چکيده

رشد جمعیت موجب شده است که مصارف انرژی‌های آب، برق و سوخت­های فسیلی نیز افزایش یابد. با مصرف منابع طبیعی با این روند افزایشی، دیری نمی­پاید که این منابع به اتمام برسند و تمامی فرزندان زمین از این نعمت الهی بی‌بهره بمانند. بهتر است با کمی مطالعه در نحوه مصرف انرژی، به ذخیره انرژی­ بپردازیم و آن را به گونه­ای مصرف کنیم که برای آیندگان نیز باقی بماند. بخش انرژی با بخش ساختمان ارتباط نزدیکی دارد و راه‌حل‌های تصمیم گیری فناوری اطلاعات و ارتباطات یکپارچگی برای مدیریت مؤثر روی انرژی در سطح ساختمانی، منطقه­ای و شهری، عناصر کلیدی اساسی برای ساخت ساختمان و خانه­های هوشمند است.

البته با رشد فناوری­های هوشمند سازی اعم از سخت­افزار، نرم­افزار و هوش مصنوعی، امکان نظارت بر نحوه مصرف انرژی وجود دارد. داده­های مربوط به میزان مصرف انرژی به راحتی قابل دسترس است. به کمک هوش مصنوعی داده­های گردآوری و ارسال شده از طریق دستگاه­های هوشمند، علاوه بر کنترل مصرف انرژی، الگوهای مصرف انرژی، بهینه­سازی مصرف و صرفه­جویی در مصرف برای مشتریان بررسی خواهد شد. اطلاعات جمع­آوری شده نیز بر تولید انرژی، قیمت انرژی، داده­های هواشناسی و رفتار کاربر نهایی به‌منظور تولید برنامه­های روزانه و هفتگی برای کاربران نهایی انرژی فراهم خواهد شد.

در این مطالعه قصد داریم، ابتدا مفاهیم اولیه اینترنت اشیا  و هوشمند سازی را تعریف و سپس کاربرد اینترنت اشیا در مدیریت هوشمند انرژی و ذخیره‌سازی انرژی پرداخته خواهد شد.

كليد واژه- اینترنت اشیا، ذخیره­سازی انرژی، مدیریت هوشمند انرژی، شبکه هوشمند، خانه هوشمند، شهر هوشمند

مقدمه

در سراسر جهان، نوآوری با یکپارچه سازی فناوری اطلاعات و ارتباطات و زیرساخت‌های فیزیکی، اولویت اصلی دولت برای پیگیری زندگی هوشمندانه برای بهبود کارایی انرژی، حفاظت از محیط زیست، بهبود کیفیت زندگی و تقویت رقابت اقتصادی است. محیط پیرامون در حال تغییر و پویایی فناوری، امکان ارائه برنامه­های کاربردی توسعه یافته بسیاری از دستگاه­هایی که خدمات و اطلاعات بلادرنگ را پشتیبانی می­کنند، فراهم می­کند. اینترنت اشیا امکان ارتباط در هر زمان، هر مکان و هر چیز را به‌راحتی فراهم آورده و فعالیت­ها به سهولت، قابل اطمینان، مستقل و دقیق­تر انجام می­گردند. به کمک زیرساخت­ها و معماری فناوری اینترنت اشیا می­توان میلیون­ها دستگاه را با یکدیگر مرتبط کرد و از راه دور فرایند­ها را کنترل نمود.

فناوری اینترنت اشیا، بیانگر پیشرفت­های زمینه فناوری اطلاعات است، تحقق این امر مستلزم یک فرآیند تدریجی از فناوری‌های موجود و برنامه‌های کاربردی فعلی است. به‌طور ویژه اینترنت اشیا، از فناوری‌های شناسایی مانند امواج رادیویی که درگذشته کاربرد داشته آغاز شده و به‌طور هم‌زمان، در مسیر توسعه خود از امکانات فناوری شبکه حسگر بی‌سیم (به‌عنوان ابزاری برای جمع‌آوری داده‌ها) و معماری خدمات گرا به‌عنوان نرم‌افزاری برای گسترش خدمات وب محور بهره می‌گیرد.

هوشمند سازی به کمک فناوری اینترنت اشیا از مباحث پیشرفته و داغ بوده که امروز به‌طور گسترده در حال بررسی و توسعه است. محیط دیجیتال گنجینه­ای از اطلاعات را ایجاد می­کند که به اشیا هوش و دانش تعبیه
می­کند. ارزش افزوده اشیای هوشمند موجب صرفه‌جویی در هزینه­ها و افزایش کارایی فرایندها و در درازمدت این امر موجب رشد اقتصادی نیزمی­گردد.

اینترنت اشیاء

اینترنت اشیا موضوع مهم در اهمیت فنی، اجتماعی و اقتصادی است. [23] این پتانسیل به‌طور قابل ملاحظه­ای موجب رونق کسب‌وکار، رشد اقتصادی در آینده خواهد شد. [13] در سال‌های اخیر، در زمینه ارتباطات راه دور بی‌سیم، یک پارادایم جدید به نام اینترنت اشیا به وجود آمده است که اولین بار توسط کوین اشتون در سال 1998 در یک سخنرانی معرفی شده است. [25] اینترنت اشیا فکر کردن به‌صورت سنتی را در هم می‌شکند و زیرساخت‌های فیزیکی با زیرساخت‌های فناوری اطلاعات را به اتصال می‌دهد و اجازه می‌دهد تمام اشیا به شبکه اینترنت متصل باشند. [9]

اینترنت اشیا شامل انواع حسگرها به‌منظور جمع‌آوری اطلاعات است که در حال حاضر در زندگی روزمره در حال استفاده می‌باشند. بااین‌حال برخی از مردم تاکنون این مهم را درک ننموده‌اند. کوین اشتون اظهار داشته که اینترنت اشیا در حال استفاده بوده اما تاکنون درک نشده است. همان‌طور که ملاحظه می‌کنید، گوشی‌های هوشمند قابل مقایسه با فنّاوری اینترنت اشیا نیستند. [11]

اینترنت اشیا یک انقلاب در زندگی روزمره ایجاد کرده که توانسته همه اشیای هوشمند را به تعامل با یکدیگر قادر سازد. در نتیجه زیرساخت‌های شبکه جهانی امکانی را فراهم آورده‌اند تا ارائه مجوز خدمات نوآورانه از افراد در کسب‌وکار و دامنه مختلف برنامه‌های کاریشان پشتیبانی نماید. [15]

حیاتی‌ترین بخش دستیابی به اینترنت اشیا ارتباط است. این دستگاه‌ها به‌منظور اتصال قادر به برقراری ارتباط هستند. همه خواص ازجمله سنجش، ضبط، ذخیره و پردازش داده‌ها در برقراری ارتباط غیرضروری هستند. مگر اینکه دستگاه یکی از ویژگی فوق را نیاز داشته باشد. بااین‌حال در برقراری ارتباط مشخص نمودن نام دستگاه اینترنت اشیا ضروری است. چگونگی ارتباط اهمیت کمتری دارد و ارتباط واقعی متوجه لایه فیزیکی و لینک داخلی در بسیاری از زمینه‌ها است. [8]

هوشمندسازی

اشیای هوشمند جهان، اشیای مرتبط را در دستان شما قرار می‌دهد. اشیای هوشمند هوشمندتر، راحت، امن، ایمن و کارآمد می­گردند. این باعث می‌شود که همه چیز در دنیای فیزیکی ما به اینترنت متصل شود تا بتواند به‌صورت خودکار، نظارت، کنترل و لذت بردن از هر کجا، در هر زمان از طریق هر شبکه توسط هر کسی را فراهم آورد.

بهترین بخش از اشیای هوشمند بالا بردن کیفیت زندگی است که به انسان­ها عرضه می­گردد، بهره­وری عملیاتی را بالابرده و موقعیت­هایی را که در آن مداخله انسان­ها امکان‌پذیر نیست، در دسترس قرار می­دهد.  ]21[

اینترنت اشیا، اینترنت سنتی را به شبکه گسترده متصل تبدیل می­کند که اشیا در دنیای فیزیکی با یکدیگر و با انسان­ها مرتبط می­گردند، تکامل می­یابند و تعاملات میان افراد و اشیا را افزایش می­دهند. این پارادیم ارتباطی در زمینه­های مختلف مانند اتوماسیون خانگی، اتوماسیون صنعتی، کمک­های پزشکی، تلفن همراه، مدیریت انرژی هوشمند و شبکه هوشمند و بسیاری موارد کاربردی دیگر مورد استفاده قرارگرفته است. ]17[

با استفاده از حسگرهای اینترنت اشیا و راه‌حل‌های جدید اتصال­ها و انتقال­ها مانند LoRa، موانع قیمت در تولید و توزیع انرژی نیز با قیمت قابل‌توجهی کاهش می‌یابد. قیمت پایین راه‌حل‌های فناوری امکان بهبود در شبکه تولید، توزیع و مصرف‌کنندگان را فراهم آورده و هزینه‌های عملیات و تعمیر و نگهداری را کاهش می­دهد. [7]

در ادامه برخی از روش­های هوشمند ­سازی جهت بهبود مصارف انرژی و کنترل، مدیریت و پایش مقادیر مصرف به‌صورت مختصر بررسی و بیان‌شده است.

مدیریت هوشمند انرژی

نیاز فوری به مدیریت انرژی در سراسر جهان به دلیل افزایش مداوم در تقاضاهای مشتریان ظهور کرده است. گرمایش جهانی، آلودگی هوا تهدید جدی نسل­های آینده است. [24] از سوی دیگر طبق آمار اعلام شده توسط سیسکو تا سال 2020 بیش از 50 میلیارد دستگاه اینترنت اشیا به اینترنت متصل خواهد بود. [1] انفجار اتصال دستگاه­ها نیز خود نگرانی مصرف شدید انرژی را در پی دارد. ضروری است انرژی دستگاه­های اینترنت اشیا مدیریت شود تا مفهوم شهر هوشمند درک شود. در زیر نمونه­هایی از مدیریت مؤثر که می­تواند انرژی را کاهش دهد مشخص شده است:

• لوازم خانگی: سفارشی کردن استفاده از انرژی با مدیریت روشنایی، سیستم سرمایش و گرمایش در واحدهای مسکونی و تجاری.
• آموزش‌وپرورش و مراقبت­های بهداشتی: مصورسازی حسگرها و گوشی­های تلفن همراه به‌منظور بهره‌گیری از سیستم­های مراقبت و آموزش از راه دور و کاهش قابل‌توجه در مصرف انرژی شود.
• حمل‌ونقل: انرژی مصرفی سامانه حمل‌ونقل عمومی و خصوصی علت اصلی آلودگی هوا در شهرها است. راه­حل­های اینترنت اشیا جهت مدیریت انرژی مانند مدیریت ترافیک هوشمند، کنترل بارگیری و پارکینگ هوشمند می­تواند میزان قابل‌توجهی در مصرف انرژی و انتشار گازهای گلخانه­ای را کاهش دهد. [24]

شکل 1: طبقه‌بندی مدیریت انرژی برای اینترنت اشیا در شهرهای هوشمند[24]

امروزه استفاده مؤثر از انرژی به دلیل نگرانی‌های روزافزون در مورد تغییرات آب و هوایی و الزامات قانونی، اولویت‌بندی می‌شود. در میان تمام بخش­های مصرف‌کنندگان دستیابی به بهبود بهره‌وری انرژی[1]، صنعت تولید یکی از پتانسیل­های بالا محسوب می­شود زیرا که بزرگ‌ترین مصرف‌کننده در میان تمام مصرف‌کنندگان است. [22]

به‌منظور ارتقا بهره‌وری انرژی، نقش مدیریت انرژی در صنایع و همچنین در کاهش هزینه­ها در بلندمدت گسترش یافته است. همان‌طور که توسط ISO 50001:2011 تعریف‌شده است، مدیریت انرژی یک رویکرد جامع و سیستماتیک برای تلاش­های حفاظت از انرژی در صنایع است. برای مدیریت انرژی گام اول، نظارت بر انرژی است. تنها زمانی می­توان انرژی را مدیریت کرد که بتوان به‌صورت بلادرنگ آن را اندازه‌گیری کرد و عملکرد فعلی آن را درک کرد. توانایی دسترسی به اطلاعات انرژی و تحلیل داده­های بلادرنگ به‌صورت مؤثر برای استخراج شاخص­های کلیدی و بینش عملیاتی یک عامل مهم و حیاتی برای مدیریت انرژی موفق است. [18]

شکل 2: شبکه هوشمند برق[5]

آب هوشمند جریان داده مهمی را فراهم می‌کند. حفاظت از آب و مدیریت دارایی‌ها، اولویت‌های مهم برای ابزارها است. آب هوشمند کمک خواهد کرد که درآمدهای غیر از آبی را کاهش دهید و درآمد بیشتری از سرمایه‌گذاری‌هایی که قبلاً در سیستم توزیع ساخته‌اید، درآمد کسب کنید.

سیستم هوشمند با استفاده از شبکه‌های ارتباطی ترکیبی از حسگرهای پیشرفته، نرم‌افزار و خدمات برای مدیریت بهتر خدمات عمومی شما را فراهم می‌کند.

• اندازه‌گیری دقیق

جلوگیری از تلفات غیر درآمد ناشی از ناپایداری مترینگ می‌تواند درآمد ازدست‌رفته را بهبود بخشد و صورتحساب دقیق‌تر را ارائه دهد.

• تجزیه و تحلیل آسان

تجزیه و تحلیل قابل تنظیم، بصری و واضح است. کمک می‌کند تا مشکلات را سریع‌تر برای بهبود کارایی و خدمات مشتریان حل کنید.

• بهبود درآمد و کارایی

سیستم آب هوشمند امکان اندازه‌گیری فشار، درجه حرارت، سطح، جریان، وضعیت ازجمله نشت آب تا آب غیر متراکم و صدور صورت حساب نادرست، ما طیف وسیعی از راه‌حل‌های اندازه‌گیری، و موارد دیگر را می‌دهد. همچنین ارتباط تحلیل برای بهبود دقت سیستم آب نیز ارائه می‌دهد. [6]

شکل 3: شبکه هوشمند آب [6]

خانه  هوشمند

در چند سال گذشته شبکه ­های حسگر هوشمند^[2]، به دلیل توانایی­هایشان افزایش قابل‌توجهی در راه­اندازی راه‌حل‌های بسیار جالب در زمینه­های خانه هوشمند، اتوماسیون صنعتی، نظارت بر محیط زیست، حمل‌ونقل، مراقبت‌های بهداشتی و کشاورزی داشته‌اند.

خانه­های هوشمند شامل سرورهای خانگی در داخل خانه­ها برای یکپارچگی تجهیزات الکترونیکی و متنوع خانه­ها مدنظر است و برای کنترل و نظارت مورد استفاده قرار می­گیرد. بااین‌حال به مدیریت از راه دور نیاز است.

به‌طور خلاصه، یک خانه هوشمند، یک مکان شخصی و فردی طراحی‌شده تا ارزش زندگی، راحتی، آسودگی، انتخاب، مراقبت و آرامش، بهره­وری انرژی، ایمنی و امنیت را در آینده گسترش و افزایش دهد. بدون شک، خانه­های هوشمند پرطرفدارترین و دوست داشتنی­ترین مکان برای زندگی از دیدگاه مردم خواهد بود. مردم زمان بیشتری را در خانه­هایشان سپری می­کنند و از این­رو اتوماسیون عملیات خانه اهمیت ویژه­ای دارد. تولید فراوان عناصر اتوماسیون خانگی، استانداردهای صنعتی و قدرتمند در دسترس، الکترونیک، پلتفرم­های توسعه نرم‌افزار، زیرساخت­های پویا، مجازی و همگرا و همچنین فرایندهای اثبات شده، یک پوشش زندگی جدید و محوری برای ساخت­
خانه­های دیجیتالی و شناخته شده هستند. [14]

خانه هوشمند، خانه­ای شامل سیستم­های پیشرفته اتوماسیون با ارائه امکان نظارت بر عملکرد ساختمان است. خانه هوشمند می­تواند دما، امنیت، روشنایی، چندرسانه‌ای، درب­ها و پنجره­ها را کنترل نماید. [2]

شکل 4: مجموعه داده‌­های حسگر [2]

با افزایش استفاده از اینترنت اشیا در شهرهای هوشمند، راه­حل­های صرفه‌جویی در انرژی استفاده از دستگاه­های کم‌مصرف پیشنهاد شده است. برخی از راه‌­حل­‌های صرفه‌جویی انرژی که می­تواند موجب کاهش هزینه­های تولید و توزیع و حتی مقادیر مصارف صنعتی و غیر صنعتی شود وجود دارد و توسعه آن بهینه سازی منابع انرژی را در پی دارد. [24]

شکل 5: پیکربندی فیزیکی شبکه‌­های خانگی با شبکه‌­های بیرونی [4]

ساختمان هوشمند

ساختمان­های هوشمند، ذخیره انرژی را با کنترل خودکار و بهینه سازی سیستم­ها انجام می­دهند. اگر یک جز از سیستم به‌صورت جداگانه ارتقا یابد، می­تواند 5 تا 15 درصد ذخیره انرژی داشته باشد درصورتی‌که هوشمند سازی سیستم­ها به‌صورت یکپارچه می­تواند 30 تا 50 درصد ذخیره انرژی در ساختمان­ها را داشته باشد.

در نتیجه صاحبان و مستأجران ساختمان هوشمند از مزایای غیر انرژی و ذخیره انرژی لذت می­برند. مستأجران خواستار فضای قابل انعطاف و قابل کنترل هستند و صاحبان ساختمان­ها فناوری­های هوشمند سازی را برای جذب و حفظ مستأجران بکار می­برند. علاوه بر این­ها، هوشمند سازی موجب بهبود کیفیت هوا در محیط و کنترل دما و افزایش بهره‌وری کارمندان و کارگران می­شود. [10]

شکل 6: لایه‌های معماری پایه برای سیستم مدیریت ساختمان هوشمند[12]

جدول 1: ذخیره‌سازی انرژی فناوری­های هوشمند

شبکه هوشمند

با توجه به درخواست­های زیاد شبکه برق مدرن به یک سیستم فیزیکی مبتنی بر سایبر  تبدیل شده است، جایی که زیرساخت­های سایبر باید برای اطمینان از یک شبکه انرژی قدرتمند و کارآمد، هماهنگ شوند. بااین‌حال، برخی از چالش­های عملی نیز پیش رو است. عملیات شبکه­های موجود به تصمیمات انسانی نیاز دارد. همچنین انرژی­های تجدید پذیر مانند انرژی باد، خورشید و آب به لحاظ ذاتی غیرقابل اعتماد هستند و موجب می­شوند که منبع برق در معرض ماهیت حساس طبیعت قرار گیرند. در طرف تقاضا، لوازم هوشمند، انطباق وسایل نقلیه الکتریکی و پنل­های خورشیدی، تغییر مشخصات بار مصرف را ایجاد می­کنند. تقابل تقاضا، موجب بی‌ثباتی شبکه می­شود، مگر اینکه به سرعت حذف شود. اهمیت تحلیل کلان داده  نقش مهمی در توانمندسازی تصمیمات خودکار دارد، زیرا اپراتورهای شبکه­ای مجهز به تحلیل کلان داده­ها از میلیون­ها رایانه هوشمند توزیع شده هوشمند و سایر داده­ها و نقاط کنترل هستند. زیرساخت­ها و پلتفرم­های BDA[3] قادر به ضبط، ذخیره، پردازش، تحلیل و جمع‌آوری اطلاعات بی‌نظیر از داده­های چندگانه به‌منظور استخراج بینش عملی است تا بتواند قاطعانه سیستم­های کنترل را بدون تفسیر، آموزش و دخالت انسانی توانمند سازد. [19]

کیفیت برق برای شبکه‌های توزیع بسیار مهم است. و مانند بسیاری از موارد در زندگی، کیفیت نسبت به مقدار آن اهمیت بیشتری دارد.

قدرت الکتریکی که به خانه‌ها و کسب‌وکار انتقال داده می‌شود، به‌طور فزاینده‌ای از مجموعه‌ای از منابع مهم تولید می‌شود. این منابع از انرژی‌های غیرمجاز (گاز و زغال سنگ) به انرژی‌های تجدید پذیر مانند باد و خورشید متکی هستند. چنین تنوع در تولید برق می‌تواند مشکلات کیفیت کلی برق را رفع کند. [5]

شهر هوشمند

شهری با استفاده از  فناوری اطلاعات و ارتباطات که بتواند خدمات خود را (مانند انرژی، حمل‌ونقل، زباله، روشنایی و …) مدیریت کند، شهر هوشمند نامیده می‌شود. مثال‌های زیادی برای چگونگی شهر هوشمند و بهبود زندگی شهروندان وجود دارد. اطلاعات جمع‌آوری و گردآوری‌شده توسط حسگرها به‌صورت بلادرنگ جهت پایش بر محیط زیست، مصرف انرژی، اندازه‌گیری سطح آب‌های زیرزمینی، میزان آلودگی سطوح به شهرداری‌ها، مراکز آب منطقه‌ای و … ارسال می‌گردد. بهینه سازی مصرف انرژی با استفاده از طرح‌های اندازه‌گیری / شبکه هوشمند قابل‌بررسی است. برای پایش و اصلاح مصرف در شهر، ساختمان، کارخانه‌ها و مراکز عمومی و صنعتی با استفاده از راه‌اندازها و انرژی‌های تجدید پذیر در تولید قابل‌دسترسی است. [16]

شکل 7: تصویری از شهرهای هوشمند روی خانه هوشمند[24]

یکی از اهداف شهر هوشمند، انرژی و محیط زیست است. صرفه‌جویی در مصرف انرژی و مدیریت منابع پیشرو یک نگرانی مهم و عمده در کلان شهرها است. سیستم­های ذخیره و دسترسی هوشمند به همان اندازه که به‌عنوان تغییرات فرایند، پیشرفت­های فنّاورانه و شبکه­ها اهمیت دارد، برای انرژی، تحرک، زیرساخت­ها و ساختمان­ها نیز مهم است. به این ترتیب شبکه­های هوشمند یک‌قدم به‌سوی مدیریت مصرف انرژی هوشمند خواهد بود. مترینگ هوشمند نصب شده در اماکن اعم از عمومی، خصوصی، صنعتی و … مصرف انرژی واقعی را شفاف می­سازد. شبکه­های هوشمند و سیستم­های پایش بلادرنگ، مسئول تولید انرژی، ذخیره‌سازی و مصرف انرژی به‌صورت بهینه و کارآمد استند.

IEA یک سازمان مستقل که در سال 1974 تأسیس شده و مهم‌ترین مأموریت آن، اطمینان از انرژی قابل اعتماد، مقرون به‌صرفه، پاکیزه برای 29 کشور عضو این مجموعه است که در 4 زمینه اصلی به شرح زیر متمرکز شده است:

1-       امنیت انرژی: ترویج تنوع، کارایی و انعطاف پذیری در تمام بخش­های انرژی

2-      آگاهی از محیط زیست: تحلیل گزینه­های سیاست جهت جبران تولید انرژی بخصوص مقابله با تغییرات اقلیمی

3-      توسعه اقتصادی: پشتیبانی از بازارهای آزاد برای رشد اقتصادی و از بین رفتن فقر انرژی

4-      مشارکت سراسر جهان: یافتن راه­حل­هایی برای به اشتراک‌گذاری انرژی با کشورهای همسایه ]3 و 20[

Ø      طبق گزارش Busines Insider با نصب دستگاه‌های هوشمند در صنعت آب، تا سال 2035، 157 میلیارد دلار صرفه‌جویی در مصرف انرژی خواهد بود.

Ø      خدمات تحقیقاتی Insider اعلام کرده است سالانه رشد 15% نصب دستگاه‌های هوشمند در کلیه صنایع وجود دارد و این رشد، تعداد دستگاه‌ها را از 450 میلیون در سال 2015 به 930 میلیون در سال 2020 افزایش خواهد داد.

Ø      آژانس بین‌المللی انرژی پیش‌بینی کرده است تا سال 2040، 37% افزایش تقاضای انرژی خواهیم داشت و این تقاضا بر منابع انرژی فشار زیادی به وجود خواهد آورد که فناوری اینترنت اشیا با هوشمند سازی صنایع و سایر مؤسسات مصرف را بهینه خواهد کرد.

Ø      تکنیک‌های بهره‌وری انرژی در ایرلند که متوسط ​​مصرف هر خانوار سالانه حدود 25000 کیلووات ساعت برق و سوخت و هم‌چنین هزینه هر خانوار بین 1500 تا 2000 یورو است موجب ​​70 درصد بهبود مصرف انرژی شده است.

نتيجه‌گيری

با توجه به کمبود انرژی­هایی چون آب و برق و قطع مکرر روشنایی که موجب آسیب­های شدید و جبران‌ناپذیر به بیشتر ماشین‌آلات صنایع شده است، منطقی است از فناوری­های نوین جهت تهیه الگوهای مصرف، ذخیره انرژی و بهینه سازی مصارف بهره بریم. با پیاده‌سازی اینترنت اشیا در هوشمند سازی سیستم­های تولید و توزیع انرژی، می­توان علاوه بر دریافت گزارش‌ها میزان مصرف، مقدار تولید به‌صورت بلادرنگ از خرابی­ها نیز جلوگیری کرد و می­توان از راه­حل­های مناسب و پیشگیرانه جهت هدر رفتن انرژی استفاده نمود.

به‌طورکلی ذخیره انرژی­ می­تواند به‌صورت خلاصه در شکل زیر جمع‌بندی شود.

کنترل مصرف انرژی در مصارف خانگی، صنعتی و اماکن عمومی به‌صورت هوشمندانه می­تواند ذخیره انرژی را تا حد زیادی افزایش دهد. داده­های مربوط به میزان مصرف انرژی به‌راحتی قابل‌دسترس است. به کمک هوش مصنوعی داده­های گردآوری و ارسال شده از طریق دستگاه­های هوشمند، علاوه بر کنترل مصرف انرژی، الگوهای مصرف انرژی، بهینه­سازی مصرف و صرفه­جویی در مصرف برای مشتریان بررسی خواهد شد. اطلاعات جمع‌آوری‌شده نیز بر تولید انرژی، قیمت انرژی، داده­های هواشناسی و رفتار کاربر نهایی به‌منظور تولید برنامه­های روزانه و هفتگی برای کاربران نهایی انرژی فراهم خواهد شد.

در این میان مدیران ارشد و مسئولین می­بایست نقش تسهیل‌کننده داشته باشند و قبل از تدوین سیاست‌گذاری‌های کلی و قوانین کشوری، از فناوری­های نوین بهره برده و طرح­های هوشمند را پیاده‌سازی کنند و به‌صورت بلادرنگ مقادیر تولید، توزیع و مصرف و اطلاعات کلیه مصرف‌کنندگان را پایش و کنترل نمایند.

مراجع

[1] D. Evans, The Internet of Things: How the Next Evolution of Internet Is Changing Everything, Cisco tech. rep., Apr. 2011.

[2] Dlink.com [Internet]. Taipei, Taiwan: IoT; 2012 [updated  December 2012].

[3] Energy Efficiency and IOTs, tfg Presentat Per Optar al Títol de Grau en Enginyeria Elèctrica Per Maria Català Mercadal, Andreas Sumper, Barcelona, 26 d’Abril de 2016.

[4] Gyu Myoung Lee, Standardization of IoT Applications for Energy Saving, 2015.

[5] https://eitacies.com/case-studies-major-energy-provider-successfully-streamlined. 2018.

[6] https://sensus.com/internet-of-things/smart-water/2018.

[7] https://www.ibm.com/blogs/internet-of-things/iot-for-water-utilities/2018.

[8] ITU Telecommunication Standardization Sector, ITU-T Recommendation database, 2015.

[9] Ivan Seskar. Kiran Nagaraja. Sam Nelson and Dipankar Raychaudhuri, Mobility First Future Internet Architecture Project, Proceedings of the 7th Asian Internet Engineering Conference AINTEC, 2011.

[10] J. King and Ch. Perry, Smart Buildings: Using Smart Technology to Save Energy in Existing Buildings, February 2017.

[11] Kevin Ashton , The Internet of Things, , 2014.

[12] M.Victoria Moreno. Benito Úbeda. AntonioF. Skarmetaand Miguel and A.Zamora, Howcan We Tackle Energy Efficiency in IoT Based Smart Buildings, Sensors 2014, 14, 9582-9614; doi:10.3390/s140609582.

[13] Market Pulse Report, Internet of Things (IoT) Discover Key Trends & Insights on Distruptive Technologies & Innovations, GrowthEnabler, April, 2017.

[14] Pethuru Raj and Anupama C. Raman, The Internet of Things Enabling Technologies, Platforms, and Use Cases, 2017.

[15] Sabrina Sicari. Alessandra Rizzardi.  Daniele Miorandi. Cinzia Cappiello and Alberto Coen Porisini, A secure and quality-aware prototypical architecture for the Internet of Things , 2016.

[16] Schahram Dustdar. Stefan Nastić and Ognjen Šćekić, Smart Cities The Internet of Things, People and Systems, springer, 2017.

[17] Shagufta Rajguru, Swati Kinhekar and Sandhya Pati, Analysis of Internet of Things in a  Smart Environment, Department of Computer Engineering, Fr. C.R.I.T, Vashi, Navi Mumbai, India.

[18] shee tan. Ting Nga and Sze Choong Lowa, Internet of Things Enabled Real Time Monitoring of  Energy Efficiency on Manufacturing Shop Floors, 2017.

[19] Simmhan et al, Cloud Based Software Platform for Big Data Analytics in Smart Grids, University of Southern California, Copublished by the IEEE CS and the AIP, 2013.

[20] Smart meters quarterly report to end march 2018, great britain.

[21] Somayya Madakam, Internet of Things: Smart Things, Manuscript received August 20, 2014; revised June 12, 2015.

[22] The Energy Market Authority, Singapore Energy Statistics, 2015.

[23] The Internet of Things: An Overview, understanding the Issues and Challenges of a More Connected World, October 2015, [Online], Available: www.internetsocuety.org, [Accessed April 2018].

[24] Waleed Ejaz. Muhammad Naeem. Adnan Shahid. Alagan Anpalagan and Minho Jo, Efficient Energy Management for the Internet of Things in Smart Cities. IEEE Communications Magazine • January 201784 0163-6804/17/$25.00 © 2017 IEEE.

[25] Wang. C. Daneshmand. M. Dohler. M. Mao X, Hu R. Q and Wang H, Guest Editorial Special Issue on Internet of Things (IoT): Architecture, Protocols and Services , 2013.

[1] energy efficiency (EE)

[2] smart sensor networks (SSNs)

[3] big data analytics (BDA)