در دنیای امروزی که مدیریت انرژی اهمیت بیشتری نسبت به گذشته دارد، سیستم برق هوشمند به عنوان یک راه‌کار موثر در دسترس ما قرار گرفته است. این فناوری علاوه بر کمک به مدیریت مصرف انرژی و افزایش آسایش و رفاه ساکنین در محیط خانه، با محیط زیست نیز سازگاری بیشتری دارد. اگر می‌خواهید بدانید که سیستم برق هوشمند چیست و چه اهمیتی دارد، در این مقاله با شرکت هوشمند سازی فریتز همراه شوید.
فهرست مطالب
صرفه‌جویی در مصرف انرژی یکی از بزرگترین مزیت‌های هوشمند سازی خانه محسوب می‌شود. خانه‌های هوشمند می‌توانند مصرف انرژی را بر اساس عادت‌ها و ترجیحات صاحب خانه تنظیم کنند که علاوه بر قابلیت انعطاف بالا در مصرف انرژی صرفه جویی می‌کنند. سیستم برق هوشمند ساختمان را می‌توانیم با منابع انرژی تجدیدپذیر نیز ترکیب کنیم که کاهش وابستگی به شبکه برق را به همراه دارد.
شبکه برق خانه هوشمند در مقایسه با سیم‌کشی یک خانه معمولی تفاوت‌های زیادی دارد و پیش از هوشمند سازی منازل مسکونی بهتر است تا با تعریف سیستم برق هوشمند ساختمان و ساختار شبکه برق خانه هوشمند آشنا شویم.
در این مقاله با مفهوم سیستم برق هوشمند، کاربردها، چگونگی عملکرد، مزایا و معایب این فناوری آشنا می‌شوید. به علاوه در این مقاله به تفاوت سیم کشی برق خانه هوشمند با خانه معمولی و آخرین دستاوردها در این حوزه از هوشمند سازی ساختمان نیز می‌پردازیم.
سیستم برق هوشمند چیست؟
سیستم برق هوشمند به استفاده از فناوری‌های پیشرفته برای افزایش بهره‌وری در مصرف انرژی و مدیریت خانه هوشمند اشاره دارد که استفاده از تجهیزات مختلف مانند سنسورها، کنتورهای هوشمند، پریز و کلید هوشمند و غیره را شامل می‌گردد.
همچنین بخوانید: سیستم BMS در ساختمان
هوشمند سازی برق ساختمان به ما کمک می‌کند تا علاوه بر امکان کنترل وسایل مختلف مثل لوازم برقی خانه، برق مصرفی این تجهیزات را نیز مدیریت کنیم.
نحوه عملکرد سیستم برق هوشمند ساختمان
همانطور که در بخش قبلی مقاله عنوان شده، سیستم هوشمند برق ساختمان امکان مدیریت و کاهش مصرف برق را فراهم می‌کند. در یک خانه هوشمند می‌توانید تنها با استفاده از یک کلید یا گوشی تلفن همراه تمامی چراغ‌ها را خاموش کنید و برق لوازم متصل به پریزهای هوشمند را قطع کنید.
این سیستم امکان پیروی از دستورات مشخص را نیز دارد مثلا زمانی که فردی به یک اتاق وارد می‌شود، سنسورهای تشخیص حرکت ورود او را تشخیص می‌دهند و چراغ‌های اتاق روشن می‌شوند. به طور برعکس می‌توانیم تعریف کنیم که وقتی هیچ فردی در یک اتاق حضور نداشت، برای کاهش مصرف برق تمامی چراغ‌ها خاموش شوند.
کاربردها و قابلیت های سیستم برق هوشمند
با استفاده از این فناوری می‌توانیم لوازم الکترونیکی خانه را به سادگی کنترل کنیم. اگر در زمان خروجی از منزل فراموش کردید تا یک چراغ یا وسیله برقی را خاموش کنید، می‌توانید از راه دور نیز این کار را انجام دهید. علاوه بر این در زمان مسافرت می‌توانیم چراغ‌های خانه را خاموش و روشن کنیم تا سارقین متوجه غیبت ما نشوند.
همچنین می‌توانیم برای صرفه جویی در مصرف انرژی و افزایش طول عمر لوازم الکترونیکی، برق این وسایل را با استفاده از پریز هوشمند به طور کامل قطع کنیم. اگر به هدر رفت انرژی اهمیت می‌دهید، امکان تعیین قوانین مشخص مثل خاموش شدن سیستم سرمایش و گرمایش درصورت باز بودن درب و پنجره نیز وجود دارد.
مزایا و معایب هوشمند سازی برق ساختمان
اگرچه هوشمندسازی برق ساختمان مزایای متعددی را برای مالک خانه به همراه دارد اما این کار معایبی نیز دارد. در ادامه مقاله با مزایا و معایب سیستم برق هوشمند آشنا خواهید شد.
مزایای سیستم برق هوشمند خانگی
- صرفه جویی در مصرف انرژی: این فناوری امکان نظارت و کنترل انرژی مصرف شده در خانه را برای مالک آن فراهم می‌کند که کاهش قبض برق و افزایش سازگاری با محیط زیست را به دنبال دارد.
- افزایش رفاه و آسایش: به کمک سیستم برق هوشمند ساختمان می‌توانیم دما، روشنایی و سایر لوازم منزل را از راه دور یا تنها با یک اشاره کنترل کنیم.
- افزایش ایمنی: سیستم هوشمند برق ساختمان می‌تواند با شناسایی و قطع برق دستگاه‌های الکتریکی معیوب از آتش‌سوزی یا خطر برق گرفتگی جلوگیری کند.
تاچ پنل هوشمند: خرید مانیتور لمسی خانه هوشمند (تاچ پنل لمسی)
معایب سیستم برق هوشمند ساختمان
- هزینه نصب و راه‌اندازی بالا: هوشمند سازی برق ساختمان مستلزم نصب و راه‌اندازی تجهیزات هوشمند مختلفی است که هزینه اولیه بیشتری نسبت به اجرای سیستم برق یک خانه معمولی دارد.
- وابستگی بیشتر به فناوری: عملکرد سیستم برق هوشمند خانگی به عملکرد صحیح تجهیزات هوشمند مختلف و سیم‌کشی‌های متعددی وابسته است که بروز اختلال یا خرابی می‌تواند عملکرد کل سیستم را تحت تاثیر قرار دهد.
- خطر نقض حریم شخصی و امنیت: سیستم برق هوشمند در برابر خطرهای سایبری و نفوذ هکرها آسیب‌پذیر است.
تفاوت سیم کشی سیستم برق هوشمند و برق معمولی
سیم‌کشی سیستم برق هوشمند ساختمان با سیم کشی یک خانه معمولی تفاوت‌های زیادی دارد. بخشی از این تفاوت‌ها عبارتند از:
- سیم کشی پنجره‌ها: خانه هوشمند می‌تواند میزان روشنایی ورودی به خانه را از طریق تنظیم پرده هوشمند به طور خودکار یا بر اساس خواسته ما تنظیم کند. در حالی که پنجره یک خانه معمولی به سیم‌کشی خاصی نیاز ندارد، پنجره‌های خانه هوشمند به سیستم برق هوشمند ساختمان متصل می‌شوند.
- سیم کشی تلویزیون: در سیم‌کشی یک خانه معمولی غالباً یک پریز برق و یک پریز آنتن برای محل قرارگیری تلویزیون اختصاص داده می‌شود اما در خانه هوشمند علاوه بر پریز برق و آنتن یک یا چند کابل شبکه نیز برای اتصال تلویزیون به اینترنت و شبکه خانگی در محل نصب تلوزیون تعبیه می‌شود.
- سیم کشی سیستم صوتی: این تکنولوژی معمولاً یک یا چند اسپیکر را تغذیه می‌کند که در قسمت‌های مختلف خانه قرار می‌گیرند و توسط سیستم کنترل مرکزی یا توسط گوشی موسیقی دلخواه ما را پخش می‌کنند.
- سیستم برق هوشمند ساختمان برای دوربین‌های نظارتی و سیستم امنیتی: خانه‌های هوشمند معمولاً به تجهیزات نظارتی و امنیتی مختلفی از جمله دوربین‌های نظارتی مجهز هستند. هوشمند سازی برق ساختمان تعبیه کابل شبکه و برق برای اتصال دوربین‌های نظارتی را نیز شامل می‌گردد. اگر خانه هوشمند مساحت زیادی داشته باشد و یا محوطه باز بزرگی برای نصب دوربین‌های امنیتی وجود داشته باشد می‌توانیم از دوربین‌های نظارتی بی‌سیم نیز استفاده کنیم.
- سیم‌کشی برق خورشیدی: خانه‌های هوشمند می‌توانند بخشی از انرژی مصرفی را از طریق پنل‌های خورشیدی تامین کنند. مازاد انرژی الکتریکی تولید شده را نیز می‌توانیم به شرکت برق بفروشیم.
اتصال پنل‌های خورشیدی به شبکه برق ساختمان هوشمند با استفاده از مبدل فراهم می‌گردد. در صورتی که بخواهیم برق پنل‌های خورشیدی را ذخیره کنیم، باید از باتری، سیستم کنترل شارژ و مبدل مستقل از شبکه برق استفاده کنیم.
پارکینگ هوشمند؛ تجهیزات و اجرای هوشمند سازی پارکینگ
هزینه اجرای سیستم برق هوشمند ساختمان
هزینه سیستم هوشمند برق ساختمان به فاکتورهای متعددی شامل نوع، تعداد و برند تجهیزات مورد استفاده، هزینه نصب و راه‌اندازی و فراهم بودن زیرساخت‌های لازم برای نصب تجهیزات سیستم برق هوشمند و خواسته‌‌های مالک خانه بستگی دارد.
برخی از تجهیزات مورد استفاده در برق خانه هوشمند مثل کلید پریز هوشمند قیمت کمتری نسبت به راه‌اندازی سیستم کامل برق خورشیدی یا نصب دیگر تجهیزات گران قیمت دارند؛ بنابراین با نصب چند پریز و کلید هوشمند نیز می‌توانیم بخشی از مزایای سیستم برق هوشمند را به دست آوریم.
اگرچه راه‌اندازی سیستم برق هوشمند ساختمان در ابتدا هزینه بیشتری نسبت به یک خانه معمولی دارد اما با مدیریت و کاهش برق مصرف شده، بخشی از این هزینه‌ها به تدریج و در طول زمان جبران خواهند شد.
هتل هوشمند؛ تجهیزات و هزینه اجرای سیستم هوشمند سازی هتل ها
آینده سیستم برق هوشمند
با گذشت زمان و به ویژه پس از وقوع پدیده‌هایی مانند بحران انرژی، اهمیت صرفه جویی در مصرف برق و حرکت به سوی هوشمند سازی خانه بیش از گذشته برای ما آشکار شده است. در همین راستا فناوری‌های پیشرفته‌ای برای ترکیب در سیستم برق هوشمند ساختمان نیز ارائه شده است.
در فرودگاه بین المللی Dallas Fort Worth، سنسورهایی تعبیه شده که نور خورشید را اندازه‌گیری می‌کنند. سیستم هوشمند این فرودگاه در روزهای آفتابی با خاموش کردن چراغ و استفاده از نور خورشید در مصرف برق صرفه جویی می‌کند.
ساختمان دانشکده مهندسی دانشگاه پنسیلوانیا به سیستم هوشمندی مجهز شده که با اندازه‌گیری دی اکسید کربن بازدم افراد حاضر در ساختمان، سیستم تهویه را به طور بهینه کنترل می‌کند.
آسانسورهای Seven World Trade Center که در نیویورک واقع شده، از سیستم دسته‌بندی برای کاهش مصرف انرژی و تعداد دفعات توقف و حرکت آسانسور استفاده می‌کند؛ یعنی افرادی که به طبقات یکسان می‌روند در یک آسانسور قرار می‌گیرند.
پرده برقی: قیمت و خرید انواع پرده هوشمند
خرید موتور پرده برقی با بهترین قیمت
تابلو برق هوشمند چیست و چه مزایایی دارد؟
تابلو برق هوشمند، به عنوان یک مجموعه کامل و متمرکز از اجزای الکتریکی و ویژگی‌های تکنولوژیکی است. این تابلوها از یک ترکیب تعدادی قطع‌کننده مدار، فیوزها و سوئیچ‌ها که به واسطه رله‌های مبتنی بر ریزپردازنده، دستگاه‌های الکترونیکی هوشمند (IED) و حسگرها، عمل می‌کنند، تشکیل شده‌اند. این سیستم‌های پیچیده با تجمیع توانایی‌های مختلف خود، به منظور ارتقاء کارایی و بهره‌وری در مدیریت و کنترل تجهیزات برقی به کار گرفته می‌شوند.
تمرکز اصلی تابلو برق هوشمند بر روی تعمیر و نگهداری پیش‌بینی شده است. با بهره‌گیری از اطلاعات حسگرها و دستگاه‌های هوشمند، این تابلوها توانایی تشخیص و پیش‌بینی مشکلات و نقاط ضعف در تجهیزات را دارند. این ویژگی حیاتی به مدیران و تکنسین‌ها اجازه می‌دهد تا به صورت مستند و با دقت تجهیزات را بررسی و اقدامات لازم برای جلوگیری از بروز مشکل را انجام دهند. از طرف دیگر، امکان تشخیص پیشرفته که توسط تابلوهای برق هوشمند ارائه می‌شود، به اطمینان از عملکرد صحیح، زمان‌بندی دقیق، قابلیت اعتماد و دوره زمانی طولانی عمر تجهیزات کمک می‌کند.
از مزایای بارز دیگر تابلو برق هوشمند می‌توان به افزایش ایمنی در محیط‌های کاری، بهبود زمان تعمیر و نگهداری، کاهش هزینه‌ها و بهینه‌سازی مصرف انرژی اشاره کرد. از طریق تعامل موثر اجزای مختلف و اطلاعات پیشرفته، تابلو برق هوشمند به مدیران و متخصصان امکان می‌دهد تا تصمیم‌گیری‌های بهتر و پایدارتری در مورد مدیریت تجهیزات برقی و انرژی اتخاذ نمایند. در نتیجه، تابلوهای برق هوشمند نه تنها به بهبود عملکرد تجهیزات بلکه به ارتقاء کلیت کارایی و اطمینان در سیستم‌ها و محیط‌های مختلف کمک می‌کنند.
- نمایندگی برند خانه هوشمند ABB (ای بی بی) در ایران
- نمایندگی اشنایدر (برند خانه هوشمند Schneider) در ایران
سیستم برق هوشمند BMS چیست؟
سیستم برق هوشمند BMS به مجموعه‌ای از سخت‌افزارها و نرم‌افزارها گفته می‌شود که برای مدیریت و کنترل یکپارچه بخش‌های الکتریکی و تاسیساتی ساختمان به کار می‌رود. این سیستم با پایش و جمع‌آوری داده‌ها از سنسورها و تجهیزات مختلف، می‌تواند به طور خودکار یا با دخالت کاربر، عملکرد سیستم‌های الکتریکی، تهویه، روشنایی، سیستم امنیتی و … را بهینه کند.
مزایای استفاده از سیستم برق هوشمند BMS:
- کاهش مصرف انرژی: با تنظیم و کنترل دقیق سیستم‌های الکتریکی و تهویه مطبوع، می‌توان مصرف انرژی را به طور قابل‌توجهی کاهش داد.
- افزایش عمر مفید تجهیزات: BMS با پایش مداوم تجهیزات و هشدار در صورت بروز مشکل، به افزایش عمر مفید آنها کمک می‌کند.
- ایجاد محیطی امن: BMS با کنترل سیستم‌های امنیتی و تهویه مطبوع، می‌تواند محیطی امن را برای ساکنان ساختمان ایجاد کند.
- کاهش هزینه‌ها: BMS با کاهش مصرف انرژی، افزایش عمر مفید تجهیزات و بهینه‌سازی عملکرد سیستم‌ها، می‌تواند در بلندمدت هزینه‌ها را به طور قابل‌توجهی کاهش دهد.
- مدیریت آسان: BMS امکان مانیتورینگ و کنترل تمام بخش‌های الکتریکی و تاسیساتی ساختمان را از طریق یک رابط کاربری ساده فراهم می‌کند.
برخی از کاربردهای سیستم برق هوشمند BMS:
- کنترل روشنایی: BMS می‌تواند روشنایی را در زمان‌های عدم نیاز خاموش کند و یا با توجه به نور طبیعی، شدت روشنایی را تنظیم کند.
- مدیریت مصرف برق: BMS می‌تواند با پایش مصرف برق، به شناسایی و رفع نشت‌های برق کمک کند.
اجزای اصلی سیستم برق هوشمند BMS:
- سنسورها: سنسورهای هوشمند برای جمع‌آوری داده‌ها از محیط و تجهیزات مختلف به کار می‌روند.
- کنترل‌کننده‌ها: کنترل‌کننده‌ها برای دریافت داده‌ها از سنسورها، پردازش آنها و ارسال فرمان‌های لازم به تجهیزات به کار می‌روند.
- شبکه: شبکه برای ارتباط بین سنسورها، کنترل‌کننده‌ها و رابط کاربری به کار می‌رود.
- رابط کاربری: رابط کاربری برای نمایش اطلاعات و تنظیمات سیستم به کار می‌رود.
جمع‌بندی و پاسخ به سوالات پر تکرار
هوشمند سازی برق ساختمان تکنیک کارآمدی برای مدیریت و مصرف برق محسوب می‌شود که آسایش و رفاه بیشتری نیز برای ساکنین خانه به ارمغان می‌آورد. با وجود مزایای متعددی که سیستم برق هوشمند ساختمان ارائه می‌دهد، این فناوری معایبی نیز دارد که باید به دقت مورد بررسی قرار گرفته و اقدامات لازم را برای به حداقل رساندن معایب این فناوری انجام دهیم.
شاید بخواهید تا پروژه سیستم برق هوشمند خانگی را خودتان انجام دهید اما باید توجه داشته باشید که تعیین محل نصب تجهیزات خانه هوشمند، برآورد برق مصرفی و تعیین نمره سیم، تعیین کابل‌های مورد نیاز برای هر یک از لوازم منزل به دانش و تخصص نیاز دارد و به همین دلیل بهتر است تا از متخصصین کمک بگیرید.
چه چالش‌هایی در استفاده از سیستم برق هوشمند وجود دارد؟
هزینه اولیه نصب و راه‌اندازی بالا، ضرورت ایجاد زیرساخت برای سیستم برق هوشمند، سازگاری تجهیزات مختلف و خطر هک و تهدیدات سایبری از جمله چالش‌های سیستم برق هوشمند ساختمان محسوب می‌شوند.
چه تکنولوژی‌هایی در سیستم برق هوشمند استفاده می‌شود؟
سیستم برق هوشمند ساختمان از فناوری‌های مختلفی مثل تجهیزات هوشمند اندازه‌گیری، کلید و پریز هوشمند، ترموستات‌های هوشمند و غیره برای نظارت و کنترل انرژی استفاده می‌کند. به علاوه امکان ترکیب منابع انرژی تجدیدپذیر مثل پنل‌های خورشیدی و توربین‌های بادی در سیستم هوشمند برق نیز وجود دارد.
کدام صنایع می‌توانند از سیستم برق هوشمند بهره‌مند شوند؟
فناوری سیستم برق هوشمند را می‌توانیم در بخش خانگی، تجاری و صنعتی مورد استفاده قرار دهیم. سیستم برق هوشمند ساختمان به صاحب خانه کمک می‌کند تا انرژی مصرف شده را کاهش داده و هزینه کمتری را بابت قبض برق و آب بپردازد.
در بخش تجاری به کسب و کارها کمک می‌کند تا مصرف انرژی و هزینه عملیاتی خودشان را کاهش دهند و به طور سازگارتری با محیط زیست فعالیت کنند. شرکت‌ها و صنایع نیز می‌توانند با استفاده از سیستم برق هوشمند مصرف انرژی خودشان را مدیریت و کنترل کنند؛ بنابراین علاوه بر صرفه‌جویی در انرژی مصرفی بهره‌وری بالاتری نیز داشته باشند.
