اینترنت اشیا و محیط زیست

آیا اینترنت اشیا می تواند در جهت حفظ محیط زیست عمل نماید؟ ارتباط میان اینترنت اشیا و محیط زیست چیست؟ آیا تکنولوژی های جدید می تواند در راستای کاهش آلودگی های زیست محیطی قدم بردارد؟ مباحث مرتبط با انرژی و محیط زیست یکی از مهمترین دغدغه های جامعه مدرن است. استفاده از منابع انرژی تجدید پذیری که جایگزین سوخت های فسیلی با آلودگی زیاد هستند یکی از مهمترین راهکارها برای کاهش اثرات تخریبی بر محیط زیست می باشد. در این مقاله به ارتباطات میان اینترنت اشیا و محیط زیست و انرژی های تجدید پذیر می پردازیم.

تحولات شبکه جهانی وب

شبکه جهانی اینترنت (World Wide Web) که امروزه کاربردهای بسیار گسترده ای دارد، کم کم از حالت سنتی خود که شامل دریافت و انتقال اطلاعات مجازی شامل تصاویر متون و صداها بودند پا را فراتر برده و می تواند دنیای فیزیکی را نیز تغییر دهد. این تغییرات شامل کنترل اجسام و اشیا از راه دور می باشد. تقریبا هر آنچه در پیرامون ما وجود دارد با کمک تکنولوژی های جدید قابلیت کنترل از طریق راه دور و سیستم های نوین را دارا است. لوازم خانگی، دوربین های امنیتی و نظارتی از راه دور و تمام مراکز ساختمانی شامل خانه ها، بیمارستان ها، مدارس و کارخانه ها می توانند با استفاده از تکنولوژی اینترنت اشیا به عنوان یک واسطه ارتباطی، نظارت و کنترل گردند.

نقش انرژی، اینترنت اشیا و محیط زیست در ساختمان های هوشمند

در این میان دغدغه مندان محیط زیست نیز به فکر این موضوع افتادند تا ارتباطی میان اینترنت اشیا و محیط زیست بیابند تا با استفاده از این تکنولوژی در راستای اهداف زیست محیطی قدم بردارند. با گسترش سیستم های نوین مفهوم وب فیزیکی در حال ظهور و گسترش می باشد. برای مثال، به تازگی پروتکل های انرژی هوشمندی که از IoT (اینترنت اشیا) استفاده می کنند، برای اتوماسیون و کنترل انرژی از طریق نظارت بر سیستم های تهویه در ساختمان ها مورد استفاده قرار گرفته اند.این یک مثال مناسب از نقش اینترنت اشیا و محیط زیست در زندگی روزمره است.

سیستم ها

تهویه مطبوع هوشمند با استفاده از تکنولوژی اینترنت اشیا

این سیستم شامل یک بخش تهویه مرکزی یا محلی است که می تواند هوشمند باشد، همچنین مدل های قدیمی تر و ساده نیز قابلیت هوشمند شدن را دارا می باشند. این سیستم تهویه به یک سنسور دما و رطوبت متصل می گردد که نقش یک گزارش دهنده شرایط آسایش را برای ساختمان ایفا می کند. همچنین سنسورهای حرکتی وظیفه گزارش وضعیت حضور یا عدم حضور افراد در خانه را دارند. این سیستم می تواند گسترش یابد و به درب های هوشمند نیز متصل شود تا گزارشی کامل تر از حضور یا عدم حضور ارائه دهد یا با اتصال به سیستم موقعیت یاب تلفن همراه ساکنین اطلاعات دقیق از موقعیت و فاصله افراد از ساختمان را گزارش دهد.

سناریو هوشمند سیستم تهویه

سیستم تهویه با توجه به دما، رطوبت و حضور یا عدم حضور افراد در ساختمان عمل میکند و شرایط آسایش را فراهم میکند. این سیستم که اتوماسیون ساختمان نام دارد می تواند شامل تمام اجزای خانه شود. مثلا در صورتی که پنجره باز باشند سیستم تهویه خاموش شود تا در مصرف انرژی صرفه جویی گردد. در ساعاتی از شب که اغلب افراد خواب هستند دریچه های تهویه مطبوع محل های کم تردد تر بسته شود. توجه کنید که این سیستم ها بسیار پیچیده تر از سنسورهای عادی بوده و قابلیت سناریو نویسی را دارا هستند.

کاهش هزینه ها، حفظ محیط زیست و ساختمان هوشمند

این موضوع می تواند در دراز مدت باعث صرفه جویی در مصرف انرژی و کاهش هزینه های جاری ساختمان گردد. همچنین استهلاک سیستم های تهویه را کاهش می دهد و از خرابی زودهنگام آن ها جلوگیری می کند. انرژی، اینترنت اشیا و محیط زیست سه اصل مهم در سیستم های تهویه هوشمند است. با گسترش سیستم های متصل به تکنولوژی اینترنت اشیا شبکه های هوشمند به وجود می آید و در گام بعدی شهر های هوشمندی که در راستای کاهش مصرف انرژی قدم بر میدارند به ظهور می رسد.

شبکه هوشمند انرژی های تجدید پذیر چیست؟

در مفهوم اینترنت اشیا و استفاده از آن در وب فیزیکی یک شبکه هوشمند شامل سه لایه اصلی است. لایه های سیستم ، پروتکل های ارتباطی و اشیا می باشد.

در سیستم های پیشنهادی برای کاهش آلودگی های زیست محیطی منابع انرژی تجدید پذیر به عنوان واحدهای تولید پراکنده و محلی به کار رفته و نزدیک جایی که انرژی قرار است تبدیل و مصرف گردد، نصب میشوند. در مدل های قدیمی اتصال به شبکه انرژی نیاز به زیرساخت های فراوان نظیر کابل ها یا لوله هایی بود که هر نقطه مصرف کننده را به تولید کننده اصلی متصل کند. استفاده از منابع انرژی های تجدید پذیر محلی، نیاز به خطوط انتقال طولانی، تلفات توان و پست های توان را کاهش خواهد داد. مهمترین و کارآمدترین سیستم های انرژی تجدید پذیر شامل انرژی های خورشیدی، برق آبی و توربین های بادی است.

این واحدهای محلی انرژی تجدیدپذیر به عنوان اشیا و اجسامی که قرار است با استفاده از پروتکل های ارتباطی جدید و سیستم هوشمند عمل نمایند قرار می گیرند و با استفاده از این سیستم کنترل می گردند. این کنترل ها می تواند در جهت گیری ها، کنترل روشن یا خاموش بودن، شرایط قرار گیری و به صورت کلی تمام شرایطی که میتوان برای یک واحد محلی تولید انرژی پاک متصور بود انجام پذیرد.

همچنین با ادغام این سیستم با سیستم های شبکه ای هوشمند در ساختمان میزان انرژی مصرفی را نیز کنترل نمود.

مزایای تکنولوژی اینترنت اشیا و واحدهای محلی تولید انرژی برای ساختمان ها

در بحث اینترنت اشیا و محیط زیست تا به اینجا تنها درباره کاهش مصرف انرژی و تاثیرات آن بر روی عوامل محیط زیستی صحبت کردیم. اما استفاده از این سیستم ها و تلفیق آن ها با ساختمان سازی گام های موثری در زمینه کاهش منابع مصرفی، زمان ساخت و در نتیجه همه این ها هزینه های ساخت و ساز برداشته می شود.

ساختمان های جدید، اینترنت اشیا و محیط زیست

ساختمانی را در نظر بگیرید که در آن از سیستم های نوین انرژی های پایدار در کنار هوشمند سازی به وسیله اینترنت اشیا استفاده شده است. این ساختمان علاوه بر کمک به محیط زیست ویژگی های بسیار موثر دیگری نیز خواهد داشت. ساختمانی که بتواند انرژی مورد نیاز خود را تامین نماید به سیستم های مرکزی انرژی و نیروگاه ها وابسته نیست و این موضوع بیانگر این خواهد بود که می تواند سیستم های قدیمی تامین انرژی نظیر گاز رسانی را در آن حذف کنند. در ساختمان های ایران از انرژی گاز تنها برای گرمایش و پخت و پز استفاده می گردد.

حال ساختمانی را در نظر بگیرید که تمام لوازم خانگی آن از جمله اجاق خوراک پزی و سیستم گرمایش آب هوشمند است. این موضوع باعث میگردد که یک ساختمان تنها به سیستم برقی نیاز داشته باشد، به این معنا که سازنده هیچ انشعابی برای گازرسانی واحدها انجام نخواهد داد. سیستم های گرمایش و سرمایش نیز به صورت محلی و مختص هر واحد قرار گرفته و در نتیجه آن موتورخانه ها حذف، داکت های تاسیساتی حذف یا با مساحت بسیار کمتری اجرا خواهند شد.

تاثیر استفاده از تکنولوژی های جدید در ساختمان ها چیست؟

این موضوع سبب افزایش مساحت مفید در پارکینگ ها، کاهش ارتفاع سقف و در نتیجه آن سبک شدن سازه، کاهش هزینه های لوله کشی، کاهش هزینه خرید و نصب کنتورهای گاز و … می گردد. تمام این عوامل دست در دست هم داده و هزینه ساخت یک واحد ساختمانی را کاهش خواهد داد.

در سیستم های نوین انرژی پاک شما نیازی به ذخیره انرژی تولیدی خود ندارید بلکه انرژی تولیدی را به صورت “در شبکه” تولید و خطوط ارتباطی برق شهری متصل می کنید. در واقع ساختمان شما یک تولید کننده انرژی خواهد بود که سازمان های مربوطه به صورت سالانه هزینه انرژی تولید شده توسط ساختمان شما را پرداخت می کند. این سیستم ها معمولا در واحدهای استاندارد ساختمانی بعد از پنج سال به سود رسانی خواهند رسید و هزینه اولیه را جبران می نمایند.

همچنین در مواقع اضطراری و یا قطع برق شهری با استفاده از سوئیچ های هوشمند می توانید به برق تولیدی ساختمان خود متصل شوید.

ساختمان های هوشمند تاثیر بسزایی در کاهش مصرف انرژی و حفظ محیط زیست خواهند داشت. در واقع داشتن یک ساختمان سبز یا یک معماری پایدار بدون استفاده از تکنولوژی های نوین امکان پذیر نخواهد بود. اینترنت اشیا و محیط زیست دو مفهومی هستند که می توانند کلیدواژه های ساختمان های جدید و خانه های هوشمند باشند.

از سیستم های انرژی پاک میتوان در فرآیند هوشمند سازی ساختمان بهره برد تا با کمک این تکنولوژی یک ساختمان پایدار سبز داشته باشیم.