به تدریج با اعمال تغییرات، شبکه برق از سیستمی که یک سبد تولید را به دنبال تقاضای الکتریکی ارسال می‌کند، به یک شبکه هوشمند تبدیل می‌شود که مجموعه‌ای از تقاضای قابل کنترل را برای مطابقت با عرضه غیرقابل کنترل مدیریت می‌کند. برای کمک به این انتقال و البته بسته به اهداف طراحی، انواع ساختمان‌های سبز، ساختمان‌های با انرژی خالص صفر و ساختمان‌های هوشمند وجود دارد.

ساختمان های هوشمند به عنوان راه حلی برای کاهش اتلاف انرژی، مجهز به سخت‌افزار مناسب و فناوری اطلاعات و ارتباطات (ICT) می‌توانند پاسخ تقاضای فعال (DR) را به شبکه برق ارائه دهند.

سازه هایی مانند ساختمان‌های مسکونی، آموزشی، اداری، مراقبت‌های بهداشتی و صنعتی به عنوان مصرف‌کنندگان حیاتی در مصرف انرژی در حال ظهور هستند، از این رو  انتظار می‌رود مصرف انرژی ساختمان‌ها در ۲۰ سال آینده بیش از ۴۰ درصد رشد کند و کماکان برق بزرگترین منبع انرژی مصرف شده توسط این ساختمان‌ها خواهد بود، اما بخش بزرگی از انرژی مورد استفاده ساختمان‌ها در بخش زیرسیستم های آن، شامل سیستم های سرمایش و گرمایش، ایمنی، آب، روشنایی و زیرسیستم‌های ترکیبی مشابه است.

در این زمینه، هم اکنون تلاش‌ها معطوف به برآورده شدن الزامات برای بهینه‌سازی انرژی در ساختمان‌ها، با تضمین نیازهای عملیاتی و هزینه انرژی پایه، قابل تصور و سازگار با محیط‌زیست است.

بنابراین برای کاهش تأثیر تقاضای رو به رشد و  بهبود بهره‌ وری انرژی ساختمان‌ها، استراتژی‌هایی لازم است تا پاسخگوی نیاز روز افزون ساختمان‌های مسکونی با محوریت لوازم خانگی، آب و گرمایش باشد.

در بسیاری از کشورهای در حال توسعه و توسعه یافته، بهره وری انرژی به عنوان بهترین مکانیسم برای رفع و از بین بردن نیازهای انرژی در حال افزایش در نظر گرفته می‌شود، اما در هر صورت پیشرفت کارایی انرژی این زیر سیستم‌ها آزمایشی است، زیرا معمولاً باید با الزامات کاری پیچیده نیاز انرژی پویا و نیازهای آسایش ساکنین مطابقت داشته باشند.

در این باره شبیه‌سازی‌های روی مدل‌های ساختمانی واقع‌گرایانه سوئیسی نشان می‌دهد که تقریباً تمام منابع تولید تجدیدپذیر را می‌توان به صورت محلی مهار کرد تا از اوج بارهای پرهزینه در رابط با شبکه برق جلوگیری شود.

برای این منظور ایده های خلاقانه زیادی پیاده سازی شده تا علاوه بر رفاه و آسایش ساکنین، مصرف انرژی را نیز به شدت کاهش داده و بهره وری را بالا ببرد. از جمله این ایده‌ها استفاده از سنسورهای تنظیم انرژی مصرفی است که می‌توانند با تحلیل قیمت‌های برق در زمان استفاده و انرژی‌های تجدید پذیر، به کاهش مصرف و کاهش هزینه ها کمک کنند.

روش ذخیره سازی انرژی نیز یکی دیگر از ایده‌ای مطرح در این زمینه است. ذخیره‌سازی انرژی باتری (BES) و انرژی حرارتی یا الکتریکی که به عنوان یک ابزار برای ذخیره انرژی اضافی و کمک به عملکرد سیستم در زمان مورد نیاز  به ویژه در اوج بار و حتی نوسانات برق در بارهای حرارتی، مانند تهویه مطبوع یا آب بخاری است که بخش قابل توجهی از کل مصرف انرژی را تشکیل می دهد.

اما یکی از محبوب ترین ایده‌ها، استفاده از انرژی هیبریدی در ساختمان‌ها از طریق شارژ و دشارژ مناسب است که بر اساس جدول زمانی و توانایی ذخیره‌سازی اجزا برای اوج تقاضا استفاده می‌شود.

 از سوی دیگر با تکیه بر اینترنت اشیا، اصلاح، تنظیم فرکانس و متعادل کردن بار، نظارت و کنترل تولید انرژی از همه منابع نیز امکان پذیر شده است.

شکل دیگر هوشمندسازی ساختمان‌ها در استفاده از ریزشبکه (در مقیاس کوچک) است که در کارخانه‌های صنعتی، ساختمان‌های تجاری و منازل و ریزشبکه های مبتنی بر انرژی خورشیدی (PV) برای تبدیل شدن به یک منبع انرژی کلیدی، به ویژه برای تامین انرژی واحدهای مسکونی در حال رواج است.

بنابراین یک ساختمان هوشمند را می‌توان به عنوان یک سازه کم مصرف در نظر گرفت که علاوه بر این می‌تواند نقش کلیدی در نوسازی شبکه‌های انرژی الکتریکی است، یک جزء مهم در تضمین تامین برق پایدار نیز داشته باشد.

در پایان  با توجه به اینکه هر ماه هزینه‌های زیادی برای مصارف مختلف پرداخت می‌کنیم، ناچاریم به دنبال راهی برای کاهش این هزینه‌ها باشیم. هوشمند سازی ساختمان راهی مناسب برای جلوگیری از اتلاف انرژی و در نتیجه کاهش هزینه هاست زیرا این امکان را به ما می‌دهد که بتوانیم روی تمام اجزا خانه نظارت داشته و آن ها را کنترل کنیم.

یادداشت از: مهدی خان میرزایی

انتهای پیام