگیری تنظیمات ساده، علاوه بر افزایش کارایی سیستم‌های گرمایش و سرمایش و تهویه‌ی مطبوع و مصرف بهینه‌تر انرژی، میزان تولید دی‌اکسیدکربن و هزینه‌های مصرفی را تا چندین برابر کاهش داد.

گفتنی است مزیت‌هایی مانند نظارت از راه دور، یکپارچه‌سازی سیستم، تجزیه‌وتحلیل جامع و قابلیت‌های گزارش‌دهی و عیب‌یابی از مهم‌ترین ویژگی‌های این سیستم 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 مرکز داده، 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.

سیستم مدیریت انرژی ساختمان چه کارکردی دارد؟

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. یک EMS قادر است مشکلات پیرامون مصرف انرژی را در ساختمان تشخیص دهد و تعیین کند که در چه مکانی می‌توان با صرفه‌جویی در مصرف انرژی، بازده انرژی کل ساختمان را ارتقا بخشید. 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.

سیستم مدیریت انرژی ساختمان چه حوزه‌هایی را دربرمی‌گیرد؟

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 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

بهره‌وری انرژی

در یک زمینه کمی متفاوت، EMS همچنین می‌تواند به سیستم طراحی شده برای دستیابی به راندمان انرژی از طریق بهینه‌سازی فرایند با گزارش در مورد استفاده از انرژی توسط قطعات جداگانه از تجهیزات، کمک کند. سیستم‌های مدیریت انرژی ابری جدید، امکان کنترل از راه دور HVAC و سایر تجهیزات مصرف‌کننده انرژی را فراهم می‌کنند. این سیستم امکان جمع‌آوری داده‌های دقیق و واقعی در هر زمان برای هر قطعه از تجهیزات و هدایت هوشمندانه را ایجاد کنید.

سیستم مدیریت انرژی خانگی

مدیریت انرژی خانگی (HEM) مصرف‌کنندگان داخلی را قادر می‌سازد در فعالیت‌های سمت مصرف شرکت کنند. اما، برخی از مشکلات ناشی از عدم قطعیت منابع انرژی تجدیدپذیر و رفتار مصرف‌کنندگان روبرو است.

کنترل خودکار در ساختمان‌ها

اصطلاح سیستم مدیریت انرژی همچنین می‌تواند به سیستم رایانه ای اطلاق شود که به‌طور خاص برای کنترل خودکار و نظارت بر آن تأسیسات الکترومکانیکی در ساختمان طراحی شده‌است که دارای مصرف انرژی قابل توجهی مانند تأسیسات گرمایشی، تهویه و روشنایی می‌باشد.

روش‌های کاهش اتلاف انرژی در صورت عدم وجود EMS

اشاره به این نکته ضروری است که EMS‌ها همیشه سودمند نیستند. علت اصلی استفاده از EMS صرفه‌جویی در انرژی و به دنبال آن صرفه‌جویی در هزینه‌ها است. گاهی هزینه مالی نصب  دریک ساختمان با عملکرد عادی بسیار بالاتر از میزان صرفه‌جویی مالی ناشی از حفظ انرژی EMS است. در نتیجه بهتر است قبل از نصب سیستمیک آنالیز کلی بین هزینه‌های مصرفی برای نصب و سایر فاکتورها از جمله نوع ساختمان عملکرد و نوع اشتغال آن اندازه و ابعاد ساختمان و تعداد سیستم‌های کنترلی درون آن انجام شود. در موارد عادی با در نظر گرفتن اصول زیر می‌توان به میزان قابل‌توجهی از اتلاف انرژی جلوگیری کرد:

عایق‌های حرارتی:

وجود عایق در دیوارها، سقف و کف اتاق‌ها مصرف انرژی را تا ۲۵ درصد کاهش می‌دهد. در مورد سقف‌های سفالی باید از عایق‌هایی که به صورت فویل دولایه هستند استفاده کرد. پیشنهاد می‌شود چنانچه زیر کف خالی باشد هوای داخل این فضا نیز تهویه شود.

جلوگیری از تهویه طبیعی:

جلوگیری از نفوذ هوا از طریق درها و پنجره‌ها و سایر درروها به کمک نوارهایی که به همین منظور در نظر گرفته شده است مقدور است. همچنین کاهش سطح پنجره و استفاده از شیشه‌های دوجداره از اتلاف گرما یا سرما جلوگیری می‌کند.

کنترل نور خورشید:

استفاده از سایبان‌های داخلی و خارجی و شیشه‌های رنگی و رفلکس تا حد زیادی اثر نور خورشید را کاهش می‌دهد.

انتخاب نوع موتور :

نوع موتوری که برای دستگاه‌های تهویه و … در نظر می‌گیریم باید به گونه‌ای باشد که علاوه‌بر قیمت مناسب ویژگی‌های مطلوب دیگری از جمله بی‌صدا و بدون لرزش بودن را نیز دارا باشد.

 

 

 

محمد پاک نظر

نوشته‌های مرتبط

دیدگاه‌ها

*
*