چارچوب هوشمند مدیریت انرژی مبتنی بر دوقلوی دیجیتال برای ساختمانهای هوشمند مجهز به سامانه فتوولتائیک و ذخیره ساز باتری

افزایش مصرف انرژی در ساختمانها و ضرورت کاهش انتشار گازهای گلخانه ای توسعه سامانههای هوشمند مدیریت انرژی مبتنی بر منابع تجدیدپذیر را به یکی از اولویتهای پژوهشی تبدیل کرده است در این پژوهش یک چارچوب هوشمند مدیریت انرژی مبتنی بر دوقلوی دیجیتال و اینترنت اشیا برای ساختمانهای مجهز به سامانه فتوولتائیک و ذخیره ساز باتری ارائه و ارزیابی شده است. در چارچوب پیشنهادی، دوقلوی دیجیتال با دریافت دادههای لحظه ای از حسگرهای اینترنت اشیا وضعیت انرژی ساختمان را به صورت پیوسته پایش کرده و با پیش بینی کوتاه مدت تولید و مصرف، انرژی راهبرد بهینه بهره برداری از سامانه فتوولتائیک باتری و شبکه برق را تعیین میکند. برای ارزیابی عملکرد، یک ساختمان اداری در شهر یزد به عنوان مطالعه موردی انتخاب شد و چهار سناریوی مختلف شامل حالت پایه استفاده از سامانه فتوولتائیک سامانه فتوولتائیک همراه با ذخیره ساز و چارچوب کامل مبتنی بر دوقلوی دیجیتال مورد مقایسه قرار گرفتند. نتایج شبیه سازی نشان داد که استفاده از چارچوب پیشنهادی مصرف انرژی دریافتی از شبکه را حدود ۳۲ درصد، هزینه بهره برداری را حدود ۲۷ درصد و انتشار دی اکسیدکربن را حدود ۳۰ درصد نسبت به حالت پایه کاهش میدهد همچنین سهم انرژی تجدیدپذیر در تامین بار ساختمان به بیش از ۶۵ درصد افزایش یافت و مدیریت هوشمند باتری موجب بهبود خودتامینی انرژی و کاهش تبادل توان با شبکه در ساعات اوج بار شد. نتایج تحلیل حساسیت نیز نشان داد که ظرفیت سامانه فتوولتائیک و ذخیره ساز باتری بیشترین تاثیر را بر عملکرد سیستم داشته و چارچوب پیشنهادی در برابر تغییرات شرایط اقلیمی و اقتصادی از پایداری مناسبی برخوردار است. یافتههای این پژوهش نشان میدهد که تلفیق دوقلوی دیجیتال، اینترنت اشیا و منابع انرژی تجدیدپذیر میتواند راهکاری موثر برای ارتقای بهره وری انرژی، کاهش هزینه های بهره برداری و کربن زدایی ساختمان های هوشمند باشد و بستر مناسبی برای توسعه سامانههای مدیریت انرژی در نسل آینده ساختمانهای پایدار فراهم کند.

کلیدواژه ها:

مدیریت هوشمند ، انرژی ساختمان هوشمند ، دوقلوی دیجیتال ، اینترنت اشیا ، سامانه فتوولتائیک ، ذخیره ساز باتری ، هوش مصنوعی ، بهره وری انرژی