مدیریت انرژی خانگی با رویکرد مبتنی بر قوانین شرطی با در نظر گرفتن محدودیت توان مصرفی

در سال های اخیر، مدیریت هوشمند انرژی در ساختمان های مسکونی به عنوان یکی از محورهای اصلی پژوهش در راستای افزایش بهره وری انرژی و کاهش هزینه ها مطرح شده است. در این مقاله، یک رویکرد ساده، موثر و قابل پیاده سازی برای مدیریت انرژی هوشمند خانگی ارائه شده که بر منطق تصمیم گیری شرطی و محدودیت توان مصرفی کل مبتنی است. سیستم پیشنهادی با استفاده از داده های محیطی مانند دمای داخلی، سطح نور محیط (Ambient Light Level)، حضور ساکنین، زمان و تعرفه زمانی مصرف، درباره روشن یا خاموش بودن تجهیزات الکتریکی تصمیم گیری می کند. برای حفظ آسایش حرارتی، از شاخص ناراحتی حرارتی (Thermal Discomfort Index) به عنوان معیار کنترل استفاده شده است. مجموعه ای از قوانین اولویت دار برای کنترل وسایل اصلی خانگی شامل کولر، یخچال، ماشین لباسشویی، ماشین ظرفشویی، تلویزیون و روشنایی طراحی شده که بر اساس ضرورت عملکرد، تاثیر بر آسایش ساکنین و میزان تقاضای انرژی عمل می کنند. همچنین، برای جلوگیری از مصرف بیش از حد برق و مدیریت بار، محدودیت توان کل مصرفی در نظر گرفته شده که امکان اولویت بندی در فعال سازی تجهیزات را فراهم می سازد. این رویکرد به جای بهره گیری از الگوریتم های پیچیده بهینه سازی، از منطق تصمیم گیری شفاف و قابل فهم استفاده می کند که موجب سهولت پیاده سازی، کاهش هزینه و قابلیت توسعه در محیط های واقعی می شود. داده های مصنوعی با استفاده از مدل های احتمالاتی برای شرایط محیطی و الگوهای حضور ساکنین تولید شده و اثربخشی رویکرد پیشنهادی با استفاده از شبیه سازی در پایتون ارزیابی شده است. نتایج حاصل نشان می دهند که این سامانه به طور کلی ۱۲٫۰۸ درصد صرفه جویی در انرژی و ۱۴٫۹۸ درصد کاهش هزینه های انرژی را به همراه دارد. این رویکرد، به واسطه ی مقیاس پذیری و سادگی اجرا، گزینه ای کاربردی برای مدیریت انرژی در خانه های هوشمند با منابع محاسباتی محدود محسوب می شود.

کلیدواژه ها:

خانه هوشمند ، مدیریت انرژی ، کنترل مبتنی بر قوانین ، تعرفه گذاری زمانی برق ، آسایش حرارتی ، محدودیت توان مصرفی ، شبیه سازی با پایتون