ازآنجاکه پیش‌بینی می‌شود میزان مصرف انرژی در جهان طی 25 سال آینده 40 درصد افزایش داشته باشد، نیاز به راهکارهای هوشمندانه جهت مصرف انرژی به بالاترین اهمیت خود رسیده است.
خوشبختانه برخی از تغییرات اساسی به سمت مدیریت انرژی کارآمدتر در حال انجام است. از لامپ‌های هوشمند تا سکوهای نفتی کاملاً خودکار – تأثیر اینترنت اشیا (IoT) در بخش انرژی را نشان می‌دهند.
با توجه به تقاضای زیاد برای اتوماسیون و بهره‌وری عملیاتی، مشاغل بیشتری در حال بررسی موارد استفاده IoT در مدیریت انرژی هستند.
بنابراین، چگونه IoT بر صنعت انرژی تأثیر گذاشته است؟ موارد کاربردی بالقوه برای راهکارهای انرژی هوشمند چیست؟ ما سعی می‌کنیم به این سؤالات در ادامه پاسخ دهیم.اما ابتدا در مورد مزایای IoT در صنعت انرژی صحبت خواهیم کرد.
فرصت‌های IoT در صنعت انرژی
همانطور که در بالا ذکر شد، عامل اصلی استفاده از فناوری‌های IoT در صنعت انرژی، نیاز به مدیریت کارآمدتر انرژی است. بااین‌وجود، روش‌های بسیاری دیگر وجود دارد که تجهیزات IoT می‌توانند صنعت را تغییر دهند.
تأثیر اصلی IoT در صنعت انرژی در موارد زیر است:
- بهره‌وری انرژی بالاتر با استفاده از IoT: به دلیل کنترل بهتر بر مصرف انرژی، سازمان‌ها می‌توانند ضایعات را به میزان قابل‌توجهی کاهش دهند. این منجر به صرفه‌جویی عمده در هزینه‌ها و کاهش انتشار CO2 می‌شود که این امر تأثیر مثبتی بر محیط‌زیست دارد.
- صرفه‌جویی در هزینه: راهکارهای IoT در صنعت انرژی به سازمان‌ها کمک می‌کند تا هزینه‌های نگهداری و بهره‌برداری را از طریق نوسازی سیستم کاهش دهند و تلاش‌های انسانی را به حداقل برسانند.
- افزایش قابلیت اطمینان منبع تغذیه: متوسط هزینه‌ی قطع برق در ایالات‌متحده در حال حاضر معادل 150 میلیارد دلار در سال است و حدود 25 درصد از کل قطع برق در اثر خرابی تجهیزات ایجاد شده است. طبق این مطلب، همیشه یک راهکار پیشنهادی برای حل این مسائل توسط سیستم‌های انرژی IoT وجود دارد، زیرا منبع پایدار و مطمئن‌تری را ارائه می‌دهند.
- منابع داده جدید: از نظر جمع‌آوری و پردازش داده‌ها، تجهیزات انرژی IoT بینش در زمان واقعی عملکرد سیستم را ارائه می‌دهند. با استفاده از این داده‌ها می‌توان مدل‌های تعمیر و نگهداری را پیش‌بینی و همچنین بهبود ایمنی کارکنان را امکان‌پذیر کرد.
چالش‌های IoT در بخش انرژی و چگونگی غلبه بر آنها
با وجود مزایای غیرقابل انکار، راهکارهای هوشمند انرژی پیامدهای خود را دارد. در اینجا برخی از ایراداتی که باید هنگام استفاده از فناوری‌های IoT در صنعت انرژی در نظر گرفته شوند، آورده شده است.
امنیت یک تهدید مشترک برای همه راهکارهای اینترنت اشیا (IoT) است. API هایی که تجهیزات شما را به یک شبکه واحد وصل می‌کنند می‌توانند به عنوان نقطه ورود برای حملات هدفمند استفاده شوند.
اتصال: سیستم شما باید همیشه با حداقل زمان تأخیر برای پردازش داده‌ها و بازخورد در دسترس باشد.
هنگامی‌که شما نیاز دارید شبکه IoT جدید خود را به سیستم‌های موجود متصل کنید که اغلب به فناوری‌های قدیمی متکی هستند، چالش‌های ادغام بوجود می‌آید. در این حالت ابتدا باید با نوسازی زیرساخت‌های فعلی شروع کنید.
8 مورد کاربردی برتر برای استفاده از راهکارهای انرژی هوشمند
1. صنایع مبتنی بر IoT در مدیریت و تولید انرژی
- نظارت و نگهداری سیستم انرژی
از IoT در صنعت انرژی می‌توان برای پیگیری معیارهای سیستم از جمله سلامت کلی، عملکرد و کارایی آن استفاده کرد و در نتیجه نگهداری آن را ساده‌تر کرد. در توربین بادی یا سایر تجهیزات مه ، تشخیص مشکل قبل از کار افتادن سیستم دشوار خواهد بود، بعلاوه بررسی مشکلات دستی یک فرایندها بسیار بیهوده و پرزحمت هستند.
شرایط خاص: جنرال الکتریک از سنسورهای IoT برای نظارت بر خروجی و بهره‌وری تجهیزات خود استفاده می‌کند. GE با استفاده از داده‌های سنسورها، مدل‌های تعمیر و نگهداری را بر اساس پلتفرم Predix خود پیاده‌سازی و پیش‌بینی می‌کند.در نتیجه شرکت می‌تواند نیازهای نگهداری خود را بهتر پیش‌بینی کند، به راندمان عملیاتی بهتری دست یابد و خرابی سیستم را به حداقل برساند.
IoT ساخت نیروگاه‌های کاملاً مستقل انرژی یا سکوهای نفتی را ممکن می‌سازد. همانطور که در بالا ذکر شد، می‌توان از سنسورهای هوشمند برای نظارت بر عملکرد سیستم در زمان واقعی استفاده کرد و در نتیجه، به طور خودکار با استفاده از یادگیری ماشین و هوش مصنوعی، راندمان آن را تنظیم کرد.
درعین‌حال تجهیزات حفاری با قابلیت IoT می‌توانند بطور خودکار عمق سکو را تنظیم کرده و با استفاده از الگوریتم‌های AI برای عملکرد بهینه، شرایط خارجی را تنظیم کنند. در نتیجه نیاز به دستکاری تجهیزات به حداقل می‌رسد.
به همین ترتیب می‌توان نیروگاه‌ها را کارآمدتر کرد و ضایعات را کاهش دهد. به‌عنوان‌مثال سیستم فعال شده IoT که توسط جنرال الکتریک مستقر شده است به افزایش بهره‌وری نیروگاه زغال‌سنگ تا 16 درصد کمک می‌کند، درحالی‌که انتشار گازهای گلخانه‌ای را 3 درصد کاهش می‌دهد. این امر با بهینه‌سازی احتراق سوخت و تنظیم فرایند بر روی مشخصات سوخت در حال سوختن یعنی تنظیم خودکار جریان اکسیژن در دیگ بخار حاصل می‌شود.
راهکارهای IoT همچنین می‌تواند در صنعت انرژی برای بهبود ایمنی عملیاتی و جلوگیری از حوادث حین تولید (و همچنین از بین بردن پیامدهای آنها) مورد استفاده قرار گیرد.
شرکت گاز و برق PG&E از هواپیماهای بدون سرنشین برای یافتن نشت گاز متان در طی آتش‌سوزی کالیفرنیای شمالی استفاده کرده است. هواپیماهای بدون سرنشین داده‌ها را به سیستم کنترل یکپارچه منتقل می‌کنند که به نوبه خود بطور خودکار نشتی را جدا می‌کند تا توسط خدمه در محل برطرف شود. این سازمان در حال آزمایش این روش برای انجام بازرسی‌های معمول زیرساخت‌ها نیز هست.
هواپیماهای بدون سرنشین ایمنی همچنین می‌توانند به عنوان بخشی از سیستم مدیریت خطر برای کاهش ریسک کارمندان در نیروگاه‌های هسته‌ای یا در مناطق معدن استفاده شوند.
2. دستگاه‌های انرژی IoT برای مصرف‌کننده و موارد استفاده
این دستگاه‌های انرژی IoT مصرف‌کنندگان را مستقیماً به ایستگاه توزیع برق متصل می‌کنند و امکان ارتباط دوطرفه را فراهم می‌کنند. در نتیجه آنها می‌توانند اطلاعات عملیاتی مهم را در زمان واقعی به آژانس‌های آب و برق ارسال کنند تا سازمان‌ها به سرعت مشکلات مربوط به عملکرد از جمله خاموشی‌ها را برطرف کنند و خرابی سیستم را کاهش دهند.
کنتورهای هوشمند همچنین می‌توانند بخش آسیب‌دیده یک خط را بدون تأثیرگذاری بر عملکرد بقیه شبکه شناسایی و جدا کنند.
به‌طورکلی مزایای بسیاری وجود دارد که مصرف‌کنندگان می‌توانند با استفاده از کنتورهای هوشمند بهره‌مند شوند.جای تعجب نیست که هزینه‌های شبکه هوشمند در آمریکا بین سال‌های 2018 و 2030 به 36 میلیارد دلار برسد.
کنتورهای هوشمند متصل به یک شبکه واحد، شبکه‌های انرژی هوشمند را ایجاد می‌کنند. این روش دیگری است که می‌توان از اینترنت اشیا در مدیریت انرژی استفاده کرد.
Duke Energy یک شرکت مستقر در فلوریدا ، "سیستم شبکه خوددرمانی" را معرفی کرده است که می‌تواند به طور خودکار پس از قطع برق دوباره کالیبره شود و در نتیجه خرابی را به حداقل برساند.
مثال دیگر: Chattanooga, Tennessee جز اولین شهرهایی است که فناوری شبکه هوشمند را پیاده‌سازی کرد و بیش از 50 درصد به کاهش خاموشی برق جامعه كمك كرد تا در طی یك طوفان بیش از 1.4 میلیون دلار هزینه عملیاتی خود را پس‌انداز كند.
علاوه بر این شبکه‌های هوشمند تأثیر مثبتی بر محیط‌زیست دارند: پیش‌بینی می‌شود تا سال 2030 میزان آلودگی هوا 30 درصد کاهش یابد.
از تجهیزات IoT می‌توان برای مدیریت خودکار روشنایی، گرمایش و رطوبت در یک ساختمان استفاده کرد، خواه یک دفتر باشد یا یک خانه خصوصی. IoT می‌تواند باعث کاهش مصرف انرژی و در نتیجه کارآیی ساختمان‌ها شود. این مفهوم به سرعت در حال افزایش است: بین سال‌های 2016 و 2017 به میزا 75 درصد افزایش مصرف انرژی خالص در منازل وجود داشته است.
درست مانند ساختمان‌های جداگانه، زیرساخت‌های کل شهر نیز می‌توانند از راهکارهای انرژی IoT بهره‌مند شوند. از سیستم‌های روشنایی خیابانی گرفته تا حمل‌ونقل عمومی برق، راهکارهای انرژی IoT ده ها راه برای بهینه‌سازی مصرف برق، کاهش ضایعات و در نتیجه ایجاد جوامع شهری پایدار ارائه می‌دهد.
کپنهاگ، سانفرانسیسکو و ونکوور تنها شهرهایی هستند که از طریق کاهش مصرف انرژی و بهبود بهره‌وری انرژی، تلاش قابل‌توجهی برای پایدار ماندن آن انجام داده‌اند.
صرف نظر از تمرکز اصلی در کسب‌وکار شما، سرمایه‌گذاری در ابتکارات انرژی هوشمند ایده خوبی است به خصوص اکنون که جامعه جهانی در تلاش است زندگی پایدارتر و بدون زباله را پشت سر بگذارد. علاوه بر این، شما هنوز هم فرصتی برای تبدیل شدن به یکی از پذیرندگان اولیه دارید تا جایگاهی را در بازار فراهم کنید.
ادامه دارد...
