ساختمان‌های مسکونی، اداری، تجاری و صنعتی یکی از بزرگترین حوزه‌های مصرف انرژی در جهان محسوب می‌شوند و به همین دلیل بهینه‌سازی عملکرد این ساختمان‌ها می‌تواند نقش موثری در کاهش هزینه‌ها و تاثیرات مخرب فعالیت انسان‌ها روی محیط زیست داشته باشد. سیستم مدیریت انرژی EMS یکی از ابزارهایی است که به ما کمک می‌کند تا دید بهتری از مصرف انرژی در ساختمان داشته باشیم و بتوانیم عملکرد ساختمان را بهینه‌سازی کنیم. برای آشنایی با عملکرد سیستم EMS و اهمیت استفاده از این فناوری، در این مقاله با شرکت هوشمند سازی فریتز _نمایندگی ABB_ همراه شوید.
فهرست مطالب
سیستم مدیریت انرژی چیست؟
پیش از تعریف سیستم مدیریت انرژی، بهتر است تا در ابتدا با مفهوم مدیریت انرژی آشنا شویم. به فرایند نظارت و مدیریت مصرف انرژی ساختمان یا تاسیسات، مدیریت انرژی گفته می‌شود. مدیریت انرژی به ما کمک می‌کند تا نقاط مصرف انرژی در ساختمان را شناسایی کنیم و اقداماتی را در جهت صرفه‌جویی در مصرف انرژی انجام دهیم.
سیستم مدیریت انرژی، سیستمی است که برای نظارت، کنترل و بهینه‌سازی مصرف انرژی در ساختمان یا تاسیسات مورد استفاده قرار می‌گیرد. سیستم EMS از عناصر یکپارچه سخت افزاری و نرم افزاری تشکیل می‌شود که برای مدیریت موثر مصرف انرژی کاهش اتلاف انرژی و افزایش بهره‌وری کاربرد دارند.
EMS به مجموعه‌ای از سیستم‌های دیجیتالی شامل سنسور هوشم، پریز هوشمند، کلید هوشمند، سیستم کنترل، مسیر ارتباطی و غیره اشاره دارد که مصرف انرژی یک ساختمان یا تاسیسات را اندازه‌گیری و گزارش می‌کنند. بر همین اساس، سیستم EMS اساساً یک ابزار نظارتی است که برای ردیابی داده‌های مربوط به مصرف انرژی و ذخیره‌سازی اطلاعات جمع‌آوری شده، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
سیستم مدیریت انرژی و استاندارد ISO 50001 با یکدیگر مرتبط هستند. در حقیقت، ISO 50001 یک استاندارد بین المللی برای سیستم‌های مدیریت انرژی ساختمان محسوب می‌شود.
پرده برقی: قیمت و خرید انواع پرده هوشمند
هدف از سیستم مدیریت انرژی در ساختمان چیست؟
دسترسی به داده‌های مصرف انرژی در ساختمان و استفاده از این داده‌ها برای کاهش اتلاف انرژی و هزینه عملیاتی ساختمان هداف اصلی سیستم مدیریت انرژی ISO 50001 به شمار می‌آید. سیستم مدیریت انرژی در ساختمان با نظارت پیوسته بر الگوهای مصرف انرژی، شناسایی ناکارآمدی‌ها و پیاده‌سازی اقدامات اصلاحی زمینه صرفه‌جویی در مصرف انرژی و کاهش هزینه ساختمان را فراهم می‌کند.
سایر اهداف پیاده‌سازی سیستم EMS عبارتند از:
- ایجاد تعادل در مصرف انرژی ساختمان
- نظارت بر جریان انرژی در ساختمان
- دسترسی به داده‌های مصرف انرژی ساختمان
- جلوگیری از اتلاف انرژی
- مطلع شدن از الگوی مصرف انرژی و شناسایی تجهیزات پُرمصرف
- برآورده ساختن الزامات قوانین مربوط به حفاظت از محیط زیست
سیستم EMS چگونه کار می‌کند؟
سیستم مدیریت انرژی (EMS) با اتکا به شبکه‌ای از سنسورها، بینشی جامع از مصرف انرژی در ساختمان ارائه می‌دهد. این سنسورها در تمامی نقاط کلیدی از جمله سیستم‌های تهویه مطبوع تا کنتور اصلی برق نصب شده و به‌طور مداوم میزان مصرف را رصد می‌کنند.
در صورت مشاهده هرگونه ناهنجاری در الگوی مصرف یا نیاز به تعمیر در تجهیزات، EMS به‌طور خودکار به مدیر ساختمان هشدار می‌دهد. اما وظایف این سیستم هوشمند به همین جا ختم نمی‌شود. EMS با برقراری ارتباط با ایستگاه‌های هواشناسی، اطلاعاتی مانند دما، رطوبت و سرعت باد را نیز جمع‌آوری می‌کند. با تحلیل این داده‌ها، سیستم قادر به پیش‌بینی دقیق مصرف انرژی در روز آینده خواهد بود.
نرم‌افزار قدرتمند EMS به‌صورت بلادرنگ اطلاعات را دریافت و پردازش می‌کند. این نرم‌افزار با در نظر گرفتن عوامل خارجی موثر بر مصرف مانند زمان روز، تعداد افراد حاضر در ساختمان و شرایط آب و هوایی، تصویری دقیق از الگوی مصرف در هر بخش از ساختمان ارائه می‌دهد. با اتکا به گزارش‌های دقیق EMS، می‌توان به‌طور موثری مصرف انرژی را بهینه‌سازی کرد، هزینه‌ها را کاهش داد و به حفظ محیط زیست کمک کرد.
تفاوت سیستم مدیریت ساختمان (BMS) و سیستم مدیریت انرژی (EMS)
سیستم مدیریت ساختمان BMS و سیستم مدیریت انرژی، دو سیستم متمایز هستند که وظایف متفاوتی را در ساختمان بر عهده دارند. سیستم مدیریت ساختمان قابلیت کنترل خودکار تجهیزات ساختمان را فراهم می‌کند اما سیستم مدیریت انرژی امکان نظارت و مشاهده وضعیت مصرف انرژی در ساختمان را در اختیار ما قرار می‌دهد. داده‌های جمع‌آوری شده توسط EMS، میزان بهره‌وری و عملکرد سیستم مدیریت ساختمان را آشکار می‌سازند.
ترکیب سیستم BMS و EMS می‌تواند بهره‌وری در مصرف انرژی را افزایش دهد و در نتیجه کاهش هزینه مصرف انرژی در ساختمان را شاهد باشیم. تجزیه و تحلیل داده‌های مصرف انرژی ما را قادر می‌سازد تا فرصت‌های صرفه‌جویی در مصرف انرژی را شناسایی کنیم، زمان بازگشت هزینه کمتری را برای پیاده‌سازی سیستم مدیریت انرژی شاهد باشیم و بهره‌وری سیستم توزیع برق ساختمان را افزایش دهیم.
بیشتر بخوانید: آموزش هوشمند سازی ساختمان | دوره آموزش خانه هوشمند
عملکرد سیستم مدیریت ساختمان و سیستم مدیریت مصرف انرژی را می‌توانیم در جدول زیر مقایسه کنیم.
| سیستم EMS | سیستم BMS |
|---|---|
| سیستم مدیریت انرژی ساختمان یک پلتفرم نرم‌افزاری است که برای نظارت، کنترل و بهینه‌سازی مصرف انرژی در ساختمان پیاده‌سازی می‌شود. این سیستم، اوپراتور و مالک ساختمان را قادر می‌سازد تا از عملکرد بهینه سیستم BMS اطمینان حاصل کند. | سیستم مدیریت ساختمان یک سیستم کامپیوتری است که تجهیزات ساختمان شامل سیستم تهویه، روشنایی، سیستم امنیتی، شبکه برق و غیره را کنترل می‌کند. |
| سیستم EMS تصویر واضحی از مصرف انرژی ساختمان ارائه می‌کند و موقعیت‌های مناسب برای کاهش مصرف انرژی را شناسایی می‌کند. | کسب اطمینان از عملکرد سیستم‌های مکانیکی به طور انفرادی و در کنار سایر تجهیزات ساختمان اصلی‌ترین کارکرد سیستم مدیریت ساختمان محسوب می‌شود. |
| استفاده از تجهیزات سخت‌افزاری برای پیاده‌سازی EMS ضرورت ندارد. | پیاده‌سازی این سیستم مستلزم استفاده از تجهیزات سخت‌افزاری است. |
| از نظر هزینه کارایی بالایی را به همراه دارد. | پیاده‌سازی این سیستم می‌تواند هزینه زیادی به همراه داشته باشد. |
| سیستم EMS پلتفرمی را در اختیار ما قرار می‌دهد که بهینه‌سازی مصرف انرژی در ساختمان را آسان‌تر می‌سازد. | سیستم BMS برای دست‌یابی به بیشترین میزان بهینه‌سازی سیستم‌های ساختمان محدودیت دارد. |
سیستم مدیریت انرژی EMS چه کاربردی دارد؟
سیستم مدیریت انرژی داده‌ها را از سنسورها، کنتورها و سایر تجهیزات اندازه‌گیری دریافت می‌کند و در صورت وجود تغییرات غیر عادی در الگوی مصرف انرژی، مالک ساختمان را از این اتفاق مطلع می‌سازد. مهم‌ترین کاربردهای سیستم مدیریت بهینه انرژی عبارتند از:
- جمع‌آوری داده‌ها: سیستم مدیریت انرژی ساختمان به طور پیوسته داده‌های مربوط به مصرف انرژی سیستم تهویه مطبوع، روشنایی و سایر لوازم برقی ساختمان را جمع‌آوری می‌کند. سپس، این داده‌ها برای شناسایی الگوهای مصرف انرژی و تشخیص اجزای ناکارآمد ساختمان، تجزیه و تحلیل می‌شوند.
- بهینه‌سازی و بهره‌وری: سیستم مدیریت انرژی خانه هوشمند ما را قادر می‌سازد تا از گلوگاه‌ها و میزان مصرف انرژی تجهیزات مختلف مطلع شویم؛ بنابراین به کمک این سیستم می‌توانیم بهره‌وری ساختمان را افزایش دهیم و اتلاف انرژی را به حداقل برسانیم.
- حفاظت از محیط زیست: کاهش اتلاف انرژی که در نتیجه رعایت استاندارد مدیریت انرژی ISO 50001 حاصل می‌شود، آثار مخرب ساختمان‌ها روی محیط زیست را کاهش می‌دهد و موجب می‌شود تا ساکنین ساختمان هزینه کمتری را بابت قبوض انرژی پرداخت کنند.
- استفاده از منابع تجدید‌پذیر: برخی از پیشرفته‌ترین سیستم‌های مدیریت انرژی ساختمان، امکان استفاده از منابع تجدید‌پذیر مانند پنل‌های خورشیدی و توربین‌های بادی در کنار شبکه برق محلی را فراهم می‌کنند؛ بنابراین وابستگی ساختمان به شبکه برق و هزینه قبض برق کاهش می‌یابد و با استفاده از منابع تجدید‌پذیر آثار مخرب ساختمان روی محیط زیست نیز به حداقل می‌رسد.
بیشتر بخوانید: موتورخانه هوشمند؛ مزایا و معایب هوشمندسازی موتورخانه
مزایای سیستم مدیریت انرژی ساختمان
به کارگیری یک سیستم جامع برای مدیریت انرژی ساختمان مزیت‌های متعددی را برای مالک ساختمان و ساکنین آن به همراه دارد که گسترش استفاده از سیستم EMS را موجب شده است. مزیت‌های کلیدی این سیستم عبارتند از:
- کاهش هزینه‌ها: مصرف بهینه انرژی موجب می‌شود تا ساکنین ساختمان هزینه کمتری را برای مصرف انرژی و هزینه عملیاتی ساختمان پرداخت کنند. پیاده‌سازی سیستم EMS سرمایه‌گذاری سود‌آوری محسوب می‌شود که هزینه اولیه اجرای آن، به سرعت به جیب مالکین ساختمان باز می‌گردد.
- کاهش آثار مخرب ساختمان روی محیط زیست: سیستم EMS با مهار کردن اتلاف انرژی و بهینه‌سازی مصرف آن موجب می‌شود تا آثار منفی محیط زیستی ساختمان کاهش یابد. به علاوه، امکان استفاده از منابع انرژی تجدید‌پذیر مانند پنل‌های خورشیدی و توربین‌های بادی موجب می‌شود تا ساختمان وابستگی کمتری به شبکه برق داشته باشد.
- بهبود بهره‌وری ساختمان: سیستم EMS نظارت روی مصرف انرژی ساختمان را آسان‌تر می‌کند، می‌تواند نشانه‌های خرابی تجهیزات از روی تغییرات مصرف برق را آشکار کند و ما را قادر می‌سازد تا با انجام تعمیر و نگهداری پیشگیرانه از توقف تجهیزات ضروری مانند سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی یا سیستم روشنایی جلوگیری کنیم.
- اتخاذ تصمیمات آگاهانه: تجزیه و تحلیل داده‌ها توسط سیستم ای ام اس، مدیر ساختمان یا اوپراتور را قادر می‌سازد تا تصمیمات آگاهانه‌تری را در جهت بهینه‌سازی مصرف انرژی، اختصاص منابع، هوشمند سازی یا تعویض تجهیزات پُرمصرف ساختمان اتخاذ کند.
نمایندگی پارکینگ هوشمند؛ فروش سیستم هوشمند سازی پارکینگ
معایب سیستم EMS
با وجود مزایای متعددی که سیستم EMS در اختیار مالک یا مدیر ساختمان قرار می‌دهد، آشنایی با نقاط ضعف یا معایب این سیستم نیز در زمان تصمیم‌گیری برای اجرای این پروژه و تجهیز ساختمان به سیستم‌های مدیریت انرژی اهمیت دارد. مهم‌ترین معایب و محدودیت‌های سیستم مدیریت انرژی عبارتند از:
- وابستگی عملکرد سیستم به دقت اندازه‌گیری داده‌ها: عملکرد سیستم مدیریت انرژی خانگی، تجاری و صنعتی به دقت داده‌های جمع‌آوری شده از مصرف انرژی ساختمان بستگی دارد. داده‌های نادرست یا خطا در اندازه‌گیری داده‌ها می‌تواند به پیاده‌سازی استراتژی‌های نامناسب مدیریت انرژی منجر شود.
- هزینه پیاده‌سازی و پیچیدگی سیستم EMS: پیاده‌سازی و اجرای سیستم مدیریت انرژی ساختمان می‌تواند هزینه قابل توجهی را به مالک ساختمان تحمیل کند. به علاوه، پیچیدگی سیستم می‌تواند چالش‌هایی را در زمان نصب و راه‌اندازی به همراه داشته باشد.
- استفاده از تجهیزات قدیمی در ساختمان: امروزه، بسیاری از صنایع با چالش به حداقل رساندن اتلاف انرژی دست و پنجه نرم می‌کنند و ساختمان‌های مسکونی نیز از این قاعده مستثنی نیستند. سیستم‌های معیوب، تنظیمات نادرست و عدم اجرای برنامه منظم تعمیر و نگهداری تجهیزات ساختمان موجب می‌شود تا این تجهیزات قابلیت اطمینان و الگوی مصرف پایداری نداشته باشند و در هر لحظه نیز امکان خرابی توقف فعالیت این تجهیزات وجود داشته باشد. ناپایداری تجهیزات قدیمی می‌تواند عملکرد سیستم‌های مدیریت انرژی در ارائه گزارش دقیق از وضعیت مصرف انرژی و ارائه الگوی مصرف انرژی را تحت تاثیر قرار دهد.
بیشتر بخوانید: سیستم PMS چیست؟
پاسخ به پرسش‌های متداول
EMS چیست؟
ای ام اس مخفف Energy management system است. این سیستم برای مدیریت، نظارت و بهینه‌سازی مصرف انرژی در محیط‌های مختلف مانند ساختمان‌های تجاری، صنایع و ساختمان‌های مسکونی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این سیستم، پلتفرم متمرکزی را برای نظارت و کنترل روشنایی، گرمایش، تهویه مطبوع و غیره ایجاد می‌کند و ما را قادر می‌سازد تا از راه دور نیز بتوانیم روی مصرف انرژی ساختمان نظارت داشته باشیم.
چگونه EMS به بهبود بهره‌وری انرژی کمک می‌کند؟
سیستم مدیریت انرژی خانگی، تجاری، اداری و صنعتی با ارائه گزارش از میزان مصرف انرژی در ساختمان، کنترل خودکار تجهیزات، تجزیه و تحلیل داده‌ها و اطلاع رسانی از تغییر الگوی مصرف انرژی، شناسایی گلوگاه‌ها و تجهیزات پُرمصرف به مالک ساختمان یا اوپراتور کمک می‌کند تا مصرف انرژی را ردیابی کند. آن‌ها می‌توانند بر اساس داده‌های جمع‌آوری شده، اتلاف انرژی را به حداقل برسانند و بهره‌وری ساختمان را افزایش دهند.
EMS با استانداردهایی چون ISO 50001 چگونه مرتبط است؟
استاندارد مدیریت انرژی ایزو 50001 یک معیار جهانی است که چهارچوبی را برای پیاده‌سازی سیستم مدیریت انرژی ارائه می‌کند. استاندارد ایزو 50001 با سایر استانداردها سازگاری دارد؛ بنابراین امکان پیاده‌سازی آن در کنار استانداردهای ایمنی، کیفیت، سلامتی و غیره فراهم می‌گردد.
آیا پیاده‌سازی EMS نیاز به تغییرات در زیرساخت‌ها دارد؟
پیاده‌سازی EMS ممکن است نیاز به برخی تغییرات در زیرساخت‌ها داشته باشد، به ویژه اگر سازمان قصد داشته باشد داده‌های جدیدی را جمع‌آوری کند یا تجهیزات جدیدی را نصب کند. این تغییرات می‌تواند شامل نصب حسگرها و دستگاه‌های اندازه‌گیری جدید، ارتقاء سیستم‌های کنترلی و اتوماسیون، و به‌روزرسانی نرم‌افزارها باشد. با این حال، بسیاری از EMSها می‌توانند به صورت تدریجی و بدون نیاز به تغییرات عمده در زیرساخت‌ها پیاده‌سازی شوند.
چه چالش‌هایی در پیاده‌سازی EMS وجود دارد؟
چالش‌های پیاده‌سازی EMS شامل هزینه‌های اولیه بالا، نیاز به تغییر در فرآیندهای عملیاتی، پیچیدگی‌های یکپارچه‌سازی با سیستم‌های موجود، و نیاز به آموزش و پذیرش کارکنان است. همچنین، ممکن است مشکلاتی در جمع‌آوری داده‌های دقیق و تحلیل آن‌ها به وجود آید. برای غلبه بر این چالش‌ها، برنامه‌ریزی دقیق، انتخاب راهکار مناسب، و مدیریت تغییر مؤثر ضروری است.
آیا EMS برای سازمان‌های کوچک نیز مفید است؟
بله، EMS می‌تواند برای سازمان‌های کوچک نیز مفید باشد. با پیاده‌سازی EMS، سازمان‌های کوچک می‌توانند از مزایای کاهش هزینه‌های انرژی، بهبود بهره‌وری و پایداری بهره‌مند شوند. برای سازمان‌های کوچک، انتخاب یک سیستم EMS مقرون‌به‌صرفه و مقیاس‌پذیر که متناسب با نیازها و بودجه آن‌ها باشد، اهمیت دارد.
چه نوع سازمان‌هایی بیشتر از EMS بهره‌مند می‌شوند؟
سازمان‌های بزرگ و پیچیده با نیاز به مدیریت انرژی در مقیاس وسیع، مانند کارخانه‌ها، ساختمان‌های تجاری، بیمارستان‌ها و دانشگاه‌ها، بیشتر از EMS استفاده می‌کنند. این سیستم‌ها برای سازمان‌هایی که مصرف انرژی زیادی دارند و نیاز به بهینه‌سازی و کنترل دقیق مصرف انرژی دارند، بسیار مفید هستند.
آیا می‌توان EMS را به‌طور تدریجی پیاده‌سازی کرد؟
بله، EMS را می‌توان به‌طور تدریجی پیاده‌سازی کرد. این رویکرد می‌تواند شامل پیاده‌سازی ویژگی‌های اولیه و سپس افزودن امکانات و قابلیت‌های اضافی به مرور زمان باشد. این روش به سازمان‌ها امکان می‌دهد تا هزینه‌ها را به تدریج پرداخت کنند و فرآیند انتقال به سیستم جدید را به آرامی انجام دهند.
خرید منبع تغذیه هوشمند (منبع تغذیه خانه هوشمند)
جمع‌بندی
همزمان با پیشرفت فناوری، استانداردهای مربوط به مدیریت و مصرف انرژی در ساختمان‌ها نیز دستخوش تغییر شده و در نتیجه، استانداردهای قدیمی کاربردی در دنیای امروزی ندارند. سیستم مدیریت انرژی EMS یکی از ابزارهایی است که به ما کمک می‌کند تا روی مصرف انرژی ساختمان‌های مسکونی، اداری و تجاری نظارت داشته باشیم و بتوانیم با شناسایی گلوگاه‌ها و تجهیزات پُرمصرف، انرژی مصرفی و اتلاف انرژی ساختمان را به حداقل برسانیم. سیستم EMS انرژی مصرفی ساختمان را طوری کاهش می‌دهد تا موجب ناراحتی یا کاهش کیفیت زندگی ساکنین ساختمان نشود.
با وجود نقاط ضعف و چالش‌های محدودی که در مسیر استفاده از سیستم‌های مدیریت انرژی وجود دارد، مزیت‌های متعدد شامل کاهش هزینه ساختمان، حفاظت از محیط زیست، افزایش بهره‌وری و کاهش اتلاف انرژی، دسترسی به داده‌های مصرف انرژی ساختمان در هر لحظه، شناسایی الگوی مصرف انرژی ساختمان، گلوگاه‌ها و تجهیزات پُرمصرف استفاده از این فناوری را توجیه‌پذیر می‌سازد.
