سیستم مدیریت انرژی EMS؛ آشنایی با اجزا، مزایا و روش اجرا
پریا طهماسبی
|۲۸ مهر ۱۴۰۵
بالا رفتن هزینه برق و گاز همیشه به معنای افزایش استفاده از تجهیزات نیست. گاهی چراغ‌هایی که پس از پایان ساعت کاری روشن می‌مانند یا دستگاه‌های سرمایشی و گرمایشی که بیش از نیاز کار میکنند، هزینه‌های اضافی به همراه دارند. بااین‌حال، تا زمانی که اطلاعات دقیقی از میزان مصرف هر بخش در دسترس نباشد، تشخیص علت این هزینه‌ها چندان آسان نخواهد بود.سیستم مدیریت انرژی EMS برای شناسایی چنین مشکلاتی به‌کار می‌رود. این سیستم با ثبت و بررسی اطلاعات مصرف، کمک میکند مشخص شود انرژی در کدام بخش‌ها و چه زمان‌هایی بیشتر استفاده می‌شود. اما EMS چگونه کار میکند و چه تفاوتی با سیستم مدیریت ساختمان دارد؟ در این مقاله، با اجزای اصلی، کاربردها، مزایا و مراحل راهاندازی آن آشنا می‌شویم.
سیستم مدیریت انرژی EMS چیست؟
فرض کنید ساعت کاری یک ساختمان اداری به پایان رسیده؛ اما چراغ‌ها و دستگاه‌های سرمایشی همچنان روشن مانده‌اند. در چنین شرایطی، اگر مشخص نباشد کدام تجهیزات و در چه ساعت‌هایی انرژی بیشتری مصرف میکنند، شناسایی مصرف غیرضروری و کنترل هزینه‌ها دشوار خواهد بود. سیستم مدیریت انرژی یا EMS برای شناسایی چنین مشکلاتی به‌کار می‌رود.
EMS مخفف عبارت انگلیسی Energy Management System و به مجموعه‌ای از تجهیزات و نرم‌افزارها گفته می‌شود که میزان مصرف برق، گاز و سایر منابع انرژی را در بخش‌های مختلف ساختمان ثبت و بررسی میکنند. اطلاعات به‌دست‌آمده نشان می‌دهند کدام تجهیزات مصرف بیشتری دارند و در چه زمان‌هایی انرژی بیش از نیاز مصرف می‌شود. به این ترتیب، مدیران ساختمان می‌توانند با شناخت بهتر وضعیت مصرف، برای کاهش هزینه‌های انرژی و تنظیم زمان فعالیت تجهیزات برنامه‌ریزی کنند.
سیستم مدیریت انرژی EMS چگونه کار میکند؟
سیستم مدیریت انرژی EMS با ثبت اطلاعات مصرف برق، گاز و سایر منابع انرژی، وضعیت مصرف را در بخش‌های مختلف ساختمان مشخص میکند. این اطلاعات سپس بررسی می‌شوند تا بتوان زمانهای اوج مصرف و موارد اتلاف انرژی را شناسایی کرد. عملکرد این سیستم در سه مرحله انجام می‌شود که در ادامه به آن‌ها پرداخته‌ایم:
جمع‌آوری و پایش اطلاعات مصرف انرژی
در مرحله اول، کنتورها و حسگرهای هوشمند میزان مصرف انرژی را در بخش‌های مختلف ساختمان اندازهگیری میکنند. برای مثال، این تجهیزات می‌توانند مشخص کنند سیستم سرمایش در طول روز چه مقدار برق مصرف کرده است. اطلاعات ثبت‌شده به نرم‌افزار مرکزی منتقل می‌شوند تا تغییرات مصرف در ساعت‌های مختلف قابل مشاهده و بررسی باشد.
تحلیل داده‌ها و شناسایی نقاط اتلاف انرژی
پس از جمع‌آوری اطلاعات، نرم‌افزار EMS میزان مصرف انرژی را در ساعت‌های مختلف بررسی و مقایسه میکند. برای مثال، اگر مصرف برق ساختمان پس از پایان ساعت کاری همچنان بالا باشد، این سیستم افزایش غیرعادی آن را تشخیص می‌دهد. به این ترتیب، مشخص می‌شود کدام بخش‌های ساختمان انرژی بیشتری مصرف میکنند و در چه زمان‌هایی احتمال اتلاف انرژی وجود دارد.
کنترل مصرف، ارسال هشدار و گزارش‌دهی
در مرحله آخر، سیستم EMS اطلاعات به‌دست‌آمده را در قالب گزارش و نمودار نمایش می‌دهد تا بتوان دید روشن‌تری از وضعیت مصرف انرژی داشت. در صورت افزایش غیرعادی مصرف نیز هشدارهایی برای اطلاع از این تغییرات ارسال می‌شود. همچنین، اگر سیستم به تجهیزات کنترلی متصل باشد، میتوان زمان روشن و خاموش شدن دستگاهها را بر اساس برنامه‌ای مشخص تنظیم کرد و مصرف غیرضروری انرژی را کاهش داد.
اجزای اصلی سیستم مدیریت انرژی EMS کدام‌اند؟
در یک ساختمان هوشمند، مدیریت مصرف انرژی تنها به روشن و خاموش کردن دستگاهها محدود نمی‌شود. برای اینکه مشخص گردد هر بخش چه مقدار انرژی مصرف میکند، اطلاعات مربوط به آن باید اندازهگیری، ثبت و بررسی شود. سیستم EMS این کار را با کمک چند بخش اصلی انجام می‌دهد که هرکدام وظیفه مشخصی دارند:
- کنتورها و حسگرهای هوشمند: میزان مصرف برق و گاز، دمای محیط و وضعیت فعالیت دستگاهها را اندازهگیری و ثبت میکنند.
- تجهیزات ارتباطی: اطلاعات ثبت‌شده را از کنتورها و حسگرها به نرم‌افزار مرکزی انتقال می‌دهند.
- نرم‌افزار مدیریت انرژی: اطلاعات دریافتی را بررسی میکند و نتایج را در قالب گزارش و نمودار نمایش می‌دهد. همچنین، در صورت شناسایی مصرف غیرعادی، هشدار می‌فرستد.
- تجهیزات کنترلی: در سیستمهای مجهز به قابلیت کنترل، فرمان‌های مربوط به روشن و خاموش کردن دستگاهها یا تغییر تنظیمات آن‌ها را اجرا میکنند.
سیستم EMS چه کاربردهایی در ساختمان و صنعت دارد؟
مصرف انرژی در یک ساختمان مسکونی با کارخانه‌ای که دستگاه‌های صنعتی متعددی دارد، متفاوت است. هر مجموعه باتوجه به نوع تجهیزات و میزان انرژی مصرفی، میتواند از این سیستم برای بررسی و مدیریت بهتر مصرف استفاده کند.
کاربرد EMS در ساختمانهای مسکونی، اداری و تجاری
در مجتمع‌های مسکونی، بخش قابل‌توجهی از انرژی صرف روشنایی پارکینگ، راهروها و تجهیزات موتورخانه می‌شود. سیستم EMS میزان مصرف این بخش‌ها را ثبت میکند و تغییرات آن را در ساعت‌های مختلف نشان می‌دهد. در ساختمانهای اداری نیز میتوان با استفاده از این سیستم، مصرف برق تجهیزات سرمایشی و گرمایشی و روشنایی را بررسی کرد و از روشن ماندن غیرضروری آن‌ها پس از پایان ساعت کاری مطلع شد.
در مراکز تجاری، فروشگاه‌ها، سیستم تهویه مرکزی و روشنایی فضاهای عمومی هرکدام الگوی مصرف متفاوتی دارند. EMS با بررسی اطلاعات این بخش‌ها، امکان شناسایی تجهیزات پرمصرف و تنظیم بهتر زمان فعالیت آن‌ها را فراهم میکند.
کاربرد EMS در کارخانه‌ها و مراکز صنعتی
در کارخانه‌ها، دستگاه‌های تولیدی تنها مصرف‌کنندگان انرژی نیستند؛ تجهیزاتی مانند کمپرسورها، موتورهای الکتریکی و سیستمهای گرمایشی نیز بخش قابل‌توجهی از برق و سوخت مجموعه را مصرف میکنند. سیستم EMS با اندازهگیری میزان انرژی مصرفی این بخش‌ها، تغییرات آن را در طول فعالیت کارخانه و هنگام توقف خطوط تولید نشان می‌دهد.
برای مثال، ممکن است بعضی دستگاهها پس از پایان شیفت کاری همچنان روشن بمانند یا مصرف برق یک خط تولید بدون افزایش میزان تولید، بیشتر شود. مقایسه اطلاعات ثبت‌شده در دوره‌های مختلف به شناسایی چنین مشکلاتی کمک میکند تا علت افزایش مصرف مشخص شود و در صورت نیاز، برنامه کاری دستگاهها یا وضعیت فنی آن‌ها مورد بازبینی قرار گیرد.
مزایای استفاده از سیستم مدیریت انرژی چیست؟
استفاده از سیستم EMS به مدیران ساختمان‌ها و مجموعه‌های صنعتی کمک میکند شناخت دقیق‌تری از نحوه مصرف انرژی داشته باشند. مهم‌ترین مزایای این سیستم عبارت‌اند از:
- کاهش هزینه‌های انرژی: شناسایی و اصلاح مصرف غیرضروری میتواند هزینه برق و گاز مجموعه را کاهش دهد.
- شناسایی تجهیزات پرمصرف: با اطلاعات ثبت‌شده میتوان فهمید که کدام دستگاهها یا بخش‌ها انرژی بیشتری مصرف میکنند.
- مدیریت بهتر زمان فعالیت تجهیزات: امکان تنظیم برنامه کاری دستگاهها بر اساس ساعت حضور افراد یا نیاز مجموعه فراهم می‌شود.
- تشخیص سریع‌تر مشکلات مصرف: افزایش غیرعادی مصرف انرژی زودتر شناسایی می‌شود و امکان بررسی علت آن وجود دارد.
- کمک به کاهش اثرات زیست‌محیطی: کاهش مصرف غیرضروری انرژی میتواند میزان انتشار آلاینده‌های ناشی از تامین انرژی را نیز کاهش دهد.
ازآنجایی که با مزایای استفاده از سیستم مدیریت انرژی آشنایی پیدا کردید، لازم است بدانید بخش قابل‌توجهی از انرژی ساختمان صرف سرمایش، گرمایش و تهویه می‌شود، شناخت سیستمهای مرتبط با این بخش نیز اهمیت دارد. برای شناخت بهتر نحوه عملکرد آن‌ها می‌توانید مقاله «سیستم HVAC چیست» را در وبلاگ مهراکو مطالعه نمایید.
معایب سیستم EMS
با وجود مزایای مختلف، نصب و استفاده از سیستم مدیریت انرژی با محدودیت‌هایی نیز همراه است که باید پیش از انتخاب آن در نظر گرفته شوند.
- هزینه اولیه راهاندازی: خرید کنتورها، حسگرها، نرم‌افزار و تجهیزات ارتباطی میتواند هزینه قابل‌توجهی داشته باشد.
- نیاز به نگهداری و بررسی دوره‌ای: تجهیزات اندازهگیری و نرم‌افزار سیستم برای ثبت اطلاعات دقیق به بررسی و نگهداری نیاز دارند.
- محدودیت سازگاری با تجهیزات قدیمی: اتصال بعضی دستگاه‌های قدیمی به EMS ممکن است به تجهیزات واسط یا تغییرات فنی نیاز داشته باشد.
- نیاز به آموزش کاربران: استفاده درست از گزارش‌ها و تنظیمات سیستم به آشنایی مسئولان با نحوه کار نرم‌افزار بستگی دارد.
- وابستگی به زیرساخت ارتباطی: ا ختلال در شبکه یا ارتباط تجهیزات میتواند ثبت و انتقال اطلاعات را مختل کند
تفاوت سیستم مدیریت انرژی EMS و سیستم BMS چیست؟
سیستمهای EMS و BMS هر دو در مدیریت ساختمانهای هوشمند کاربرد دارند؛ اما هدف اصلی آن‌ها یکسان نیست. سیستم مدیریت ساختمان یا BMS بیشتر بر کنترل و هماهنگی تجهیزات ساختمان تمرکز دارد؛ درحالی‌که EMS برای بررسی مصرف انرژی و بهبود بهره‌وری آن به‌کار می‌رود. البته این دو سیستم می‌توانند به یکدیگر متصل شوند و برخی قابلیت‌های مشترک داشته باشند.
| سیستم مدیریت انرژی BMS | سیستم مدیریت انرژی EMS |
|---|---|
| کنترل و مدیریت یکپارچه تجهیزات ساختمان | کاهش مصرف غیرضروری انرژی و بهبود بهره‌وری |
| عملکرد تجهیزات را بر اساس برنامه‌های زمانی و اطلاعات حسگرها تنظیم میکند | اطلاعات مصرف انرژی را ثبت و تحلیل میکند و به شناسایی فرصتهای صرفهجویی کمک میکند |
| تجهیزات مورد استفاده: کنترلرها، حسگرها، عملگرها و نرم‌افزار مدیریت ساختمان | تجهیزات مورد استفاده: کنتورهای هوشمند، حسگرها و نرم‌افزار تحلیل مصرف انرژی |
| کاربردها: مدیریت روشنایی، تهویه، سرمایش، گرمایش و سایر تاسیسات | کاربردها: شناسایی بخش‌های پرمصرف، بررسی هزینه‌های انرژی و کمک به کاهش اتلاف |
باتوجه به مواردی که در بالا بیان شد، اگر می‌خواهید با نحوه عملکرد BMS و نقش آن در هوشمندسازی ساختمان بیشتر آشنا شوید، پیشنهاد می‌کنیم مقاله BMS چیست را در وبلاگ مهراکو مطالعه نمایید.
البته لازم است بدانید، بررسی مصرف انرژی تنها به زمان استفاده از ساختمان محدود نمی‌شود. در مرحله طراحی نیز میتوان با کمک مدل سازی اطلاعات ساختمان و نرم‌افزارهای شبیه‌سازی، میزان انرژی موردنیاز ساختمان را محاسبه کرد و راهکارهای مختلف کاهش مصرف را پیش از اجرا سنجید.
مراحل راهاندازی سیستم مدیریت انرژی چگونه است؟
برای راهاندازی سیستم مدیریت انرژیEMS ، ابتدا باید وضعیت مصرف انرژی در ساختمان یا مجموعه صنعتی مشخص شود. سپس باتوجه به نیاز هر بخش، تجهیزات مناسب انتخاب و نصب می‌شوند تا امکان ثبت اطلاعات و بررسی میزان مصرف فراهم گردد. این فرایند در چهار مرحله اصلی انجام می‌شود:
- بررسی وضعیت فعلی مصرف انرژی: شناسایی بخش‌های پرمصرف و بررسی میزان مصرف انرژی مجموعه
- انتخاب تجهیزات و نرم‌افزار مناسب: انتخاب کنتورها، حسگرها و نرم‌افزار متناسب با نیاز مجموعه
- نصب و راهاندازی سیستم: نصب تجهیزات و اتصال آن‌ها به نرم‌افزار مرکزی برای ثبت اطلاعات
- بررسی نتایج و بهینه‌سازی مصرف: تحلیل گزارش‌ها و اصلاح برنامه فعالیت تجهیزات برای کاهش مصرف انرژی
جمع‌بندی
سیستم مدیریت انرژی EMS راهکاری برای شناخت بهتر میزان مصرف انرژی در ساختمان‌ها و مراکز صنعتی محسوب می‌شود. این سیستم با کمک تجهیزات اندازهگیری و نرم‌افزارهای مخصوص، اطلاعات مصرف را ثبت و تحلیل میکند تا بخش‌های پرمصرف و فرصتهای صرفهجویی مشخص شوند. البته کاهش هزینه‌ها تنها به نصب این سیستم وابسته نیست و به انتخاب تجهیزات مناسب و استفاده درست از گزارش‌ها نیز بستگی دارد.
سوالات متداول
آیا سیستم EMSمیتواند مصرف برق ساختمان را کاهش دهد؟
بله؛ این سیستم با شناسایی تجهیزات پرمصرف و زمانهای اتلاف انرژی، به کاهش مصرف برق کمک میکند؛ البته میزان صرفهجویی به اقدامات اصلاحی انجامشده بستگی دارد.
آیا نصب سیستم EMS در ساختمانهای قدیمی امکانپذیر است؟
بله؛ در بسیاری از ساختمانهای قدیمی میتوان با نصب کنتورها، حسگرها و تجهیزات ارتباطی مناسب، سیستم EMSرا راهاندازی کرد.
آیا سیستم مدیریت انرژی EMSبه اینترنت نیاز دارد؟
خیر؛ بعضی سیستمهای EMSاز طریق شبکه داخلی کار میکنند؛ اما برای نظارت از راه دور و استفاده از امکانات ابری، ممکن است به اینترنت نیاز باشد.
آیا سیستم EMSتجهیزات برقی را بهصورت خودکار خاموش میکند؟
در صورت اتصال به تجهیزات کنترلی، EMSمیتواند دستگاهها را بر اساس برنامه زمانی یا شرایط تعیینشده روشن و خاموش کند.
تفاوت کنتور هوشمند با سیستم EMSچیست؟
کنتور هوشمند میزان مصرف انرژی را اندازهگیری و ثبت میکند؛ اما سیستم EMSاطلاعات کنتورها را تحلیل مینماید و امکان بررسی الگوی مصرف و شناسایی فرصتهای صرفهجویی را فراهم میسازد.
دیدگاه شما
دیدگاه‌ها
درحال دریافت دیدگاه‌ها...
مقالات پیشنهادی
سیستم BMS چگونه ساختمان را هوشمند مدیریت میکند؟
سیستم HVAC چیست و چگونه کار میکند؟ مزایا و معایب استفاده
معرفی سیستم هوشمند سازی برق ساختمان + انواع و اجزای آن
معماری پایدار؛ رویکردی برای بناهای ماندگار و کم‌مصرف
نقش مصالح ساختمانی در مصرف انرژی و راهکارهای کاهش مصرف
