دانلود پایان نامه
مدیریت و بهینه سازی مصرف انرژی شامل برنامه ریزی و راهبری واحدهای مصرف و تولید مرتبط با انرژی می باشد اهداف مدیریت مصرف انرژی شامل صرفه جویی در منابع، حفاظت از محیط زیست و صرفه جویی در هزینه ها می باشند درحالیکه مصرف کنندگان به منابع کافی انرژی دسترسی داشته باشند و خللی در کارکرد آنان ایجاد نگردد.با توجه به این تعریف مدیریت مصرف انرژی با مدیریت محیط زیست و مدیریت تولید و حمل و نقل و سایر شاخه های صنعتی و تجاری مر تبط می باشد .
به عبارت دیگر مدیریت انرژی یک فرآیند است که در آن رسیدن به هدف کاهش مصرف انرژی و هزینه ها با توجه به نیاز واقعی مصرف کننده با توجه به عدم تاثیر منفی بر کارکرد آنان دنبال می شود .
در تعریف دیگری مدیریت مصرف انرژی به معنی استفاده آگاهانه و موثر از انرژی برای افزایش سود دهی و کاهش هزینه ها به منظور دستیابی به جایگاه رقابتی می باشد.نکته مهم در مدیریت مصرف انرژی این است که کاهش مصرف باید بدون تاثیر منفی در بازدهی سیستم انجام گردد[2].
به طور کلی کاهش هزینه ها در مدیریت مصرف انرژی با اعمال روش های زیر بدست می آید:
محدود نمودن و در صورت امکان حذف مصرف غیر ضروری انرژی
بهبود بازدهی به ازای انرژی مصرفی
خرید انرژی به بهای کمتر
انجام عملیات مورد نیاز جهت خرید انرژی به بهای کمتر [3].
1-3- نقش فناوری اطلاعات در مدیریت و بهینه سازی مصرف انرژی
فناوری اطلاعات بدون هیچ تردید تنها فناوری است که بر چگونگی مصرف انرژی در اقتصاد جهانی تاثیر می گذارد.اگرچه ممکن است فناوری زیستی در قرن 21 تغییرات عمده ای در تولید ترکیبات و محصولات تجدیدپذیر به وجود آورد که این به نوبه خود در فرآیند مصرف انرژی موثر است با این حال نمی تواند جایگزین نقش فناوری اطلاعات در فرآیند بهینه سازی مصرف انرژی گردد.فناوری اطلاعات بر فرآیند مصرف انرژی به صورت مستقیم و غیر مستقیم تاثیر دارد .به طور مثال فناوری اطلاعات به طور مستقیم در پیشرفت صنایع الکترونیک مرتبط با انرژی تاثیر دارد که این موضوع می تواند بر کاهش مصرف انرژی موثر باشد .در سالهای اخیر تاثیر فناوری اطلاعات در توسعه میکروپروسسور ها و میکرو کنترلر ها توانست باعث به کارگیری تکنولوژیهای جدید در سیستم های کنترل ودر نتیجه بهینه سازی و کاهش مصرف انرژی گردید.
فناوری اطلاعات در زمینه کنترل فرآیندهای صنعتی می تواند به تنهایی یا به صورت ترکیبی با سایر تکنولوژیها در زمینه کنترل و بهینه سازی فرآیندهای صنعتی امکانات زیر را فراهم نماید.
1-تکنولوژی کنترل : تکنولوژیهای کنترل مکانیکی یا الکترومکانیکی در حال حاضر با سیستم های کنترل الکترونیکی که در کارآیی بسیار دقیق تر و همچنین از لحاظ هزینه ارزانتر هستند جایگزین شده است واین سیستم ها قابلیت برنامه ریزی و تغییر عملیاتی سریع متناسب با شرایط مورد نیاز را دارند.
2-جمع آوری اطلاعات :به وسیله تکنولوژیهای فناوری اطلاعات امکان جمع آوری دقیق و سریع اطلاعات از فرآیند ها فراهم می گردد که باعث بازدهی بیشتر در تولید و کاهش مصرف انرژی می گردد.
3-ذخیره سازی اطلاعات و پردازش :اطلاعات در حجم بسیار زیاد می تواند ذخیره گردد وبعد از پردازش نتیجه مورد نظر به نمایش در آید افزایش توانایی کامپیوتر ها در سالهای اخیر باعث شده که این فرآیند جمع آوری و پردازش اطلاعات به سهولت انجام گیرد .
4-ارتباطات داده ای : اطلاعات و دستورالعمل ها و برنامه ها می تواند به سرعت ارسال یا بازیابی شود که این مورد فرآیند کنترل متمرکز را تسهیل می کند همزمان با گسترش کاربرد فناوری اطلاعات در فرآیند های صنعتی سیستم هایSCADA به عنوان زیر مجموعه ای از علم فناوری اطلاعات توسعه یافتند [4] .
1-4- تعریف سیستم های SCADA
سیستم های SCADA مخفف Supervisory Control And Data Acquisition می باشد که به معنای اعمال یک سیستم کنترل نظارتی و اکتساب داده های مورد نیاز است .از زمانی که سیستم های کنترل به وجود آمد سیستم های SCADA هم مورد توجه قرار گرفته است .در فرآیند های صنعتی و تولیدی، صنایع کوچک، صنایع همگانی و خصوصی ، معادن و صنایع حساس جهت ارتباط با وسایل و سیستم هایی که در فاصله ای دور از محل کنترل قرار دارند اندازه گیری و سنجش از راه دور مورد توجه قرار می گیرد. این فاصله می تواند از چند متر تا هزاران کیلومتر باشد .لذا ازسیستم های سنجش و کنترل از راه دور جهت ارسال برنامه ها و فرامین دریافت اطلاعات پایشی سیستم استفاده می شود [5].
با توجه به توسعه روز افزون علم فناوری اطلاعات و تاثیر آن در توسعه سیستم های SCADA امروزه این سیستم ها نقش بسیار مهمی در بهینه سازی و مدیریت مصرف انرژی دارا می باشند و اعمال یک سیستم مدیریت انرژی موثر بدون استفاده از فناوری اطلاعات امری ناممکن می باشد.
1-5 –سیستم های SCADA و مدیریت مصرف انرژی
در فرآیند مدیریت و بهینه سازی مصرف انرژی در ابتدا متغیر های موثر در مصرف انرژی شناسایی می شود و این متغیر ها جهت تحلیل و بررسی باید تحت پایش دقیق قرار بگیرد و تغییرات آنها بر اساس زمان ثبت گردد.با توجه به اینکه فرآیند مدیریت مصرف انرژی با حجم انبوهی از داده ها مواجه هستیم استفاده از قابلیت های علم فناوری اطلاعات و سیستم های SCADA در پایش و تحلیل داده های محیطی می تواند بسیار موثر باشد . دقت و سرعت عمل سیستم های SCADA در ثبت متغیر های محیطی می تواند به یک تحلیل و استراتژی دقیق در مورد مدیریت و بهینه سازی مصرف انرژی بیانجامد و رسیدن به اهداف مدیریت مصرف انرژی در کاهش هزینه ها و حفظ محیط زیست با اطمینان بیشتری انجام شود.
1-6- ضرورت انجام تحقیق
با توجه به محدودیت منابع جهانی انرژی لزوم حفظ محیط زیست امروزه در جهان بهینه سازی و مدیریت مصرف انرژی از اهمیت بالایی برخوردار است .در کشور ایران هم فعالیت های در زمینه بهینه سازی و مدیریت مصرف انرژی انجام شده است .با توجه به قابلیت های علم فناوری اطلاعات ، استفاده از این فناوری در بهبود عملکرد سیستم های مدیریت انرژی ضرورتی انکار ناپذیر است .با توجه به اینکه در زمینه کاربرد سیستم های SCADA در مدیریت مصرف انرژی در ایران تاکنون فعالیت چشم گیری انجام نشده است لذا انجام تحقیقات در در این زمینه امری لازم و بدیهی است .این تحقیق به جنبه های مختلف کاربرد فناوری اطلاعات و سیستم های نرم افزاری SCADA در مدیریت مصرف انرژی می پردازد و درمتن این تحقیق با تکیه بر مستندات آزمایشگاهی یک نمونه کاربردی تحت عنوان مدیریت و بهینه سازی مصرف انرژی کوره های الکتریکی به وسیله سیستم های SCADA ارائه خواهد شد با توجه به اینکه تجهیزات گرمایشی و بخصوص کوره های الکتریکی در کشور ایران کاربرد زیادی دارند و معمولا دارای مصرف انرژی بالایی هستند نتایج حاصل از این پایان نامه در بهینه سازی مصرف انرژی آنها و کاهش هزینه ها می تواند موثر باشد و همچنین با توجه به راهکارهای ارائه شده در این پایان نامه راه برای افزایش کاربرد این فناوری در سایر زمینه های مدیریت مصرف انرژی در کشور هموار می گردد.