بررسی و مقایسه عملکرد ذخیره سازهای انرژی به منظور مدیریت انرژی در ساختمان های هوشمند

در ساختمان های هوشمند سیستم انرژی معمولاً شامل منابع متعدد انرژی مانند شبکه های قدرت، ژنراتورهای مستقل، منابع تجدید پذیر و دستگاه های ذخیره سازی می باشد. دستگاه های ذخیره سازی مانند باتری، واحد ذخیره سازی گرما/ سرما و مخازن آب نقش مهمی در کاهش هزینه های انرژی در ساختمان بازی می کنند. برنامه ریزی، زمانبندی و هماهنگ سازی همه ابزارهای ذخیره سازی در یک سازه امری با اهمیت فراوان می باشد و با برنامه ریزی دقیق و بهینه سازی الگوهای مصرف می توان هزینه های مربوط به انرژی یک ساختمان را تا حدود زیادی کاهش داد. اگرچه اجرای سیستم مدیریت هوشمند ساختمان سبب افزایش هزینه های ساخت ساختمان می گردد. میزان صرفه جویی در هزینه های جاری ساختمان ناشی از اجرای این سیستم، می تواند در مدت کوتاهی هزینه های اولیه را جبران نماید و بعلاوه سطح بالاتری از آسایش را برای ساکنان به همراه داشته باشد. بهینه سازی یک سیستم، شبیه سازی و انتخاب بهترین آلترناتیو از میان تمام موارد ممکن، جهت دستیابی به میزان اکسترمم پارامتر مورد نظر می باشد. در مقیاس عملی، این انتخاب اغلب مربوط به کاراترین و ارزانترین آلترناتیو ممکن خواهد بود. آنچه در این میان حائز اهمیت است، دستیابی به بهترین ساختار بدون نیاز به هزینه گذاری و آزمایش حالت های مختلف می باشد. الگوریتم های زیادی برای انجام عمل بهینه سازی وجود دارد از جمله آنها الگوریتم های جستجوی محلی، الگوریتم های فراابتکاری مانند الگوریتم ژنتیک، کلونی مورچگان و ... را نام برد. در این پژوهش ابتدا به بررسی انرژی های تولیدی و مصرفی، ابزارهای ذخیره سازی انرژی، سیستم های سرمایش/گرمایش و تهویه مطبوع در یک سازه هوشمند می پردازیم. سپس این انرژی ها و هزینه های ناشی از آنها را بررسی و فرموله شدند و یک تابع هزینه کلی با قیود و شرط هایی برای یک ساختمان هوشمند بدست آمد. این تابع هزینه با استفاده از دو الگوریتم تجمع ذرات (PSO) و جستجوی هارمونی (HS) بهینه یابی شد. نتایج بدست آمده نشان داد الگوریتم تجمع ذرات عملکرد بهتری در انجام عمل بهینه سازی ارائه می دهد.

کلیدواژه ها:

بهینه سازی ، الگوریتم تجمع ذرات (PSO) ، جستجوی هارمونی (HS)