سیستمهای خودکار هوشمند برای بهرهوری انرژی
سیستمهای کنترل مبتنی بر اینترنت اشیاء
فناوری اینترنت اشیا (IoT) در حال تغییر نحوه مدیریت سیستمهای انرژی است و آنها را در زمینههای مختلف صنعتی بسیار کارآمدتر میکند. وقتی شرکتها این سیستمهای کنترل هوشمند را نصب میکنند، مدیریت مصرف انرژی آنها بهتر میشود، چون همه چیز اتوماتیک میشود. این سیستمها به راحتی در ساختارهای موجود جا میشوند و دادهها را به صورت زنده جمعآوری میکنند و همچنین این امکان را به اپراتورها میدهند که از هر نقطهای وضعیت را پایش کنند و این امر باعث بهتر شدن کلیه فرآیندهای بهرهبرداری میشود. به عنوان مثال، کارخانههای تولیدی سنسورهای IoT را در نقاط مختلف نصب میکنند تا دقیقاً میزان مصرف انرژی خود را رصد کنند و در صورت تغییر در تقاضا در طول چرخههای تولید، به طور مناسبی تنظیمات لازم را انجام دهند. این نوع ساختار در بلندمدت همچنین باعث صرفهجویی در هزینهها میشود. نکته واقعاً جالب در مورد به کارگیری راهکارهای IoT این است که دیگر شرکتها مجبور نیستند بین عملکرد خوب و دوستداشتنی بودن محیطزیستی انتخاب کنند، چون این سیستمها به طور طبیعی از طریق ادغام هوشمندانه، نقطه بهینه را پیدا میکنند.
تنظیمات عملیات مبتنی بر حسگر
حسگرها در تشخیص تغییرات محیط اطراف بسیار مهم هستند، که این امکان را فراهم میکند تا سیستمها بهصورت خودکار نحوه کار خود را تنظیم کنند و انرژی را ذخیره نمایند. انواع مختلفی از حسگرها نیز وجود دارند. حسگرهای دما، حسگرهای نور، شناساگرهای حرکتی، همگی با هم کار میکنند تا مصرف بیجا از انرژی را کاهش دهند، با تغییر تنظیمات مربوط به روشنایی و سیستمهای گرمایشی/سرمایشی در صورت نیاز. به عنوان مثال حسگرهای دما در کارخانهها را میتوان نام برد. این دستگاههای کوچک میتوانند واقعاً سیستم گرمایشی را کنترل کنند تا در مواقع لازم کار نکند و این امر باعث صرفهجویی در هزینه و منابع میشود. برخی از گزارشهای واقعی کسبوکارها از شرکتهایی که از این فناوری استفاده میکنند، نتایج خوبی در کاهش صورتهای هزینه انرژی نشان دادهاند. در نهایت، این حسگرهای مدرن باعث میشوند فضاها به درستی نسبت به اتفاقات اطراف واکنش نشان دهند و همه چیز در شرایطی راحت بدون مصرف اضافی برق حفظ شود.
پنلهای نمایش نظارت بر انرژی
دشبوردهای انرژی به طور قابل توجهی اهمیت پیدا کردهاند تا تمام این دادههای مربوط به انرژی را جمعآوری کرده و به مردم این امکان را بدهند که واقعاً بتوانند آنها را مشاهده کنند. وقتی افراد بتوانند ببینند که چقدر انرژی در طول زمان مصرف میکنند، معمولاً دوباره فکر میکنند که چرا باید عادتهای هدردهنده داشته باشند، چون متوجه میشوند که چه جاها میتوان بهبودی ایجاد کرد. نتیجه این است که پیگیری مصرف انرژی به صرفهجویی در هزینههای قبض و همچنین کاهش انتشار کربن کمک میکند. شرکتها اغلب به نرمافزارهای تخصصی میروند تا مصرف برق خود را زیر نظر داشته باشند. این برنامهها به سازمانها این امکان را میدهند که برنامههای واقعی بر اساس دادههای واقعی و نه حدس و گمان ایجاد کنند، که این امر به آنها کمک میکند تا در بلندمدت کارها را به شیوهای کارآمدتر انجام دهند و عملیات سبزتری را در صنایع مختلف پشتیبانی کنند.
نوآوریهای مواد برای بهرهوری حرارتی
لایههای عایق کامپوزیتی
لایههای عایق کامپوزیتی گام بزرگی به جلو در زمینه حفظ گرما در ساختمانها و کاهش هزینههای انرژی محسوب میشوند. آنچه این مواد را متمایز میکند، ترکیب منحصر به فرد آنها از مواد مختلف است که با هم کار میکنند تا خواص عایقی را به میزانی فراتر از دستاوردهای روشهای سنتی افزایش دهند. به کاربردهای واقعی نگاه کنید، جایی که شرکتهای ساختمانی و تولیدکنندگان خودرو از عایق کامپوزیت استفاده میکنند تا بتوانند در مصارف گرمایشی و سرمایشی صرفهجویی کنند. عایقهای معمولی پس از مدتی دچار تخریب میشوند، اما مواد کامپوزیتی در شرایط عادی مقاومت بیشتری دارند و عمر طولانیتری بدون از دست دادن کارایی دارند. وقتی دو گزینه را در کنار هم مقایسه میکنیم، مشخص است که مواد کامپوزیتی در برابر تغییرات دما حفاظت بهتری ارائه میدهند و از نظر مالی هم در طول سالها استفاده، مقرون به صرفهتر هستند.
پوششهای مقاوم در برابر پرتوهای UV
دانستن اینکه چگونه پوششهای مقاوم در برابر UV کار میکنند، تفاوت ایجاد میکند تا مواد بیشتر دوام بیاورند و انرژی ذخیره شود. وظیفه اصلی این پوششها، حفاظت سطوح در برابر پرتوهای مضر UV است که به مرور زمان باعث خرابی مواد شده و عمر مفید آنها را کوتاه میکند. ما این پوششها را در بخشهای مختلفی مانند هواپیماها، خودروها، ساختمانها و در واقع هر جایی که چیزی به مدت طولانی در معرض نور خورشید قرار داشته باشد، مشاهده میکنیم. به عنوان مثال در ساختوساز، وقتی کارگران این پوششهای خاص را روی دیوارهای خارجی اعمال میکنند، در واقع دو کار را همزمان انجام میدهند. اول اینکه ساختمانها بدون آسیب دیدن از خورشید، بسیار طولانیتر دوام میآورند. دوم اینکه نیاز به استفاده از کولر کمتر میشود، چون سطوح پوشش داده شده گرما را کمتر جذب میکنند. بنابراین چیزی که با یک رنگ شروع میشود، در نهایت ماه به ماه هزینههای سرمایشی را کاهش میدهد. برای هر کسی که به دنبال کاهش هزینههای نگهداری یا سبز کردن عملیات است، این نوع حفاظت در واقع هم از نظر مالی و هم از نظر محیط زیست، سودآوری واقعی دارد.
آلیاژهای آلومینیوم بازیافتی
استفاده از مواد بازیافتی، به ویژه انواع مختلف آلیاژهای آلومینیوم، مزایای واقعی برای تولیدکنندگانی که به دنبال بهبود عملکرد حرارتی محصولات خود هستند، به همراه دارد. زمانی که به طور خاص در مورد آلومینیوم بازیافتی صحبت میکنیم، فرآیند تولید آن نیازمند انرژی بسیار کمتری نسبت به آلومینیوم تازه از مواد خام است – در حدود 90 تا 95 درصد کمتر. این موضوع تفاوت بزرگی در هزینههای انرژی ایجاد میکند. به عنوان مثال خودروها. بسیاری از خودروهای مدرن امروزی از قطعات آلومینیومی بازیافتی در موتورها و سایر اجزا استفاده میکنند. سازندگان خودرو این کار را تنها به خاطر مسئولیتپذیری نسبت به محیط زیست انجام نمیدهند، بلکه به خاطر صرفهجویی در هزینههای تولید نیز انجام میدهند. بررسی این کاربردهای عملی به وضوح نشان میدهد که استفاده از مواد بازیافتی به منظور حفظ محیط زیست دیگر تنها مسئولیت اخلاقی نیست. این امر برای کسبوکارهایی که میخواهند رقابتپذیر بمانند و در عین حال پایبندی به کاهش اثر کربنی خود را داشته باشند، ضروری شده است.
بهروزرسانیهای موتور کارآمد از نظر مصرف انرژی
مزایای موتورهای بیدرام DC
موتورهای BLDC نحوه تفکر صنایع را در مورد مصرف انرژی تغییر دادهاند. برخلاف موتورهای قدیمیتر با براش که با گذشت زمان فرسوده میشوند، این نسخههای بدون براش پاکتر کار میکنند و نیاز به نگهداری کمتری دارند. شرکتهایی که به فناوری BLDC منتقل میشوند، اغلب شاهد کاهش قابل توجهی در صورتهای برق خود هستند. برخی از کارخانهها گزارش میدهند که با تعویض سیستمهای قدیمی موتور، مصرف انرژی خود را حدود ۳۰ درصد کاهش دادهاند. بخش تولید به سرعت این فناوری را پذیرفته است، به ویژه در زمینههایی که ماشینآلات روزانه و بدون وقفه کار میکنند. سازندگان خودرو همچنین اقدام به استفاده از BLDC در خودروهای برقی کردهاند، چون این موتورها بین دو تعمیر متوالی دوام بیشتری دارند. حتی شرکتهای سازنده لوازم خانگی نیز این موتورها را در ماشینهای لباسشویی و یخچالها به کار میبرند که در آنها قابلیت اطمینان بیشترین تأثیر را در رضایت مشتری دارد.
یکپارچهسازی درایو سرعت متغیر
درایوهای سرعت متغیر یا VSDها نقش مهمی در بهتر کار کردن موتورها ایفا میکنند، زیرا کنترل میکنند که موتور چقدر صاف و بدون لغزش کار کند. وقتی شرکتها این درایوها را در تجهیزات فعلی خود نصب میکنند، بهبودهای واقعی در کارایی را شاهد میشوند، چرا که این درایوها مصرف انرژی را بر اساس نیاز واقعی سیستم در هر لحظه تنظیم میکنند. مطالعات نشان دادهاند که انتقال از سیستمهای قدیمی با سرعت ثابت به سیستمهای مجهز به VSDها میتواند مصرف برق را حدود ۴۵ درصد کاهش دهد که این امر منجر به صرفهجویی فوری در هزینهها میشود. چیزی که VSDها را بسیار ارزشمند میکند، تنوع کاربردی بالای آنهاست. این فناوری از واحدهای گرمایشی، تهویه و تهویه مطبوع تا نوارهای نقاله کارخانهای قابل استفاده است. این گوناگونی به معنای آن است که شرکتها میتوانند با به کارگیری فناوری سرعت متغیر، هم از لحاظ محیط زیست و هم از نظر کاهش هزینههای عملیاتی، بهرههای قابل توجهی داشته باشند.
بهروزرسانی سیستمهای قدیمی
بهروزرسانی ماشینهای قدیمی با فناوریهای جدید صرفهجویی در انرژی همراه با چالشهایی است اما در عین حال امکانات جدیدی را نیز فراهم میکند. البته مشکلاتی مانند سازگار کردن قطعات جدید با تجهیزات قدیمی وجود دارد، اما بیشتر شرکتها متوجه شدهاند که بهبود در کارایی انرژی و عملیات سبزتر، این کار را ارزشمند میکند. بر اساس گزارشهای صنعتی، برخی از کسبوکارها پس از بهروزرسانی سیستمهای قدیمی، حدوداً ۲۵ درصد در هزینههای انرژی صرفهجویی کردهاند. امروزه بازار گزینههای زیادی را ارائه میدهد، از جمله کنترلهای هوشمند که از الگوهای مصرف یاد میگیرند، سنسورهایی که عملکرد را بهصورت زنده نظارت میکنند و ماژولهای آماده که به راحتی در سیستمهای موجود جا میشوند. این افزودنیها تنها هزینهها را کاهش نمیدهند، بلکه نگهداری را هم آسانتر کرده و عمر تجهیزاتی را که در غیر این صورت دور ریخته میشدند، افزایش میدهند.
سیستمهای درب غلطکی با قدرت خورشیدی
قدرت عملیاتی مستقل از شبکه
امروزه سیستمهای کارکن شده با انرژی خورشیدی برای دریچههای غلطکی در حال کسب محبوبیت هستند، بهویژه با افزایش قیمت انرژی. ایدهٔ اصلی بهاندازهکافی ساده است: دریچههای غلطکی بدون اتصال به خطوط برق معمولی با بهرهگیری از نور خورشید از طریق صفحات خورشیدی کار میکنند. مالکان خانهها و کسبوکارهای کوچک با انتقال به این سیستم میتوانند در صورتهای برق خود صرفهجویی کنند. برخی از تحقیقات به میزان صرفهجویی بهطور متوسط حدود ۳۰ درصد در سال پس از نصب اشاره دارند. به عنوان مثال، استرالیا را در نظر بگیرید، جایی که افراد زیادی که دور از مراکز شهری زندگی میکنند از این دریچههای کارکننده با انرژی خورشیدی سالهاست که استفاده میکنند. این سیستمها بدون مشکل و با وجود دسترسی محدود به منابع برق متعارف بهخوبی کار میکنند. در نهایت، روی آوردن به انرژی خورشیدی به معنای استفاده از انرژی پاکتر است در حالی که عملکرد قابلاعتماد این پوششهای پنجرهای حتی در مکانهای بسیار دورافتاده نیز حفظ میشود.
یکپارچهسازی ذخیرهسازی باتری
وقتی باتری ذخیرهسازی را با پنجرههای شتری برقی مجهز به انرژی خورشیدی ترکیب کنیم، مزایای متعددی به دست میآید. این سیستم در واقع انرژی اضافی نور خورشید را در طول روز ذخیره میکند تا پنجرهها همچنان در شب یا در زمانی که ابرها در میآیند کار کنند و نیازی به استفاده از خطوط برق معمولی نباشد. این موضوع به این معنی است که مالکان خانهها و کسبوکارها عملکردی یکنواختتر از پنجرههای خورشیدی خود در طول زمان خواهند داشت. به عنوان مثال ماجرا در بخشهایی از کالیفرنیا در سال گذشته را میتوان نام برد - بسیاری از خانههایی که با این سیستمهای ترکیبی مجهز شده بودند، در طول قطعیهای بزرگ برق موفق شدند پنجرههای خود را در شرایطی که دمای بیرون بسیار بالا بود، به کار خود ادامه دهند که امری بسیار قابل توجه بود. بنابراین ترکیب پنلهای خورشیدی با باتری پشتیبان مناسب فقط منجر به صرفهجویی در هزینههای برق نمیشود، بلکه اطمینان حاصل میکند که پنجرهها در شرایط تغییرات آبوهوایی یا قطعیهای غیرمنتظره برق نیز به خوبی کار کنند.
تکنیکهای استفاده از نور روز
استحصال نور روز در واقع به معنای کاهش هزینههای برق با استفاده بهتر از نور خورشید درون ساختمانهاست. شترهای غلطکی با انرژی خورشیدی در این زمینه بسیار مفید هستند، زیرا به افراد این امکان را میدهند که میزان نور طبیعی ورودی را بدون نیاز به چراغهای اضافی کنترل کنند. برخی آزمایشهای عملی که در فضاهای اداری انجام شده است نشان داده که وقتی شرکتها این روشهای مبتنی بر نور روز را اتخاذ کردهاند، هزینههای روشناییشان حدود 60 درصد کاهش یافته است. وقتی شترها و استحصال نور روز با هم ترکیب شوند، در مدیریت هم نور و هم دمای داخل ساختمان بسیار موثر هستند. ساختمانهایی که این ترکیب را دارند، معمولاً از لحاظ مصرف انرژی کارآمدتر هستند و در عین حال راحتی ساکنین را نیز حفظ میکنند. کاهش وابستگی به چراغهای برقی و بهبود عملکرد ساختمان، از دیدگاه صرفهجویی در هزینهها و کاهش تأثیرات زیستمحیطی در بلندمدت، بسیار منطقی است.
استراتژیهای نگهداری پیشبینیپذیر
تحلیل مبتنی بر هوش مصنوعی
نگهداری پیشبینانه در تشخیص مشکلات تجهیزات قبل از وقوع آنها، بهویژه با استفاده از هوش مصنوعی در تحلیل سایش، دارد بازی را تغییر میدهد. این سیستمهای تشخیص هوشمند به موقع مسائل را شناسایی میکنند تا ماشینها بهطور غیرمنتظره دچار خرابی نشوند. وقتی تولیدکنندگان هوش مصنوعی را در روالهای نگهداری خود ادغام میکنند، تجهیزاتی با دوامتر و عملکرد بهتری را تجربه میکنند. مطالعات منتشر شده در مجله فرآیندهای تولید نشان میدهد که کارخانههایی که از تشخیص هوش مصنوعی استفاده میکنند، افزایشی حدود 20 درصدی در طول عمر تجهیزات خود را در سراسر واحدهای مختلف مشاهده کردهاند. با بررسی کاربردهای واقعی، شرکتهایی در زمینههایی از جمله تولید خودرو تا تولید هواپیما متوجه شدهاند که انتقال به نظارت بر سایش مبتنی بر هوش مصنوعی باعث کاهش خرابیهای غیرمنتظره و صرفهجویی در هزینههای تعمیر در طولانیمدت میشود.
راهکارهای بهینهسازی روغنکاری
درست تعیین کردن برنامههای روانکاری تفاوت بزرگی در نحوه کارکرد تجهیزات ایجاد میکند. امروزه شرکتها به سمت راهکارهای هوشمند فناوری میروند که به آنها امکان میدهد نیازهای روانکاری را به صورت واقعی دنبال کنند، به این معنی که ماشینآلات بدون مشکل بیشتری کار میکنند و خسارت کمتری در طول زمان میبینند. ابزارهای جدید مدیریت روانکاری در حین کار، اطمینان میدهند که قطعات دقیقاً به مقدار لازم چربی دریافت میکنند و این موضوع مدیران کارخانه را در بازدیدهای روتینی خوشحال میکند. بررسی آنچه در کارخانههای سراسر کشور اتفاق میافتد به خوبی نشان میدهد که وقتی کسبوکارها روی انجام صحیح روانکاری تمرکز میکنند، اغلب شاهد افزایشی حدود ۱۵ درصد در کارایی تجهیزات خود هستند. دوام بیشتر تجهیزات قطعاً یک مزیت است، اما بسیاری از ناظران خط تولید میگویند که مزیت واقعی در کاهش هزینههای تعمیرات غیرمنتظرهای است که به ناگاه در حین راهاندازیهای تولید پیش میآیند.
راهکارهای پایش ارتعاش
پایش ارتعاشات به عنوان یکی از روشهای بسیار مفید در تشخیص مشکلات قبل از تبدیل شدن به مسائل اساسی برجسته میشود که به شرکتها کمک میکند تا از خاموشیهای غیرمنتظره و پرهزینه جلوگیری کنند. وقتی شرکتها به طور مداوم ارتعاشات ماشینها را در طول زمان دنبال میکنند، اغلب الگوهای عجیبی را شناسایی میکنند که ممکن است نشانه از بروز مشکلات در آینده باشند. برخی مطالعات نشان میدهند که این سیستمهای پایش میتوانند حدود 30 درصد از خرابیهای غیرمنتظره را کاهش دهند. به عنوان مثال در بخش نفت و گاز، انجام منظم بررسیهای ارتعاشی تفاوت بسزایی در جلوگیری از شکستهای فاجعهآمیز در جریان عملیات حیاتی ایجاد کرده است. کارخانههای تولیدی و ایستگاههای تولید برق نیز نتایج مشابهی را تجربه کردهاند. فراتر از جلوگیری از توقفات، این ابزارهای پایش به حفظ عملکرد قابل اعتماد تجهیزات کمک میکنند، موانع تولید را کاهش میدهند و در نهایت بهرهوری روزانه از عملیات را افزایش میدهند.
سوالات متداول
سیستم کنترل مبتنی بر اینترنت اشیاء چیست؟
یک سیستم کنترل مبتنی بر اینترنت اشیاء از فناوری اینترنت اشیاء (IoT) برای اتوماسیون سیستمهای انرژی استفاده میکند. این سیستم مصرف انرژی را از طریق کنترلهای هوشمند بهینه میکند و پایش در زمان واقعی و بهبود کارایی عملیاتی را فراهم میکند.
حسگرها چگونه به بهرهوری انرژی کمک میکنند؟
حسگرها تغییرات محیطی را تشخیص میدهند و به سیستمها اجازه میدهند تنظیمات خودکار انجام دهند که انرژی را ذخیره میکنند. به عنوان مثال، حسگرهای دما میتوانند سیستمهای گرمایشی را تنظیم کنند و از هدررفتن انرژی و کاهش هزینهها جلوگیری نمایند.
مزایای عایقبندی کامپوزیتی چیست؟
لایههای عایق کامپوزیتی از ترکیب چندین ماده استفاده میکنند تا عملکرد عایقبندی بهینه شود و در مقایسه با روشهای سنتی، بهرهوری انرژی بیشتری فراهم کنند و صرفهجویی در هزینه را ممکن سازند. این نوع عایقبندی دوام بیشتری دارد و عملکرد خود را در طول زمان حفظ میکند.
آلیاژهای آلومینیومی بازیابیشده چرا مهم هستند؟
تولید آلیاژهای آلومینیومی بازیابیشده نیازمند مصرف انرژی کمتری است که منجر به صرفهجویی قابل توجه در انرژی میشود. این آلیاژها به شیوههای تولید پایدار کمک میکنند و تأثیرات زیستمحیطی را کاهش میدهند.
پنجرههای شتری مجهز به انرژی خورشیدی چگونه به بهرهوری انرژی کمک میکنند؟
پنجرههای شتری مجهز به انرژی خورشیدی از انرژی خورشید برای کارکرد خود استفاده میکنند و به این ترتیب وابستگی به شبکه برق کاهش مییابد. با استفاده از ذخیرهسازی انرژی در باتری، عملکرد پایداری را تضمین میکنند، استقلال انرژی را افزایش میدهند و از تکنیکهای جمعآوری نور روز پشتیبانی میکنند.