راهکار پژوهشگران دانشگاه شریف برای حل بحران ناترازی انرژی کشور

به گزارش گروه اجتماعی خبرگزاری تسنیم، متخصصین دانشکده مهندسی برق دانشگاه صنعتی شریف به سرپرستی دکتر علیرضا فرهادی، دانشیار گروه سیستم‌های الکترونیک دیجیتال این دانشکده، موفق به طراحی، توسعه و پیاده‌سازی سیستم هوشمند گرمایش سرمایش بهینه ساختمان مبتنی بر اینترنت اشیاء صنعتی و یا به اختصار سیستم هوشمند تهویه مطبوع با هدف حل بحران ناترازی انرژی کشور شدند.

با حمایت مدیریت امور ساختمان و تأسیسات دانشگاه، پایلوت موفقی از این سیستم پیشرفته و 100 درصد بومی در دانشکده مهندسی برق دانشگاه صنعتی شریف به وسعت 6/700 مترمربع پیاده‌سازی شده و در حال بهره‌برداری است. این سیستم با ارائه قابلیت پایش برخط و راه دور، تعیین دفاتر فاقد ساکن، امکان کنترل و برنامه‌ریزی از راه دور ادوات گرمایشی سرمایشی ساختمان و از همه مهم‌تر ارائه بهترین دما برای بویلر و چیلر بر اساس شرایط محیطی داخل و خارج ساختمان، کاهش 50 درصدی در مصرف گاز و برق ساختمان جهت گرمایش سرمایش را موجب شده است.

فرهادی در این‌باره گفت: یکی از بحران‌های جدی جاری کشور، بحران ناترازی انرژی است که دولتمردان کشور را وادار به تنظیم مقررات جدید در راستای کاهش مصرف انرژی و بهینه‌سازی آن نموده است. نمونه آن ابلاغیه اخیر دولت در آذرماه 1402 است که تمامی ارگان‌ها، سازمان‌ها و نهاد‌های دولتی را موظف به کاهش 20 درصدی مصرف انرژی نسبت به سال قبل نموده است. البته پیش از آن نیز و در آبان‌ماه 1400 دولت ابلاغیه مشابهی صادر نموده بود که ارگان‌ها، نهاد‌ها و سازمان‌های دولتی را ملزم به کاهش مصرف انرژی، دست کم به میزان 10 درصد نسبت به سال قبل از آن کرده بود که با جدی‌تر شدن بحران ناترازی انرژی کشور، برای امسال دولت تقاضای صرفه‌جویی بیشتری از ارگان‌ها و سازمان‌های دولتی دارد. یکی دیگر از اقدامات دولت جهت حل بحران ناترازی انرژی، افزایش قابل توجه گاز بها و آبونمان برق به‌صورت پلکانی است که در تیرماه 1401 صورت گرفته است. اقدام دیگر دولت، طرح پاداش صرفه‌جویی برق و گاز، چندین برابر تعرفه فروش است که در اردیبهشت 1402 ابلاغ شده است. همچنین قطع گاز و برق ادارات و سازمان‌های پرمصرف اقدام دیگر دولت جهت بهینه‌سازی مصرف انرژی و کاهش مصرف بوده است.

وی گفت: سیستم هوشمند تهویه مطبوع قابلیت اعمال به طیف وسیعی از ادوات و سیستم‌های تهویه مطبوع، از جمله، فن کوئل، شوفاژ، پکیج، کولر آبی، کولر گازی، اسپیلت و داکت اسپیلت را داراست. برای مثال سیستم تهویه مطبوع دانشکده مهندسی برق دانشگاه شریف مجهز به فن کوئل، بویلر و چیلر می‌باشد. لیکن سیستم تهویه مطبوع ساختمان تحقیق و توسعه همراه اول که پایلوت موفقی از این سیستم با حمایت قائم مقام همراه اول در آن هم اجرا شده و در حال بهره‌برداری است از نوع داکت اسپیلت و اسپیلت سقفی و دیواری است.

این سیستم از چهار بخش اصلی: ترموستات‌های هوشمند، گیت وی، محاسبات ابری و اپلیکیشن تشکیل شده است. ترموستات‌های هوشمند در هر دفتر که مجهز به ادوات گرمایشی سرمایشی (فن کوئل، شوفاژ، کولر گازی و...) است، نصب شده و از طریق آن پارامتر‌های محیطی نظیر دما، رطوبت، شدت نور، تردد و یا عدم آن و... به‌طور برخط به صورت محلی و از راه دور قابل پایش می‌باشد. همچنین با استفاده از آن‌ها امکان تنظیم ادوات گرمایشی سرمایشی ساختمان به‌صورت محلی و راه دور فراهم شده است.

در هر طبقه ساختمان یک گیت وی، مخصوص ترموستات‌های هوشمند آن طبقه نصب شده است که وظیفه آن صرفا اتصال بی‌سیم ترموستات‌های هوشمند به اپلیکیشن پیاده‌سازی شده در سرور است. محاسبات ابری در این سیستم پیشرفته به‌صورت کاملا توزیع شده در ترموستات‌های هوشمند صورت می‌گیرد این امر سبب مقیاس‌پذیری بسیار بالای این سیستم شده است به گونه‌ای که محدودیتی در تعداد ترموستات‌های هوشمند قابل سرویس توسط گیت وی وجود ندارد و با بهره‌گیری از تنها 6 هسته‌ی محاسباتی مرکز محاسبات شریف، کل ساختمان‌های دانشگاه صنعتی شریف به وسعت 320/000 مترمربع قابل سرویس توسط این 6 هسته است.

تلفیق محاسبات ابری با دارایی‌های فیزیکی که در این سیستم صورت گرفته است سبب شده است که این سیستم اینترنت اشیاء صنعتی از نوع سامانه‌های فیزیکی سایبری باشد. علاوه بر مقیاس‌پذیری بسیار بالا، تاب‌آوری بسیار بالا از دیگر مزایای این سامانه فیزیکی سایبری است به گونه‌ای که در صورت از کار افتادن گیت وی‌ها و اپلیکیشن، همچنان ترموستات‌های هوشمند اقدام به تنظیم مطلوب دمای دفاتر می‌کنند. همچنین به دلیل عدم نیاز به سرور‌های محاسباتی قدرتمند که ناشی از تلفیق محاسبات ابری با دارایی‌های فیزیکی این سیستم است، این سیستم کاملاً بومی بسیار مرقون به صرفه می‌باشد.

قابلیت کنترل از راه دور سیستم تهویه هوشمند از طریق اپلیکیشن

اپلیکیشن این سیستم از طریق گوشی هوشمند، تبلت و یا کامپیوتر از هر نقطه از کشور قابل دسترسی است. کاربر از طریق اپلیکیشن می‌تواند اطلاعات محیطی دفاتر به تفکیک دفاتر (شامل دما، رطوبت، میزان شدت نور، وضعیت تردد، حالت کاری ادوات گرمایش دمای مطلوب کاربر و...) را به‌طور برخط پایش نموده و اقدام به خاموش و روشن کردن ادوات گرمایشی سرمایشی و تنظیم حالت کاری آن‌ها (کلاسیک / بهینه‌سازی) با دمای مطلوب، از راه دور نماید. این قابلیت این امکان را به کاربر می‌دهد که در ایام تعطیل و خارج از بازه اداری اقدام به خاموش نمودن ادوات گرمایشی سرمایشی دفاتر فاقد تردد نماید که بر اساس مستندات ارائه شده توسط شرکت بهینه‌سازی مصرف سوخت تا 20% باعث کاهش مصرف گاز و برق جهت گرمایش سرمایش ساختمان می‌شود.

همچنین در این اپلیکیشن، کاربر می‌تواند با وارد کردن نام شهری که سیستم در آن نصب می‌باشد این قابلیت را به سیستم دهد تا از طریق دسترسی به سایت‌های هواشناسی، اطلاعات هواشناسی را برای ترموستات‌های هوشمند به‌طور مداوم ارسال نماید که با استفاده از این اطلاعات، ترموستات‌های هوشمند اقدام به بهینه‌سازی مصرف انرژی می‌کنند.