مصرف انرژی الکتریکی

در ساختمان های اداری که در آب و هوای گرم واقع شده اند، بخش های پیرامونی ساختمان به شدت با میزان مصرف انرژی در ارتباط هستند. پنجره ها منابع اصلی جذب گرما و در نتیجه افزایش مصرف انرژی در بخش سرمایش ساختمان هستند، اما می توانند در کاهش مصرف انرژی در ساختمان زمانی که جهت ادغام روشنایی روز و نور مصنوعی جهت تامین روشنایی مورد استفاده قرار گیرند، سهیم گردند. مطالعه حاضر بر روی بررسی کاهش مصرف انرژی به وسیله ادغام نور مصنوعی و روشنایی روز و تغییر پوشش شیشه پنجره ها و تاثیر آن بر بار برودتی و روشنایی ساختمان متمرکز می باشد. جهت انجام این تحقیق یک ساختمان اداری معمولی واقع در آب و هوای گرم توسط نرم افزار eQuest شبیه سازی شده است. با تغییر در پوشش پنجره و ادغام با روشنایی روز، کاهش قابل توجهی در میزان مصرف انرژی ایجاد می شود. برای نمونه در صورت استفاده از پنجره دوجداره شفاف، اگر از روشنایی روز جهت تامین بخشی از روشنایی فضا استفاده شود، پنجره ها دارای سایبان باشد میزان مصرف انرژی در بخش روشنایی، سرمایش و کل به ترتیب 45%، 16% و 20% نسبت به ساختمانی که از همان پنجره بدون بهره مندی از روشنایی روز و بدون سایبان باشد، کاهش می یابد.

میزان استفاده از تجهیزات اداری برای انجام امور اداری مختلف، روز به روز با پیشرفت تکنولوژی در حال افزایش است. خرید تجهیزات کم مصرف و بهره برداری مناسب از آنها باعث کاهش مصرف انرژی سیستم الکتریکی و هزینه برق ساختمان اداری خواهد شد. از این رو، در این مقاله، انتخاب بهینه تجهیزات اداری متداول جهت بهبود شاخص های فنی و اقتصادی ساختمان اداری مورد مطالعه قرار گرفته می شود. میزان مصرف انرژی الکتریکی، سرعت و هزینه های خرید و بهره-برداری تجهیزات از جمله معیارهای فنی و اقتصادی تجهیزات اداری هستند که با استفاده از روش چرخه هزینه عمر در تعیین بهینه ترین تکنولوژی آنها مورد نظر قرار گرفته می شوند. در نهایت با شبیه سازی عددی در نرم افزار متلب، مناسب ترین تکنولوژی جهت تجهیز کردن ساختمان اداری انتخاب می شود. سه طول دوره بهره برداری 1، 10 و 20 سال که از مبدا زمانی سال 1400 هجری شمسی شروع می شوند، به عنوان طول دوره های مطالعاتی پژوهش در نظر گرفته شده اند. روش-هایی به جهت بهبود بیشتر شاخص های فنی و اقتصادی ساختمان اداری نیز پس از انتخاب مناسب ترین تکنولوژی تجهیزات، پیشنهاد شده و مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرند. نتایج نشان دهنده بهبود قابل توجه بازدهی سیستم الکتریکی ساختمان اداری هستند به نحوی که با انتخاب مناسب تجهیزات اداری با استفاده از روش پیشنهادی، در حدود 20 الی 70 درصد مصرف و هزینه های انرژی الکتریکی در تجهیزات مختلف کاهش پیدا می کند.

مطالعه حاضر با هدف شناسایی تاثیرگذارترین متغیر اقلیمی بر مصرف انرژی الکتریکی بخش مسکونی و همچنین معرفی بهترین مدل در برآورد مصرف، با استفاده از مدل سازی مصرف انرژی الکتریکی انجام شده است. داده های اقلیمی برای سال های 2003 تا 2022 از مرکز پیش بینی میان مدت وضع هوا (ECMWF) و همچنین دادهای مصرف سالیانه انرژی الکتریکی بخش مسکونی به تفکیک استان های ایران، از توانیر دریافت شد. به منظور بررسی روند، از آزمون ناپارامتریک من-کندال استفاده گردید و برای مدل سازی مصرف انرژی الکتریکی، از مدل های، رگرسیون خطی چندگانه(MLR) ، شبکه های عصبی مصنوعی (ANN)، ماشین بردار پشتیبانی (SVM) و جنگل تصادفی (RF) استفاده شد. نتایج نشان داد که همبستگی میان مصرف انرژی الکتریکی بخش مسکونی و دمای کمینه و بیشینه، در تمام استان های کشور مثبت و رابطه مصرف انرژی الکتریکی با شاخص UTCI در استان های مختلف، مقادیر مثبت و منفی را به خود اختصاص داده است. به طوری که در 22 استان همبستگی مثبت و در 9 استان همبستگی منفی می باشد. نتایج حاصل از برسی روند تغییرات نشان داد که دمای کمینه، دمای بیشینه و انرژی الکتریکی، در همه استان ها روند افزایشی داشته است اما شاخص UTCI، روند منفی را هم در تعدادی از استان ها ثبت کرده است. همچنین رابطه ای که از مدل رگرسیونی گام به گام حاصل شد، نشان داد که در 23 استان، تنها متغیر تاثیرگذار، دمای کمینه می باشد. در استان های اصفهان، خراسان جنوبی و کرمان، متغیر های دمای کمینه و شاخص UTCI به عنوان متغیر تاثیرگذار شناخته شد. در استان های اردبیل، گیلان و گلستان، تنها دمای بیشینه وارد معادله گردید. نتایج حاصل از مدل سازی نشان داد، مدل ANN عملکرد بهتری را نسبت به سه مدل دیگر داشته است. به طوری که بیشترین ضریب همبستگی با 79/0 و حداقل خطا با 360 را ثبت کرده است. مدل های MLR، SVM و RF به ترتیب عملکرد بهینه، در رتبه های بعدی قرار دارند.