خانه‌های مهربان با انرژی
خانه هوشمند (Smart home) اگرچه نخستین تلاش بشر برای کاهش و مدیریت مصرف انرژی نیست، اما بی اغراق یکی از کارامدترین راهکارهای مواجهه با چالش انرژی است. خانه هایی که بدون نیاز به عامل انسانی و صرفا با یکپارچه کردن و مدیریت ارتباط میان سیستم‌ها، ساختار، سرویس‌ها و مدیریت می توانند درست مانند یک موجود زنده به تمام محرک های محیطی پاسخ بدهند.
به زبان ساده تر، این خانه‌ها، مجهزبه شبکه گسترده ای هستند که در سراسر آن حسگرها، موتورها و ابزارهای بخصوصی برای کنترل مصرف انرژی در ساختمان تعبیه شده و در تمام مدت شبانه روز به شکلی کاملا هوشمندانه میزان مصرف انرژی را در محیط خانه کنترل می‌کنند.
البته کنترل مصرف انرژی یکی از مهمترین کاربردهای این خانه های زنده است. درحالی که این نسل از خانه ها، می توانند در مقابل برخی موارد از قبیل سرقت، حریق، بروز اختلال در سیستم برق و احیانا ترکیدگی لوله های آب یا نشت گاز نیز از خود و ساکنان شان مراقبت کنند.
وجود کنترل کننده‌های پیشرفته و پیچیده بر ملکرد تجهیزات مربوط به روشنایی، گرمایش و سرمایش، پرده‌ها، پنجره‌ها و درهای ساختمان می تواند میزان اتلاف انرژی را کاهش داده و میزان بهره وری از انرژی را تا حد ممکن بالا ببرند. به این ترتیب یک ساختمان هوشمند برای جلوگیری از اتلاف انرژی میزان مطلوب شاخص‌های مصرف انرژی را در حد استاندارد تعیین شده نگه می‌دارد و از عملکرد اضافی و بی موقع تجهیزات ساختمان جلوگیری می‌کنند.
سیستمهای جدید energy saving به کار رفته در خانه های هوشمند اموزی، از قابلیت نصب ساده بر روی شبکه‌های کامپیوتری و کنترل سیستم، بدون نیاز به کابل کشی پرهزینه و استفاده از تجهیزات گران قیمت برخوردارند و این به ساکنان خانه امکان می دهد بدون مواجه شدن با محدودیت‌های مکانی و زمانی کنترل تجهیزات خانه خود را در دست بگیرند تا علاوه بر کاهش مخاطراتی مانند آتش سوزی، سرقت، ترکیدگی لوله های آب و نشت گاز ، میزان بهره وری از انرژی مصرفی را تا حد بسیار زیادی افزایش دهند.
این سیستم با در نظر گرفتن دمای مطلوب ساختمان براساس اطلاعات اولیه‌ای که صاحبخانه به سیستم می‌دهد و همچنین نوع کاربری ساختمان، مصرف انرژی را تا حد بسیار زیادی محدود کرده و در سطح مطلوب نگه می دارد. این کار که البته بدون دخالت مستثیم ساکنان خانه و صرفا با تکیه بر پردازند ها و حسگرهای پیشرفته سیستم انجام می‌شود، هزینه‌های بالای خرید انرژی و همینطور، هزینه های نگهداری ساختمان را به حدی کاهش می‌دهد که در عمل سرمایه گذاری صورت گرفته بر روی یک خانه هوشمند، به سرعت و طی مدت زمانی بین 3 تا 5 سال به طور کامل برمی‌گردد.
آمارهای یک موسسه تحقیقاتی نشان می‌دهد، هزینه های سالانه نگهداری و مصرف انرژی در یک ساختمان سنتی، رقمی در حدود یکصدهزار دلار کاهش قیمت و هزینه در پی دارد. اما این هزینه برای ساختمان‌های مجهز به سیستم EMS حداکثر به یکصد دلار می رسد. در واقع این فناوری مدرن می‌تواند به طور میانگین کاهش هزینه ای بین 10 تا 30 درصد را برای صاحبان خانه ها به همراه داشته باشد.
به همین دلیل هم این روزها، موضوع ساخت و توسعه خانه های هوشمند و هوشمندسازی ساختمان های موجود، به شدت مورد توجه نهادهای اقتصادی و سیاسی در بسیاری از کشورها قرار گرفته است.
Time-of-data scheduling
Time-of-data scheduling یکی از قابلیت‌های سیستم های EMS است که یک سیستم با برنامه زمان بندی روزانه است و براساس فهرست زمان‌بندی که به عنوان داده در اختیار آن قرار می‌گیرد و همچنین به کمک ساعت‌های الکترومکانیکی عملکردهای گوناگون تجهیزات برقی و مکانیکی خانه را تحت کنترل قرار می‌دهد. این قابلیت بیشتر در مسافررت های تفریحی و ساعاتی از روز که کنترل شخصی خانه چندان میسر نیست مورد استفاده قرار می‌گیرد و به طور عمده می تواند؛ سیستم روشنایی داخلی و خارجی ساختمان، کنترل حرارتی محیط و تنظیم درجه حرارت داخلی، تهویه مطبوع هوای محیط و ترموستات‌های مستقیم و معکوس ساختمان را کنترل کرده و عملکرد آنها را با برنامه پیش فرض تنظیم کند.
سیستم بهینه سازی دما براساس زمان
Temperature/time optimization که معادل فارسی آن "سیستم بهینه سازی دما براساس زمان" است تامین کننده کنترل عملگرهای چند کاره و کنترل پیشرفته دما است. در این سیستم‌ها دمای هوای داخل و خارج به طور مداوم ثبت می‌شود بنابراین زمان خاموش و روشن شدن سیستم با تغییرات دما تعیین می‌شود. کاربرد عمده آن در سرمایش و گرمایش تهویه مطبوع است. این نوع سیستم با ذخیره عملکرد قادر است بهترین نتیجه و راندمان را در ازای کمترین هزینه مالی در امر صرفه‌جویی انرژی ارائه دهد. همچنین به علت پیچیدگی خاص سیستم معمولا از یک صرفه‌جو هم استفاده می‌شود. وجود دمپرهای کنترلی در سیستم می‌تواند ورود و خروج هوا به محیط را در زمان مطلوب میسر کند.
کنترل خواستاری
Demand control systems یا سیستم کنترل خواستاری مشابه سیستم بهینه‌سازی زمان- دما است. با این تفاوت که با اتصال ساعت‌های کنترلی به سیستم مصرف جریان برق را نیز کنترل می‌نماید. مزیت این سیکل در بررسی بارهای مطلوب و میزان مصرف برق است که در آخر با بالانس کردن این دو مورد مصرف انرژی را به حداقل مقدار خود می‌رساند.
موارد استفاده از این نوع عبارتند از: حرارت مرکزی و تهویه مطبوع موتور کمپرسورهای هوایی سیستم ضدسرقت (دزدگیر) و قفل مرکزی سیستم هشدار آتش و اطفاء حریق خودکار.
خانه هوشمند ملت
ساختمان نوساز دفتر کار نمایندگان مجلس شورای اسلامی در حوالی میدان بهارستان تهران، یکی از نمونه های ایرانی ساختمانی هوشمند است که آمارها نشان می دهند، نصب سیستمهای هوشمند در این ساختمان به کاهش 3 درصدی هزینه تامین انرژی آن منجر شده است . این سیستم با توجه به قابلیت بهینه سازی مصرف انرژی، توانست هزینه های اولیه نصب و راه اندازی خود را پس از حدود یکسال به طور کامل مستهلک کند .
این آمار البته در ساختمان های هوشمند آمریکا و اروپا حاکی از آنست که مصرف انرژی در این ساختمان‌ها نسبت به یک ساختمان معمولی (با همان ابعاد و همان نما و مصالح ) بین 16 تا 45 درصد پائین تر است که رقمی قابل توجه را شامل می شود.
