نوشته‌ها

خانه هوشمند Zigbee ارتباط بی سیم کنترل از راه دور ایمنی و آسایش (۳)

اجزاء سیستم مدیریت هوشمند ساختمان

از انواع تجهیزات اتوماسیون و هوشمند سازی می توان به اجزای زیر اشاره کرد. از محركي في احمر گریا (Sensors) 2( گره پردازن مکسول کترل ریا (Controllers) 3( علگریا (Actuators)

سه بخش بالا توسط رسانه انتقال و ارتباطی مانند ، فیبر نوری ، سیم و کابل ، سیگنالهای الکتریکی و یا امواج رادیوئی RF و بوسیله پروتکل ارتباطی که نوعی زبان محاوره ای بین تجهیزات هوشمند سازی می باشد با یکدیگر ارتباط برقرار کرده و اقدام به تبادل داده و اطلاعات می نمایند.

۶- پروتکل Protocol چیست

معانی لغوی پروتکل یعنی توافق و تفاهم نامه ، مراوده ، عقد قرار داد و غیره می باشد. پروتکل به مجموعه ای از قوانین و استانداردهای اطلاق می شود که با استفاده از یک زبان محاوره ای ساده و قابل درک و تشخیص که موجب برقراری ارتباط و گفتگو بین دو یا چند گره یا تجهیزات الکترونیکی و سخت افزاری در یک شبکه هوشمند و رایانه ای شده و فرایند انتقال داده و کنترل آن را بر عهده دارد پروتکلها در پایین ترین سطح ، رفتار اتصال بین گره ها و تجهیزات سخت افزاری را مشخص و تعریف می کنند و توانایی پیاده سازی در سخت افزار و نرم افزار یا ترکیبی از این دو را دارند.

۷- پروتکل زیگبی (Protocol ZigBee)

پروتکل ZigBee از جمله تکنولوژی های نو ظهور در صنعت هوشمند سازی ساختمان می باشد که در سال ۲۰۰۲ میلادی توسط گروه صنعتی اتحاد ZigBee طراحی و ثبت شد. که مسئولیت توسعه این استاندارد را تحت نظر و بر پایه استاندارد ۸۰۲٫۱۵٫۴ که مربوط به قوانین حسگرهای بی سیم می باشد را بر عهده گرفت.

به بیان دیگر پروتکل ZigBee را می توان مجوعه ای از پروتکل های ارتباطی سطح بالا بر شمرد که موجب برقراری ارتباط بین تجهیزات مختلفی از قبیل فرستنده و گیرنده های دیجیتال (Master , Slave ) در یک محدود و پهنای

باند فرکانسی خاصی می شود که با توان مصرفی پایین و بهینه از استانداردها و پروتکل های امنیتی حسگرهای بیسیم (۸۰۲٫۱۵٫۴ IEEE) نیز در رابطه با شبکه های بی سیم و رایانه ای پیروی می کند یاد کرد.

۸- گروه Alliance ZigBee

نام انجمن و اتحادیه ای از شرکتها و سازمانهایی می باشد که در مورد پروتکل ارتباطی ZigBee در زمینه های مانند بهینه سازی مصرف انرژی ، کاهش هزینه های تولید تجهیزات سخت افزاری با نرخ توان مصرفی پایین یا Low Power ایجاد و طراحی شبکه های بر پایه پروتکل ZigBee حفاظت و کنترل تردد و نحوه برقرای امنیت و مقابله با نفوذ در شبکه هوشمند ساختمان ، حسگرهای بی سیم و غیره با یکدیگر همکاری می کنند، و به بحث و گفتگو در جهت پیگیری ، استفاده و حمایت از ایجاد یک استاندارد کلی در مورد ساخت تجهیزات هوشمند سازی ساختمان و شبکه های حسگر بیسیم به یک شکل واحد و زیر نظر یک گروه و استاندارد خاص، به نام Alliance ZigBee که پلت فرم و قالبی بهینه شده و ارتقاء یافته از تمامی پروتکل های ارتباطی پیشین در زمینه هوشمند سازی ساختمان است می پردازند. که در جهت تامین نیازهای منحصر به فرد به شیوه کنترل از راه دور ، حفاظت و نظارت بر کنترل ترددها، برنامه های مورد استفاده در شبکه هوشمند (چه در زمینه ساختمان ، پزشکی ، شبکه های حسگر بی سیم و غیره) ، ایجاد فرهنگ بهینه سازی مصرف انرژی ، افزایش قابلیت اطمینان و جایگزینی سلولهای خورشیدی با منابع DC در سیتم ها و شبکه های هوشمند مورد بحث و تبادل نظر قرار می گیرد.

پروتکل ZigBee به عنوان یک فناوری ارزانتر از فناوری پروتکل بلوتوث یا دندان آبی برای شبکه های خصوصی بیسیم مطرح شد. بوسیله ZigBee می توان تعداد ۶۴۰۰۰ وسیله از نوع تجهیزات هوشمند سازی و گره را به صورت همزمان و بدون ترافیک و ایجاد تصادم و قابلیت ایمنی بالا از طرق شبکه به یکدیگر متصل نمود.

خانه هوشمند Zigbee ارتباط بی سیم کنترل از راه دور ایمنی و آسایش (۲)

مفهوم کلی سیستم مدیریت هوشمند ساختمان ( اتوماسیون خانگی )

استفاده از نیروی انسانی جهت کنترل و پایش تجهیزات به کار رفته در بخش های مختلف صنعتی ، تجاری ، مسکونی ، بهداشتی ، اداری ، کشاورزی و غیره موجب اتلاف زمان ، انرژی و هزینه ها در امر پایش و کنترل این تجهیزات می شود، و همچنین مستلزم حضور فرد در محل بکار گیری تجهیزات غیر هوشمند می شود. و در بعضی از موارد در نتیجه خطای صورت گرفته از سوی کاربر با اپراتور باعث وارد شدن آسیب های جدی به تجهیزات بکار گرفته شده و ساختمان می شود. سیستم مدیریت هوشمند ساختمان یا اتوماسیون خانگی باعث کنترل بدون وقفه ، سریع با اطمینان و ضریب امنیت قابل قبول در تمام مدت شبانه روز با برنامه هائی که از پیش تعیین و اولویت بندی شده توانسته است شرایط نسبتا ایده آلی از لحاظ ایجاد ، فضای امن و ایمن که سرشار از آرامش است را برای ساکنان خانه سیز فراهم کند. ضمن اینکه می تواند موجب کاهش هزینه و مصرف بهینه انرژی در این بخش ها باشد و سبب افزایش عمر مفید تجهیزات و کارکرد آنها با دقت بالا شده و سهم قابل قبولی در کاهش آلودگی های زیست محیطی به واسطه کاهش مصرف سوخت های فسیلی و انرژی دارد.

مزایای اجرای سیستم مدیریت هوشمند ساختمان (BACS) ، (BEMS) ، (BMS) یا (BAS)

کاهش هزینه های ساکنان خانه سبز و مصرف انرژی / حذف اپراتور در بخش کنترل تجهیزات هوشمند سبب افزایش عمر مفید و کارکرد بهینه تجهیزات می شود ، عدم نیاز به سرویس و پیمانکاران دائمی جهت تعمیرات ناشی از کارکرد مداوم تجهیزات و کاهش هزینه ها به ایجاد کردن فضائی امن ، ایمن و سرشار از آرامش همراه با ایجاد شرایط مطلوب برای یک زندگی ایده آل

کاهش آلودگی های زیست محیطی و گازهای گلخانه ای به ایجاد قابلیت کنترل و پایش مانیتورینگ از تمامی فضاها و محیط در یک ساختمان – مدیریت هوشمندانه در اولویت بندی زمانی و از پیش برنامه ریزی شده جهت کاهش پیک بار یا اوج مصرف در زمان های خاصی از شبانه روز.

امکانات و قابلیت های فنی ، رفاهی و امنیتی خانه های هوشمند

ساختمان هوشمند با بهاء دادن به چهار مولفه ارزشمند که عبارتند از ، سیستم ها ، ساختار یا نحوه کارکرد ، سرویس و ارائه خدمات رسانی ، مدیریت و ایجاد رابطه ای منسجم و منظم میان آنها می باشد که توانسته آرزوی ایجاد ساختمانهای ایده آل از نظر مصرف انرژی و هزینه ها را به واقعیت نزدیکتر کند. ساختمان سبز یا هوشمند قابلیت های خود را به وسیله سیستم های کنترلی هوشمند در اختیار ساکنان قرار می دهد. که این سیستم ها عبارتند از:

سیستم های روشنائی ، سیستم اعلام و نشت و مقدار گاز در هوا ، سیستم اعلام و اطفای حریق ، سیستم های امنیتی و حفاظتی از قبیل سیستم اعلام سرقت و مقابله با آن ، دوربین های مدار بسته و سیستم کنترل تردد و سیستم تماس گیرنده تلفنی ، سیستم کنترل و اعلام دما ، رطوبت سنج و غیره می باشد.

خانه هوشمند Zigbee ارتباط بی سیم کنترل از راه دور ایمنی و آسایش (۱)

افزایش بی رویه جمعیت در طی یکصد سال گذشته و اتلاف منابع مالی و منابع طبیعی تجدید ناپذیر به عنوان یک چالش پیش رو از سوی دولتها مطرح شد. تمامی این مشکلات در نهایت منجر به ظهور دانش جدیدی به نام سیستم مدیریت هوشمند سازی ساختمان BMS شد. این فناوری در بخش های مختلف از قبیل خانگی ، بهداشتی ، کشاورزی و غیره جهت کاهش هزینه ها ، پایش و بهینه سازی مصرف انرژی طرح ریزی شده و با عنوان خانه سبز از سوی کارشناسان محیط زیست لقب گرفت. BMS دارای پروتکل های ارتباطی متنوعی است که یکی از این ها خانه هوشمند Zigbee در شبکه هوشمند سازی ساختمان می باشد که از تجهیزات و ماژول های فرستنده و گیرنده مختلفی جهت تبادل داده ها و اطلاعات دستوری و کنترلی سیستم استفاده می کند. این فناوری توانسته محیطی امن ، همراه با احساس آرامش ، مصرف بهینه انرژی و هزینه را به ساکنان و کاربران خانه هوشمند هدیه کند.

تکنولوژی خانه هوشمند Zigbee

تکنولوژی خانه هوشمند Zigbee تنها تکنولوژی باز بی سیم بر اساس تکنولوژی اینترنت اشیا (IOT) میباشد که امکان ارتباط هوشمند اشیا را با یکدیگر با هدف فراهم آوردن زندگی راحت و کارآمد میسر می سازد .

مزایای سیستم هوشمند بیسیم IOT

  • عدم نیاز به تغییر در ساختار سیم کشی ساختمان
  • قابل اجرا در ساختمانهای در حال ساخت یا ساخته شده
  • جلوگیری از کابل کشی پیچیده و هزینه های بالای آن
  • ارزانتر در مقایسه به سیستم کابلی
  • عدم نیاز به پنل کنترلی و تخصیص فضا جهت آن
  • راه اندازی و نصب آسان
  • کاربری ساده و آسان حتی برای کودکان و سالمندان
  • برنامه ریزی و سناریو پردازی بسیار ساده حتی توسط کاربران آماتور

روند و تغییرات پیش آمده در نحوه زندگی انسانها در عصر حاضر گسترش هرچه بیشتر ارتباطات را در پی دارد. گسترش ارتباطات از توسعه سیستم های مخابراتی، اینترنت و … آغاز شد و هم اکنون با توسعه روز افزون شبکه های اجتماعی مجازی به حد نهایی خود رسیده است. و باعث پدید آمدن فن آوری جدیدی به نام اینترنت اشیا گردیده است که در آن اشیا از طریق شبکه بیسیم و اینترنت با یکدیگر در تعامل قرار می گیرند.

پروتکل خانه هوشمند Zigbee

خانه هوشمند Zigbee یکی از پروتکل های سیستم هوشمند سازی ساختمان است که از استاندارد و قوانین حسگرهای بی سیم پیروی میکند. شبکه هوشمند ساختمان از تعدادی گره با تجهیزات سخت افزاری الکترونیکی ، الکتریکی، الکترومکانیکی، حرارتی و برودتی و غیره تشکیل شده است. این تجهیزات بوسیله محرکها یا حسگرهایشان اطلاعات و داده ها را از محیط پیرامون خود دریافت کرده و بوسیله سیگنالهای الکتریکی و امواج رادیویی RF اطلاعات و داده های جمع آوری شده را جهت ایمنی بیشتر در شبکه رمز نگاری نموده و از طریق رسانه انتقال که در این پروتکل از نوع بیسیم و هوا می باشد. به سوی گره یا پردازنده مرکزی ارسال می کنند. گره مرکزی بعد از انجام پردازش و رمزگشائی در پاسخ سیگنالهای رادیوئی را به صورت دستور جهت اجرای فرایندهای خاصی مجددا به تجهیزات یا گره های مورد نظر ارسال می کند و بدین وسیله بر رفتار و عملکرد تجهیزات در هر پالس و سیکل کاری نظارت دقیق و مستمر داشته و آنها را مورد کنترل ، پایش و ارزیابی قرار می دهد و می تواند مدیریت صحیحی بر عملکرد تجهیزات و نحوه بهینه سازی مصرف انرژی بر حسب اولویت بندی زمانی انجام شده داشته باشد.

اینترنت اشیا IOT چطور دنیای اطراف ما را تحت سیطره خود در آورده است(قسمت سوم)

پیرامون موضوعات و مطالب فوق، در این قسمت می خواهیممثال هایی واقعی را مطرح کنیم تا استفاده از فناوری اینترنت اشیا برای نظارت و امنیت در خانه هوشمند، کاملا قابل درک و قابل لمس شود. شایان ذکر است، ما از طریق فناوری اینترنت اشیا و یک برنامه وب محور و یا میتنی بر موبایل، می توانیم وسایل و دستگاه های موجود در یک خانه را به صورت از راه دور کنترل کرده و امنیت این وسایل و دستگاه ها را به صورت هوشمند مدیریت کنیم. به عنوان مثال، با استفاده از این فناوری و یک برنامه وب محور، می توان وضعیت روشنایی لامپ هاو یا روشن / خاموش بودن این لامپ ها، روشن/خاموش بودن تلویزیون و وسایلی دیگر مانند وسایل سرمایشی و گرمایشي را از راه دور و در هر نقطه ای از دنیا کنترل و مدیریت کنیم که در این صورت از قابلیت های کنترل و امنیت در خانه هوشمند بهره خواهیم برد.

مدل های ارتباطی در فناوری اینترنت اشیا

از دیدگاه عملیاتی مطالعه در مورد نحوه اتصال و ارتباط دستگاه ها و ابزارها در فناوری اینترنت اشیا با یکدیگر برای ما سودمند و مفید هست و می توانیم اطلاعات بیشتری در مورد مدل های ارتباطی در فناوری اینترنت اشیا کسب کنیم. در مارس ۲۰۱۵٫IABکیک مستند معماری برای اشیاء هوشمند در شبکه ارائه کرد که شامل چهار مدل ارتباطی بود که در فناوری اینترنت اشیا نیز مورداستفاده قرار گرفت و در ادامه به آن خواهیم پرداخت.

مدل دستگاه با دستگاه

در مدل ارتباطی دستگاه با دستگاه در فناوری اینترنت اشیا، یک دستگاه به صورت مستقیم به یک دستگاه دیگر متصل شده و با آن ارتباط برقرار می کند، این دستگاه ها از طریق یک برنامه کاربردی بر روی سرور با یکدیگر ارتباط برقرار نمی کنند، بلکه در سرتاسر یک یا چند شبکه که شامل IP و اینترنت هست به یکدیگر متصل شده و ارتباط برقرار می کنند. اغلب این دستگاه ها از پروتکل هایی مانند بلوتوث، Z-Wave و یا ZigBee برای ارتباط مستقیم با سایر دستگاه ها استفاده می کنند.

شبکه های دستگاه با دستگاه این امکان را به دستگاه ها می دهند تا برای برقرار کردن ارتباط و تبادل پیغام در شبکه مابین دستگاه ها، به یک پروتکل ارتباطی خاص پایبند باشند. مدل ارتباطی دستگاه با دستگاه، بیشتر در دستگاه هایی مانند سیستم خودکارسازی خانه که به طور معمول از بسته های داده کوچک اطلاعات و نرخ داده نسبتا پایین برای ارتباط بین دستگاه ها و وسایل در یک خانه استفاده می کنند، کاربرد دارد. وسایل خانه مبتني بر فناوری اینترنت اشیا مانند لامپ روشنایی، کلید لامپ، ترموستات و قفل درب خانه معمولا حجم کوچکی از اطلاعات را بین یکدیگر در یک سیستم با سناریوی خودکارسازی خانه انتقال می دهند، مانند پیغام وضعیت درب خانه که دارای مقدار قفل و یا باز است و یا پیغام مربوط به روشن یا خاموش بودن لامپ خانه.

مدل دستگاه با سرویس ابری

در مدل ارتباطی دستگاه با سرویس ابری در فناوری اینترنت اشیا، دستگاه ها به صورت مستقیم به سرویس ابری اینترنت، مانند یک فراهم کننده سرویس برنامه کاربردی برای تبادل داده و کنترل ترافیک پیغام ها متصل میشود. این روش، اغلب از مکانیزمهای ارتباطی موجود مانند اتصالات سیستم سنتی و یا اتصالات بیسیم wifi برای ایجاد اتصال بین دستگاه و IP شبکه بهره می برد که در نهایت به سرویس ابری متصل می شود.

مدل ارتباط دستگاه با سرویس ابری، توسط برخی مصرف کنندگان از دستگاه های مبتنی بر فناوری اینترنتی از

اشیاء مانند ترموستات و تلویزیون هوشمند استفاده میشود. در این مدل، داده های مربوط به دستگاههای موجود در خانهمانند ترموستات و یا تلویزیون، به پایگاه داده ابریه منتقل می شوند، جایی که داده می تواند برای تحلیل انرژی مصرفی خانه، مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرد.

علاوه به این، اتصال ابری امکان دسترسی از راه دور ۶۱ کاربر را به ترموستات از طریق یک گوشی هوشمند و یا واسط کاربری وب محور فراهم می کند و از نرم افزار به روزرسانی ترموستات نیز پشتیبانی می کند. به همین صورت با فناوری تلویزیون هوشمند شرکت سامسونگ، تلویزیون از اتصال اینترنتی برایانتقال اطلاعات تصویری کاربر به شرکت سامسونگ برای تجزیه و تحلیل و فراهم آوردن امکانات و قابلیتهای اضافه دیگر برای کاربران و یا مشتریان شرکت استفاده می کند. این مدل با توسعه قابلیت هایدستگاه ها در کنار ویژگی های طبیعی و پیش فرض این دستگاهها، امکانات و قابلیتهایاضافه تری را در اختیار کاربران قرار میدهد.

مدل دستگاه با دروازه ۶۴

در مدل دستگاه با دروازه یا مدل دستگاه با دروازه لایه برنامه کاربردی که دستگاههای مبتنی بر فناوری اینترنت اشیا از طریق یک سرویس ALGبه عنوانوسیله ای برای اتصال به سرویس ابری برای اتصال و ارتباط با یکدیگر استفاده می کنند. به عبارت ساده تر، این بدان معنی است که یک برنامه یا سیستم نرم افزاريبر روی یک دستگاه دروازه محلی که وجود دارد که به عنوان یک واسط بین دستگاه و سرویس ابری عمل می کند و علاوه بر این، امنیت و قابلیتهایمای دیگر از قبیل انتقال داده و پروتکل را نیز فراهم می کند. شایان ذکر است، یک مثال از این مدل ارتباطی را در شکل زیر می توانید مشاهده کنید.

چند نمونه از این مدل در ابزار و دستگاههایمصرف کننده پیدا شده است. در بسیاری از موارد، دستگاه دروازه محلی یک گوشی هوشمند هست که برای ارتباط با یک دستگاه و ارسال مجدد داده به سرویس ابری، یک برنامه کاربردی را اجرا می کند. این مدل اغلب در دستگاههایتناسب اندام کاربرد دارد. این دستگاه ها قابلیت اتصال مستقیم به سرویس ابری را ندارند، به همین دلیل بیشتر از برنامه های کاربردی گوشی های هوشمند به عنوان یک دوروز هواسط برای اتصال به سرویس ابری استفاده می کنند.

کاربرد دیگر مدل دستگاه با دروازه،در دستگاههای اورژانسییک خانه دارای سیستم خودکارسازی خانه هوشمند) هست.

نتیجه گیری

با استفاده از فناوری اینترنت اشیا در بستر اینترنت و ارتباط دستگاهها و وسایل مختلف با یکدیگر با استفاده از این فناوری، می توانداده ها و اطلاعات مختلف مربوط به هر یک از این دستگاه ها را که با یکدیگر ناهمگون نیز می باشند، در یک مخزن و یا پایگاه داده و به صورت متمرکز و یکپارچه ذخیره و نگهداری کرد. سپس با استفاده از برنامه های کاربردی وب محور و برنامه های مبتنی بر موبایل، از این داده ها و اطلاعات در راستای اهداف کاربردی خود، استفاده های سودمند و مفید داشته باشیم.

با مطالعه و درک لایه های موجود در معماری فناوری اینترنت اشیا و مدل های ارتباطی این فناوری، می توانیم از آن در قسمتهای مختلف صنعت مانند خودکارسازی صنعتی و حمل و نقل هوشمند، زندگی اجتماعی و روزمره انسان ها مانند خانه هوشمند و موارد دیگریاز این دست، استفاده و بهره لازم را ببریم.

اینترنت اشیا IOT چطور دنیای اطراف ما را تحت سیطره خود در آورده است(قسمت دوم)

موضوع خانه های هوشمند ، حدود ۸۰ سال پیش مطرح شد. با توجه به محدودیت هایی که در آن زمان وجود داشت، خانه هوشمند با اینترنت اشیا یک رؤیا برای انسان بود. با ظهور اینترنت و توسعه ارتباطات، در حال حاضر وسایل یک خانه می توانند با یکدیگر ارتباط برقرار کرده و به صورت خودکار به ساکنان ساختمان خدمات ارائه کنند.

در مقاله قبل در مورد پدیده اینترنت اشیا IOT توضیحاتی را ارائه دادیم. این که چطور آقای استون این ایده را ارائه داد و چطور این پدیده به صورت روز افزونی رو به گسترش است. در ادامه مطلب قبل در این قسمت کمی بیش تر در مورد استفاده از این پدیده در خانه های خود توضیح می دهیم. این که چطور پدیده IOT

خانه هوشمند با اینترنت اشیا IOT

اما تعریف خانه هوشمند با اینترنت اشیا چیست؟ خانه ای که در آن برای ارائه خدمات مختلف در داخل و خارج یک خانه، از تعدادی دستگاه با قابلیت اتصال به اینترنت استفاده می کند. در واقع، مطابق با این تعریف دستگاهها و وسایل موجود در یک حانه هوشمند به عنوان اشیاء در فناوری اینترنت اشیا تعریف می شوند. و از طریق یک برنامه کاربردی وب محور یا موبایل محور مبتنی بر اینترنت اشیا ، به صورت از راه دور و هوشمند قابل کنترل و مدیریت می باشند. پس می توان گفت که هدف از خانه هوشمند کنترل بیشتر و امنیت بهتر در کنار کاهش مصرف انرژی و مصرف انرژی به صورت بهینه هست که در این مقاله بیشتر به موضوع امنیت در خانه هوشمند خواهیم پرداخت.

در خانه هوشمند با اینترنت اشیا برای بسیاری از فناوری های مختلف از قبیل دستگاههای مدیریت توان و انرژی، حسگرها، ریزپردازنده ها و دستگاه های دیگری از این قبیل ساخته و ابداع شده است که کنترل، امنیت و عملکرد بهینه و مناسب در این دستگاه ها، بسیار حائر اهمیت بوده و باید مورد توجه قرار گیرد.

محصولات و امکانات برای زندگی در یک خانه هوشمند را که می توانند از طریق یک گوشی تلفن همراه و یا تبلت کنترل و مدیریت شوند، می توان به سه گروه تقسیم بندی کرد که یکی از این گروه ها مربوط به امنیت و محافظت در خانه هوشمند هست.

  • محافظت و امنیت

دستگاه های هوشمند کنترل و نظارت تصویری.

دستگاه های هوشمند قفل دربها.

حسگرهای هوشمند مربوط به حرکت.

  • مدیریت انرژی و بهره وری مناسب

دستگاه های هوشمند ذخیره انرژی.

دستگاههای هوشمند تنظیم گرما و سرما (ترموستات).

سیستم هوشمند توزیع انرژی.

  • روش زندگی و آسایش و راحتی

تهویه مطبوع به صورت هوشمند

عملکرد هوشمند ماشین لباسشویی و وسایل دیگر از این قبیل.

روشنایی هوشمند خانه.

اینترنت اشیا IOT چطور دنیای اطراف ما را تحت سیطره خود در آورده است(قسمت اول)

یکی از اهداف مهم خانه های هوشمند، برقراری کنترل بیشتر و امنیت هوشمند در ساختمان است. درواقع ما با استفاده از فناوری اینترنت اشیا IOT و برنامه های کاربردی وب محور و یا موبایل محور، می توانیم دستگاه ها و وسایل موجود در یک خانه هوشمند را تحت نظارت و کنترل بیشتر خود در آوریم. و از این طریق امنیت بهتری را در خانه خود داشته باشیم. لذا در این مقاله سعی خواهیم کرد تا پیرامون موضوع معماری فناوری اینترنت اشیا ، مدل های ارتباطی، کاربردهای مختلف فناوری و امنیت در خانه های هوشمند بپردازیم.

فناوری اینترنت اشیا IOT

فناوری اینترنت اشیا ، اولین بار توسط شخصی به نام کوین استون در سال ۱۹۹۹ میلادی در قالب یک سیستم مطرح گردید، بدین صورت که در این سیستم، موجودیت ها در دنیای واقعی می توانند از طریق اینترنت به حسگرها متصل شوند و با آنها ارتباط داشته باشند. در واقع، استون مفاهیم و اصطلاحاتی را ابداع کرد که قدرت اتصال برچسب هایی دارای شناسه فرکانس رادیویی منحصربه فرد به منظور شناسایی و پیگیری محصولات و کالاها بدون نیاز به دخالت انسان را نشان می داد.

فناوری اینترنت اشیا با چسباندن برچسب RFID بر روی اشیاء شروع شد. پس از آن، ارتباط اشیاء با یکدیگر در اینترنت و ارتباط دنیای فیزیکی با دنیای مجازی مطرح گردید. سپس ارتباط حوزه های ناهمگون با داده های متفاوت با یکدیگر توسط فناوری اینترنت اشیا مطرح شد.

در نهایت می توان گفت که فناوری اینترنت اشیا ، این امکان را فراهم می آورند تا اشیاء موجود در یک محیط به صورت هوشمند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.

مزایای اینترنت اشیا

فناوری اینترنت اشیا ، فرصت های زیادی از قبیل افزایش امنیت را برای فراهم می کند. داده ها و اطلاعات مختلف از منابع کنترل و نظارت مانند دوربین، حسگرهای محیطی، مراکز انتشار داده در ساختمانهای شهر و موارد دیگر تغذیه می شود و با به اشتراک گذاشتن این اطلاعات تجمیع شده می توان در بهبود توسعه خدمات عمومی برای شهروندان استفاده کرد. به عنوان مثال، نمونه ای از خدمات عمومی جدید را می توان، نظارت و کنترل تصویری خیابان محل سکونت شهروندان توسط خودشان، کنترل سطح آب مخازن و کانال ها به صورت هوشمند و مواردی از این قبیل توسط فناوری اینترنت اشیا و یک برنامه کاربردی وب محور یا حتی مبتنی برموبایل را به عنوان واسط کاربری نام برد.

خانه هوشمند ، با مدیریت هوشمند ساختمان در هزینه های خود صرفه جویی کنید

به احتمال زیاد همه ما بارها و بارها در مورد خانه هوشمند شنیده ایم . اما شاید در تصورات بسیاری از ما خانه هوشمند یک خانه شیک و لاکچری برای افراد خاصی از جامعه است که فقط جنبه تجملاتی و صرف هزینه های زیاد دارد. مثلا شاید بسیاری از ما تصور کنیم اینکه من در رختخواب باشم و بتوانم چراغ اتاق را از طریق گوشی موبایل خاموش و روشن کنم یا میزان نور را تغییر دهم واقعا یک ضرورت در زندگی نیست و بدون صرف هزینه و کمی فعالیت و بدون تنبلی می توان خودم بروم  و چراغ را خاموش کنم . یا اینکه اگر بتوانم قهوه جوش را از کیلومترها فاصله از راه دور روشن کنم تا زمانی که به خانه می رسم قهوه داغ حاضر باشد ، شاید برای همه ما جذاب باشد اما قطعا جزو ضروریات سبک زندگی همه ما نیست . همه این تصورات ناشی از ذهنیتی است که طی چند سال گذشته در ذهن ما شکل گرفته است ، چون در واقع در شروع هوشمند سازی ساختمان و به کارگیری گجت های هوشمند همه چیز در حد یک سیستم لوکس و پر هزینه و بیشتر نمایشی بود . اما چندین سال از ورود اولین سری سیستم های خانه هوشمند حتی به کشور ما می گذرد و مشخصا در این مدت تولید کنندگان و عرضه کنندگان هم تمام تلاش خود را کرده اند که سیستم هوشمند سازی خانه در هر زمینه ای کاراتر و بهینه تر شود .

یکی از بخش هایی که در خانه هوشمند این روزها به نسبت بقیه بخش ها مورد توجه قرار گرفته است و کارایی زیادی هم دارد سیستم هوشمند برق ساختمانو یا هوشمند سازی روشنایی ساختمان هاست .

سیستم روشنایی هوشمند ساختمان چیست ؟

خانه هوشمند راهکاری نو برای بهینه سازی مصرف انرژی در کنار زیبایی و راحتی و آسایش است که با توجه به کمبود منابع انرژی طبیعی در این روزها و آلودگی های محیط زیست صرفه جویی در مصرف انرژی در همه کشورها از اهمیت زیادی برخوردار است . در ایران هم نسبت به سایر کشورها تلفات انرژی خصوصا در بخش ساختمان ها بسیار زیاد است و طبق آمارها در حدود ۲۵% انرژی مصرفی در ساختمان در قسمت روشنایی ساختمان هدر می رود که میزان کم و قابل چشم پوشی نیست . اینجاست که تجهیزات خانه هوشمند می تواند کمک زیادی به جلوگیری از هدر رفت انرژی بکنند . و مشخصا با کاهش مصرف انرژی در یک ساختمان هوشمند ، میزان هزینه های انرژی و قبض های ماهیانه هم کاهش می یابد .

سیستم روشنایی هوشمند خانه هوشمند فناوران انرژی سبز نماینده اشنایدر الکتریک

سیستم روشنایی هوشمند ساختمان چیست ؟

سیستم هوشمند برق ساختمان چگونه می تواند باعث کاهش هزینه قبض برق شود ؟

بخش زیادی از هدر رفت انرژی در ساختمان به علت روشن ماندن بی دلیل و ناخواسته چراغ ها در ساختمان می باشد . بسیاری از ما با بیرون رفتن از اتاق و آشپزخانه و هر مکان دیگری در خانه معمولا فراموش می کنیم یا به علت پر بودن دستمان امکان اینکه همزمان چراغ را هم خاموش کنیم نیست و این مساله قطعا باعث اتلاف انرژی به میزان زیادی میشود . اما با نصب سیستم هوشمند روشنایی در خانه ها با خروج فرد از اتاق چراغ خاموش می شود و به محض ورود چراغ ها روشن می شوند و این کنترل هوشمند روشنایی بهینه ترین حالت ممکن در حالت حاضر است.

در یک سیستم هوشمند روشنایی علاوه بر کنترل روشنایی در زمان حضور یا عدم حضور افراد در اتاق و خانه ، میزان مصرف تجهیزات الکنتریکی هم مدیریت و کنترل میشود . مثلا در یک خانه هوشمند تجهیزات الکتریکی پر مصرف در زمان پیک مصرف مانند ساعت های اولیه شب از مدار خارج می شوند و غیر فعال میشود و به محض رفع شدن مجددا امکان فعالیت آنها به وجود می آید .

در بسیاری از زمان ها ما شاهد این هستیم که مثلا در اتاق یا سالن پذیرایی به تنهایی نشته ایم یا حتی در حال استراحت هستیم و لوسترها با چندین لامپ همراه با نور زیاد روشن است . مشخصا در ساختمان های قدیمی و با سیستم روشنایی ساختمان قدیمی یک چراغ یا می توانست روشن باشد یا خاموش و این امکان برای افراد وجود نداشت که به دلخواه و بر حسب میزان نیاز خود میزان نور لامپ ها را تنظیم کنند. اما امروزه با نصب سیتم روشنایی هوشمند در ساختمان همراه با کلید دیمر می توان میزان نور مورد نیاز را تنظیم کرد . مثلا در زمانی که شما در حال استراحت روی کاناپه هستید می توانید با کلید دیمر هوشمند میزان روشنایی لامپ های لوستر یا هر لامپ دیگری را کم کنید و به محض شروع به فعالیت مجدد نور را به حالت نرمال برگردانید و این کلیدهای روشنایی هوشمند به میزان زیادی در مصرف برق صرفه جویی می کنند و باعث کم شدن هزینه قبض ها میشوند .

دریافت اطلاعات یبش تر از اشنایدر الکتریک

خانه هوشمند با انرژی خورشیدی ، آسمان را آبی کنیم! قسمت سوم

 در مورد سیستم های خانه هوشمند با انرژی خورشیدی و مزایای استفاده از این سیستم ها در مطالب قبلی صحبت کردیم. در ادامه این مطالب در این قسمت سعی داریم در مورد اجزای هوشمندسازی ساختمان با  سیستم خورشیدی جزییات بیش تری توضیح می دهیم. به طور کلی یک سیستم خورشیدی از چند قسمت اصلی تشکیل می شود. سلول خورشیدی، اینورتر یا مبدل، کنترل کننده شارژ و باتری. در ادامه در مورد هر کدام به تفصیل صحبت می کنیم.

 

سلول های خورشیدی

سلول های خورشیدی با دریافت نور خورشید و تبدیل این انرژی به انرژی الکتریکی برای ما برق تولید می کند. این سلول ها در ابعاد مختلفی ساخته شده و از جنس نیمه هادی هایی مثل سیلیکون هستند.

 

اینورتر (مبدل )

وسیله ایست که جریان مستقیم (DC) را به جریان متناوب (AC) برای مصرف، تبدیل می کند. همانطور که پیشتر گفته شد، اینورترهای خورشیدی به دو نوع منفصل از شبکه و متصل به شبکه تقسیم می‌شوند. در نوع متصل به شبکه، برق تولیدی از پنل خورشیدی به طور مستقیم به اینورتر وارد می‌شود. بنابراین این اینورتر با اینورترهای معمولی متفاوت است. زیرا برق تولید شده از پنل به دلیل تاثیرات شرایط محیطی مانند تغییرات تابش نور خورشید همیشه در حال تغییر است. پس اینورتر با یک توان ورودی یکنواخت روبرو نیست و در نتیجه باید الگوی خاصی برای تبدیل برق مستقیم به برق متناوب داشته باشد. در نتیجه قیمت اینورتر خورشیدی نسبت به اینورتر معمولی بالاتر است.

در نوع منفصل از شبکه، اینورتر برق ذخیره شده در باتری را از ۱۲ ولت مستقیم به ۲۲۰ ولت متناوب تبدیل می‌کند تا مناسب برای استفاده در وسایل برقی خانه و هوشمندسازی ساختمان شود. اینورترها هرچه قدر شکل تبدیلشان سینوسی تر باشد، بهتر خواهند بود. این اینورترها مانند اینورتر متصل از شبکه نیستند زیرا برق یکنواخت باتری را تبدیل خواهند کرد.

برای انتخاب اینورتر دو پارامتر بسیار مهم را باید در نظر گرفت:

۱- ولتاژ ورودی به اینورتر

۲-  توان خروجی از اینورتر

ولتاژ ورودی به اینورتر منفصل از شبکه مربوط به ولتاژ باتری و در نوع متصل به شبکه مربوط به ولتاژ پنل است. توان خروجی از اینورتر هم مربوط است به حداکثر توانی که سیستم برای آن طراحی شده است. این توان برای سیستم‌های منفصل معمولا در اینورترها از ۲۰۰ وات تا ۳۰۰۰ وات می‌باشد.

شارژ کنترلر:

شارژ کنترلر وظیفه شارژ باتری ها را از منبع پنل خورشیدی بر عهده دارد. در حقیقت شارژ کنترلر همان شارژر باتری است اما شارژ کنترلر خورشیدی غیر از اینکه باید الگوی شارژ یک باتری را رعایت نماید ( شایان ذکر است که شارژ کنترلر باتری سرب اسیدی با باتری لیتیمی متفاوت است و این به دلیل تفاوت الگوی شارژ شدن این دو باتری است) باید خود را با توان متغیر یک پنل خورشیدی نیز وفق دهد. از این منظر شارژ کنترلر خورشیدی نیز نسبت به یک شارژ کنترلر معمولی گرانتر است. برای انتخاب شارژ کنترلرها نیز باید دو پارامتر ولتاژ باتری و توان پنل را لحاظ  نمود.

شارژ کنترلرها انواع مختلفی بر اساس ولتاژ ( معمولا ورودی ۱۲ یا ۲۴ ولت مستقیم) و توان  یا جریان خروجی  ( از ۵ آمپر تا ۴۰ آمپر) دارند اما به طور کلی می‌توان آنها را به دو دسته PWM و MPPT تقسیم نمود. در مدل MPPT شارژ کنترلر با اتخاذ الگویی همیشه با تغییر در ولتاژ و جریان تولید شده از پنل خورشیدی، در توان ماکزیموم کار خواهد کرد. بنابراین مدل MPPT گرانتر از مدل PWM می باشد.

 

باتری:

آخرین جز یک سامانه خورشیدی منفصل از شبکه، منبع ذخیره سازی توان تولیدی توسط پنل خورشیدی است که همان باتری‌های قابل شارژ می‌باشد. باتری مناسب سیستم خورشیدی به دو نوع لیتیمی و سرب اسیدی تقسیم می‌شوند. البته برای یک سامانه خورشیدی مورد نیاز در یک خانه هوشمند از باتری‌های اسیدی استفاده می‌شود. باتری‌های اسیدی متداول در حال حاضر از نوع ژله‌ای می‌باشند.

 

انرژی خورشیدی و خانه هوشمند

 

محاسبه هزینه تامین برق خانه با استفاده از سامانه خورشیدی

مرحله بعدی محاسبه مقدار توان سلولهای خورشیدی است که در این مرحله محل جغرافیایی که قرار است پنلهای فتوولتاییک در آن محل نصب شوند از اهمیت قابل توجهی برخوردار است چراکه در موقعیت های جغرافیایی مختلف پارامترهایی همچون زاویه تابش آفتاب، متوسط تابش روزانه آفتاب، مقدار ابری بودن روزها در طول سال و سایر عوامل جوی و محیطی تاثیر زیادی بر طراحی پانلها از لحاظ ظرفیتی خواهد داشت. مهمترین پارامتری که در شرایط جغرافیایی مختلف  بر روی ظرفیت پانلها تاثیر می‌گذارد متوسط تابش روزانه آفتاب در یک منطقه بر حسب ساعت است. خوشبختانه از این لحاظ ایران کشوری است که بیشتر روزهای سال را آفتابی می‌گذراند و متوسط سالانه روزهای آفتابی در ایران به خصوص مناطق مرکزی بسیار بالاست.

برای محاسبه توان مورد نیاز ابتدا باید میزان مصرف خانه را بدست آورد. این میزان بر روی قبوض برق درج شده است و هر کاربر می‌تواند از طریق قبض برق خود میانگین مصرف ماهانه خود را بدست آورد. اما به طور میانگین برای یک خانه ۹۰ متری این مقدار به طور متوسط سالانه در حدود ۱۶۵ کیلووات ساعت در ماه یا به عبارتی در حدود ۵/۵ کیلووات ساعت در روز می‌باشد. البته در روزهای تابستان که کولر روشن خواهد شد این مقدار بیشتر می‌شود و نوع کولر آبی یا گازی توان متفاوتی را مصرف می‌کنند. حال اگر کاربری بخواهد از نیروی خورشیدی برای خانه خود استفاده نماید با توجه به لوازم برقی می بایست توان مصرفی روزانه خود را بدست آورد. در ادامه جدولی توان مصرفی وسایل برقی معمول در یک خانه ۹۰ متری آورده شده است.

موارد ذکر شده نیازهای اصلی در یک ویلا یا خانه می‌باشند و به طور تقریبی محاسبه شده است. برای برآورد هزینه سامانه خورشیدی مورد نیاز این خانه بر اساس ۳۸۰۰ وات ساعت به شرح ذیل عمل می‌شود:

طبق داده های تجربی بدست آمده از یک نیروگاه خورشیدی در تهران یک پنل خورشیدی ۲۵۰ واتی در می‌تواند بین ۱۲۰۰ تا ۹۵۰ وات ساعت در روز برق تولید نماید. بنابراین برای اینکه بتوان حداقل برق مورد نیاز یک خانه را تامین نمود باید از ۴ پنل خورشیدی ۲۵۰ واتی یا به عبارتی یک کیلووات پنل استفاده نمود. در این حالت در روز تقریبا بین ۳۸۰۰ تا ۴۸۰۰ وات ساعت برق تولید خواهد شد.

برای شارژ کردن این برق در باتری نیاز به شارژ کنترلر مدل ۱۲ ولت – ۴۰ آمپر می‌باشد. همچنین برای تبدیل برق ۱۲ ولتی به ۲۲۰ ولت متناوب نیاز به اینورتر یک کیلوواتی است. میزان باتری مورد نیاز برای ذخیره شدن این میزان انرژی در باتری ۱۲ ولتی، نیاز به باتری با ظرفیت ۴۰۰ آمپر ساعت است. بنابراین می‌توان از ۴ باتری ۱۰۰ آمپر ساعتی استفاده نمود.

همچنین با توجه به شرایط ممکن است نیاز باشد تا پنل‌ها بر روی استندهای فلزی قرار بگیرند. قیمت این استندها برای چهار عدد پنل ۲۵۰ واتی تقریبا ۵۰۰۰۰۰ تومان می‌شود. هزینه نصب سیستم نیز توسط یک شرکت تقریبا ۱۰ درصد قیمت سامانه می‌شود که تقریبا برابر ۷۰۰ تا ۸۰۰ هزار تومان خواهد بود.

خانه هوشمند با انرژی خورشیدی ، آسمان را آبی کنیم! قسمت دوم

در قسمت قبل در مورد اهمیت استفاده از انرژی خورشیدی و مزایای آن اشاره کردیم. با توجه به امکانات موجود در کشور، به دو صورت می توان از این منبع انرژی بهره برد. به صورت برق خانگی یا به اصطلاح فنی “جدا از شبکه” . و همچنین به صورت تزریق به شبکه سراسری توزیق برق یا به اصطلاح فنی “متصل به شبکه”.

در این قسمت و در ادامه بحث قبل، در مورد نوع “متصل به شبکه” توضیحاتی را ارائه خواهیم کرد. و بحث در مورد “جدا از شبکه” را به قسمت بعد موکول می کنیم.

اما چرا باید در سطح کلان تر به این نوع از تولید برق دل خوش کرد؟
تولید برق به شیوه سنتی هم منابع گران فسیلی و حتی آبی را تلف می‌کند و هم در مسیر انتقال و توزیع تلفاتی بیش از ۲۰ درصدی دارد، به این زیان نجومی باید آلودگی‌های زیست محیطی را هم اضافه کرد.
همه این واقعیت‌ها کشورهای پیشرفته را به استفاده از انرژی های نو و تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی ترغیب کرده است. در ایران هم از ابتدای سال ۹۳ تصمیم جدی برای استفاده از این منبع انرژی گرفته و اعلام شد چرا که میانگین سالانه ۳۰۰ روز آفتابی ظرفیت بالایی برای تولید برق خورشیدی ایجاد می‌کند.
تولید برقی که نه به آب احتیاج دارد و سوخت فسیلی و نه آلایندگی دارد و هزینه‌های بالای نصب، قطعا برای کشور خشک و نیمه خشک ایران از اهمیت زیادی برخوردار است.همین طور آن که نیروگاه‌های خورشیدی به صورت شبکه‌های کوچک و ناحیه‌ای امکان استقرار دارند و به علت نزدیکی به محل مصرف هزینه و تلفات شبکه‌های انتقال و توزیع سنتی را ندارند.
با این حال قیمت بالای نصب صفحات خورشیدی و آشنا نبودن با نحوه نگهداری آن همینطور قیمت ارزان برق سراسری از موانع استفاده از انرژی خورشیدی است، دولت، اما برای فائق آمدن بر این موانع تسهیلات ویژه‌ای برای نصب نیروگاه‌های خورشیدی در خانه‌ها در نظر گرفت، سه سال پیش که نخستین بار از تولید برق خورشیدی بر بام منازل صحبت به میان آمد از پرداخت هزینه نیمی از هزینه تجهیزات اینگونه نیروگاههای کوجک و نصب آن خبر داد و امروز که از آن تسهیلات خبری نیست از خرید ۲۰ ساله برق تولیدی آن هم به ۱۰ برابر برق فروشی به مشترکان برق خبر می‌دهد.
کشوری اروپایی مانند آلمان هم اکنون با یک سوم نور خورشید ما، یک سوم ظرفیت صنعت برقش به توان ۴۰ هزار مگاوات را از نیروگاههای خورشیدی تامین می‌کند. مردم می‌توانند با نصب نیروگاه خورشیدی هم یک منبع درآمد مطمئن و خوب برای ۲۰ سال آینده تدارک ببینند و درآمدی پایدار داشته باشند و هم از آلودگی هوا بکاهند و موجب توسعه ملی شوند.
متصل به شبکه (On Grid): در سیستم متصل به شبکه برق تولید شده از انرژی خورشیدی به شبکه برق سراسری تزریق خواهد شد. در حقیقت در این سیستم کاربر برق تولیدی خود را به سازمان انرژی های نو ایران ( وزارت نیرو) می فروشد. در این روش، برق تولید شده پس از تبدیل شدن بوسیله اینورتر مخصوص سیستم های متصل به شبکه و با استفاده از کنتورهای مخصوص دوطرفه، به شبکه برق سراسری تزریق خواهد شد. در این حالت کاربر در حقیقت یک نیروگاه کوچک خورشیدی در خانه خود احداث نموده است که با توجه به سرمایه و فضا می تواند از یک تا ۲۰ کیلووات در خانه نیروگاه احداث نماید.

طرح احداث نیروگاه خورشیدی از طرف وزارت نیرو و سازمان بهره‌وری انرژی ارائه شده است. براساس این طرح مشترکان برق علاقه‌مند به تولید برق از انرژی خورشیدی می‌توانند بعد از مشورت با یکی از شرکت‌های پیمانکار مربوطه به شرکت‌های توزیع برق مراجعه کنند و درخواست احداث نیروگاه خورشیدی کنند. پس از احراز شرایط مالکیت و رعایت سقف ظرفیت انشعاب توسط شرکت توزیع برق، مجوز اولیه برای احداث به متقاضی داده می‌شود و بازه زمانی ۲۰ ساله خرید تضمینی برق آغاز می‌شود. سپس متقاضی یک شرکت پیمانکار انتخاب می‌کند و قرارداد احداث نیروگاه خورشیدی را عقد می‌کند.

اجرای طرح

نکته دیگری که باید در نظر گرفت هزینه جاری استفاده از انرژی است. هزینه جاری استفاده از سیستم‌های خورشیدی در مقایسه با دیگر سیستم‌ها از جمله استفاده از برق شبکه خیلی کمتر است؛ هزینه استفاده از سوخت‌های فسیلی به مراتب خیلی بیشتر از انرژی خورشیدی و برق شبکه است.

یکی از حسن‌های این طرح این است که همه افراد می‌توانند در آن شرکت کنند البته به شرطی که از مشترکان سازمان برق باشند، انشعاب برق هم داشته باشند و مالک خانه یا زمینی باشند که قصد دارند سیستم خورشیدی را در آنجا نصب کنند. سپس وزارت نیرو یک تعهد ۲۰ ساله از داوطلبان می‌گیرد تا اطمینان حاصل کند که تا ۲۰ سال آینده امکان بهره‌برداری از آن نیروگاه‌ها را دارد.

چشم‌انداز طرح

تولید انبوه برق دشوار است و نیروگاه‌های داخلی توانایی تامین برق کل کشور را ندارند؛ به همین خاطر نوسانات برق در اکثر نقاط کشور دیده می‌شود و بسیاری از روستاها نیز برق ندارند. در ساعات اوج مصرف نیز شاهد خاموشی در شهرهای بزرگ هستیم و این روند همواره رو به افزایش است. بنابراین هر چه احداث نیروگاه‌های خورشید بیشتر شود، حجم شبکه افزایش می‌یابد و وزارت نیرو دوباره می‌تواند برق صادر کند.

دریافت اطلاعات بیش تر از اشنایدر الکتریک

خانه هوشمند با انرژی خورشیدی ، آسمان را آبی کنیم! قسمت اول

سال های زیادی است که اکثر صنعت جهان روی سوخت های فسیلی پایدار است. سوخت های فسیلی منابعی تجدید ناپذیر هستند. یعنی به وجود آمدن آن ها نیازمند هزاران هزار سال است. بنابراین این سوخت مدت زیادی نمی تواند جوابگوی تمام نیازهای انسان باشد و دیر یا زود تمام خواهد شد. پس باید جایگزین مناسبی برای این سوخت ها پیدا کنیم. انرژی خورشیدی می تواند جایگزین بسیار مناسبی مخصوصا برای نسل های آینده باشد. با بهره گیری از این انرژی دیگر جای نگرانی نیست. زیرا اگر منابع انرژی موجود به اتمام رسد انرژی تجدید پذیر و دائمی مانند انرژی خورشیدی را تا ابد خواهیم داشت. همچنین تاثیرات مخرب زیست محیطی و ایمنی از نظر سلامتی ما را تهدید نخواهد کرد.
سوزاندن سوخت‌های فسیلی برای تولید انرژی، باعث افزایش دمای زمین و هوای اطراف آن می‌شود. این گرمای اضافه می‌تواند صدمات بسیاری به وجود آورد. می‌تواند شرایط اقلیمی را تحت‌تأثیر قرار داده و باعث ناهنجاری‌های آب و هوایی شود. مثلاً در نقطه‌ای خشکسالی شود و در جایی دیگر طوفان‌های خسارت‌بار روی دهد؛ در حالی که در ناحیه‌ای دیگر به علت بارندگی‌های شدید و بی‌سابقه، سیل و طغیان راه افتاده است.
می‌تواند باعث ذوب‌شدن یخ‌ها و یخچال‌های قطبی شود که اثرات آن به صورت تغییر در میزان دسترسی مردم به آب شیرین و آب مورد نیاز برای کشاورزی، افزایش سطح آب دریاها، پیشرفت خط ساحلی به سمت خشکی و حذف بعضی از جزایر از صفحه‌ی زمین نمایان می‌شود.
دوده‌ی حاصل از سوختن سوخت‌هایی چون نفت و گازوئیل، باعث اسیدی شدن باران و آسیب به محصولات کشاورزی و سازه‌های ساختمانی مرمری و همچنین آثار ارزشمند باستانی می‌شود.
با اسیدی‌شدن آب اقیانوس‌ها، ساحل‌های مرجانی که زیست‌گاه هزاران جانور آبزی است، از بین می‌رود و میزان اکسیژن مورد نیاز برای بقای آنان به شدت پایین می‌آید. در نهایت ممکن است تأثیراتی هم بر کیفیت غذای انسان‌ها به وجود آید.
اصلاً چرا راه دور برویم؛ انرژی گران است! گران است و هر ماه بخش قابل توجهی از درآمد خانواده را به خود اختصاص می‌دهد (این امر در اکثر کشورهای جهان، خصوصاً اروپا و آمریکای شمالی صادق است)
انرژی خورشیدی پاک و فراوان و از همه‌ مهمتر رایگان است؛ بر خلاف سوخت‌های فسیلی تمام نمی‌شود، به طبیعت آسیبی نمی‌زند و مشکلی هم برای خرید و فروشش وجود ندارد. پس چرا نباید به آن اهمیت بدهیم؟ شاید بد نباشد به عنوان نخستین گام، ببینیم که انرژی خورشیدی واقعاً چیست و چطور می‌شود آن را از طریق سازه‌های ساخت بشر، ذخیره کرد و مورد استفاده قرار داد.
در بسیاری از مناطق مسکونی و در برخی ساعات از شبانه روز به خصوص ساعات پر مصرف ، برق شهر قادر به تامین انرژی مصرفی خانه ها نمی باشد و ممکن است با نوساناتی همراه باشد که این نوسانات می تواند برای تجهیزات الکتریکی موجود در منزل مخرب باشد . همچنین ممکن است برای ساعاتی برق قطع شود که در این صورت هیچ کس دلش نمی خواهد این وضعیت را تحمل نماید .
برای همین سیستم های برق خورشیدی به وجود آمدند که می توان در صورت قطعی برق و یا وجود نوسانات از انرژی ذخیره شده در باتری ها که با استفاده از پنل خورشیدی شارژ شده اند ، برای برق رسانی به خانه استفاده می شود . بدیهی است در چنین سیستمی از پنل ها و باتری هایی با ظرفیت متفاوت استفاده می شود زیرا در برخی ساعات از برق تولید شده توسط خورشید استفاده می شود . همچنین سیستم های مدیریت مصرف انرژی EMS نیز از چنین تکنیکی برای کاهش هزینه های برق مصرفی استفاده می کنند .
به طور کلی ۲ سیستم اصلی در دستگاه های خورشیدی وجود دارد که به درون شبکه ای و بیرون شبکه ای معروف هستند. این دو سیستم به منبع برق اصلی متصل می شوند. اگر ژنراتورهای خانه بیشتر از میزان مورد استفاده شما انرژی تولید کنند، حرکت مترو نوم کند می شود و میزان برق مصرفی پایین می آید. شما می توانید به راحتی با نگاهی دقیق به میزان مصرف برق در قبض ماهانه تان این کاهش را مشاهده کنید. استفاده از انرژی خورشیدی در ساختمان می تواند خانه شما را گرم کرده و تولید برق کند؛ بنابراین می شود گفت شما ملزم به پرداخت پول برق و گاز نخواهید بود. پس چه بخواهید فردی پیشرو و دوستدار زمین باشید و چه بخواهید در مصرف انرژی و پول خود صرفه جویی کنید، انرژی خورشیدی مناسب ترین انتخاب است.

کاهش آلودگی محیط زیست و مصرف انرژی با انرژی خورشیدی

نصب پنل های خورشیدی روی سقف خانه شما در کاهش هزینه های برق مصرفی بسیار مؤثر است و نه تنها ارزش خانه شما را بالاتر می برد، بلکه به میزان قابل توجهی دی اکسیدکربن هوا را کاهش می دهد. انرژی خورشیدی پاک و تجدیدپذیر است؛ به علاوه در کشور زیبای ما که آفتاب زیادی دارد، بسیار به صرفه است.
استفاده از انرژی خورشیدی در خانه
استفاده از انرژی خورشیدی در ساختمان، در دنیای امروز بسیار گسترده است؛ از تأمین برق لوازم برقی، پمپاژ و گرم کردن آب و آشپزی گرفته تا گرم کردن آب استخر و شارژ لوازم برقی مانند تلفن همراه.
دریافت اطلاعات بیش تر از اشنایدر الکتریک