چکیده- شبکه هوشمند فرصت ها و تکنیک های جدیدی را برای تامین تقاضای انرژی بالا در صنعت انرژی در حال رشد فراهم می کند. یک سوم کل تقاضای انرژی در بخش مسکونی می باشد. یک مرز جدید در این زمینه، سیستم های مدیریت انرژی است که برای خانه های هوشمند آینده نگر طراحی شده است. خانه هوشمند خانه ای است که می تواند به تنهایی و با حداقل دخالت ارباب خود یعنی انسان، تصمیم گیری، کنترل و عملکرد تجهیزات خود را بهینه کند. یکی از عوامل اصلی توسعه موفقیت آمیز خانه هوشمند، توانایی آن در مدیریت منابع انرژی از جمله تولید و ذخیره سازی است. مقالات اخیر مدیریت انرژی خانه های هوشمند در این گزارش بررسی می شوند.

کلمات کلیدی- انرژی خانه هوشمند، سیستم های مدیریت؛ برنامه ریزی لوازم خانگی؛ تقاضای پاسخ تکنیک؛ خانه هوشمند معماری؛ تجدید پذیر منبع انرژی

• مقدمه

قرن بیست و یکم با رشد بی‌سابقه‌ای در اختراعات بشری و استاندارد زندگی همراه شده است. بهبود استاندارد زندگی منجر به مصرف بالای برق می شود و در نتیجه منجر به تقاضای بالای انرژی از سوی مصرف کنندگان می شود. مصرف سرانه انرژی در نروژ و ایالات متحده آمریکا تقریباً 2.6 و 1.4 کیلو وات است درحالیکه در برخی از کشورهای آفریقایی این عدد 5 تا 11 وات می باشد [1]. برای توسعه این کشورها، مطمئناً انرژی بیشتری مورد نیاز خواهد بود.

مصارف مسکونی در محدوده 13 تا 37 درصد از کل بار شبکه قرار دارد [2]. اجرای تکنیک‌های پاسخگویی به تقاضا به کاهش مصرف برق کمک می‌کند و مزایای دیگری مانند بهبود قابلیت اطمینان، بارهای پیک و پایه متعادل شده و غیره را فراهم می‌کند.

بار مسکونی شامل مصارف خانه ها و منازل می باشد. مصرف کنندگان این خانه ها برای مصرف برق الگو دارند [3 و 4]. این الگو معمولاً به عواملی مانند دما، رطوبت، تعطیلات و غیره بستگی دارد [5 و6]. بر اساس تحلیل این عوامل می توان مصرف یک خانه خاص را پیش بینی کرد. این پیش‌بینی بار را می‌توان برای زمان‌بندی وسایل و اجرای تکنیک‌های پاسخ به تقاضا مورد استفاده قرار داد. از این رو، پیش‌بینی می‌تواند عامل بسیار مهمی در عملکرد بهینه SHEMS باشد.

خانه ها از دو نوع بار تشکیل شده اند: قابل کنترل و غیر قابل کنترل [7-9]. بارهای قابل کنترل آنهایی هستند که تقاضای آنها در طول زمان قابل مدیریت است در حالی که برای بارهای غیرقابل کنترل زمان قابل کنترل نیست. به عنوان مثال، در ماشین لباسشویی می توان زمان بندی عملکرد آن را مدیریت کرد در حالی که بار روشنایی را نمی توان به تاخیر انداخت. بارهای قابل کنترل آنهایی هستند که باید برای برنامه ریزی در SHEMS استفاده شوند و تکنیک های پاسخگویی به تقاضا را پیاده سازی کنند. بارهای غیرقابل کنترل بخشی از بار کل یک خانه هستند اما نمی توان آنها را برنامه ریزی کرد.

کاهش هزینه منابع انرژی تجدیدپذیر فرصت جدیدی را برای مصرف کنندگان ایجاد کرده است تا بتوانند برق خود را تولید کنند. این بدان معنی است که در حین در نظر گرفتن یک خانه هوشمند، منابع انرژی تجدیدپذیر نیز باید در نظر گرفته شود. منابع انرژی تجدیدپذیر محاسبات مربوط به پیش‌بینی تولید، استراتژی‌های ذخیره‌سازی و غیره را به همراه دارند.

به غیر از این ملاحظات، یک سیستم مدیریت انرژی خانه هوشمند می‌تواند شامل مدیریت باتری/ذخیره‌سازی، شارژ وسیله نقلیه الکتریکی (EV) به همراه V2G، پیش‌بینی، زمان‌بندی وسیله و غیره باشد. برخی از عوامل موثر بر عملکرد SHEMS عبارتند از: تعرفه، تعامل SHEMS چندگانه برای ایجاد یک سیستم مدیریت انرژی محله، تولیدات پراکنده و غیره.