سیستم‌های انرژی هوشمند، مسیری به سمت توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر

نوع مقاله : مقاله ترویجی

نویسندگان

1 گروه انرژی های نو ومحیط زیست، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 دانشیار-گروه سیستم های انرژی-دانشکده علوم و فنون نوین-دانشگاه تهران

3 دانشیار-گروه انرژی های نو و محیط زیست-دانشکده علوم و فنون نوین-دانشگاه تهران

چکیده

رشد جمعیت و نیاز کشور به حرکت در میسر توسعه، استفاده بهینه و بیشتری از انرژی را ایجاب می‌کند. در حال حاضر، سیستم‌های انرژی فعلی کشور با استفاده از سوخت‌های فسیلی به پاسخگویی به این نیاز می‌پردازند. محدود و پایان‌پذیربودن منابع سوخت‌های فسیلی، ایجاد انواع آلودگی‌های زیست‌محیطی، انتشار گازهای گلخانه‌ای و افزایش دمای کره زمین که از جمله معایب آشکار استفاده از انرژی‌های تجدیدناپذیر می‌باشد، ضرورت حرکت سریع‌تر به سمت استفاده از انرژی‌های تجدید پذیر را بیش از پیش مشخص می‌کند. عدم وجود مدل انرژی بهینه و کارآمد و نقص در ساختار سیستم‌های انرژی کشور، از مهمترین دلایلی است که سبب شده‌است تا با وجود آگاهی از مشکلات انرژی‌های تجدید ناپذیر و مضرات آن، همچنان ناگزیر به استفاده از این سبد انرژی باشیم. سیستم‌های انرژی هوشمند، با در نظر گرفتن هر سه سیستم اصلی انرژی (الکتریسیته، حرارت، انتقال) به صورت متصل به یکدیگر، سیستم انرژی را به عنوان یک کل مورد بررسی قرار می‌دهد تا ضمن تامین تقاضای آن، به ارائه راهکاری مناسب برای پاسخگویی به نیاز هر یک از بخش‌های زیر مجموعه خود، با بالاترین بازده فنی و اقتصادی، بپردازد. در همین راستا، در این مقاله، پس از بیان مبانی نظری سیستم‌های انرژی هوشمند و بررسی پیشینه شکل‌گیری و استفاده آن، به مشکل اصلی (عدم وجود تناسب میان افزایش جمعیت و افزایش مصرف انرژی در راستای دستیابی به توسعه پایدار) پرداخته شده‌است تا با بررسی روش‌های انجام کار، چگونگی دستیابی به مدل سیستم انرژی هوشمند، به‌منظور ایجاد مسیری هموار به سمت توسعه در بکارگیری انرژی‌های تجدیدپذیر معین شود.

کلیدواژه‌ها


[1]     P. A. Østergaard, Reviewing EnergyPLAN simulations and performance indicator applications in EnergyPLAN simulations, Applied Energy, Vol. 154, pp. 921-933, 2015.
[2]   N.I. Voropai, V.A. Stennikov, Integrated Smart Energy Systems-Russian dimension, Internationaler ETG-Kongress, Berlin, 2013.
[3]   H. Lund, Renewable Energy Systems - A Smart Energy Systems Approach to the Choice and Modeling of 100% Renewable Solutions, 2nd Edition, Elsevier Inc, pp. 1-362, 2014.
[4]   M.T. Qadri, M.I. Anis, M. Nawaz Irshad khan, “Totally Integrated Smart Energy System through Data Acquisition via Remote Location”, International Journal of Electrical and Computer Engineering, Vol. 3, No. 2, pp. 394-397, 2009.
[5]   B.V. Mathiesen, H. Lund, K. Hansen, I. Ridjan, S. Djørup, S. Nielsen, et al., IDA's energy vision 2050. A smart energy system strategy for 100% renewable, Aalborg University, Denmark, 2015.
[6]   P. Crossley, A. Beviz, Smart energy systems: Transitioning renewables onto the grid, Renewable Energy Focus, Vol.11, Issue 5, pp. 54-59, 2010.
[7]  K. Saito, J. Jeong, Development of General-Purpose Energy System Simulator, 2nd International Conference on Advances in Energy Engineering, Energy Procedia, Vol. 14, pp. 1595-1600, 2011.
[8]   M. Simonov, M. Mussetta, F. Grimaccia, et al., Artificial intelligence forecast of PV plant production for integration in smart energy systems, International Review of Electrical Engineering, Vol. 7, No. 5, pp. 3454-3460, 2012.
[9]   O. van Pruissen, A. van der Togt, E. Werkman, Energy efficiency comparison of a centralized and a multi-agent market-based heating system in a field test, 6th International Conference on Sustainability in Energy and Buildings, Energy Procedia, Vol. 16 pp. 170-179, 2014.
[10] B. Mrazovac, B.M. Todorovic, M.Z. Bjelica, D. Kukolj, Device-free indoor human presence detection method based on the information entropy of RSSI variations, Electronics Letters, Vol. 49, no. 22, pp. 1386-1388, 2013.
[11] K. Saito, J. Jeong, Development of General-Purpose Energy System Simulator, Energy Procedia, Vol. 14, pp. 1595-1600, 2012.
[12] R. Halvgaard, P. Bacher, B. Perers, E. Andersen, S. Furbo, J.B. Jørgensen, et al. Model predictive control for a smart solar tank based on weather and consumption forecasts, Energy Procedia, Vol. 30, pp. 270-278, 2012.
[13] H. Lund, A.N. Andersen, P.A. Østergaard, B.V. Mathiesen, D. Connolly, From electricity smart grids to smart energy systems - a market operation-based approach and understanding, Energy, Vol. 42, pp. 96-102, 2012.
[14] F. Hvelplund, B. Möller, K. Sperling, Local ownership, smart energy systems and better wind power economy, Energy Strategy Reviews, Vol. 1, pp. 164-170, 2013
[15] D. Connolly, B.V. Mathiesen, A technical and economic analysis of one potential pathway to a 100% renewable energy system, International Journal of Sustainable Energy Planning Management, Vol.1, pp. 7-28, 2014.
[16] B.V. Mathiesen, H. Lund, D. Connolly, H. Wenzel, P.A. Østergaard, B. Möller, et al., Smart Energy Systems for coherent 100% renewable energy and transport solutions, Applied Energy, Vol. 145, pp. 139-154, 2015.
[17] E.H. Noppers, K. Keizer, M. Milovanovic, L. Steg, The importance of instrumental, symbolic, and environmental attributes for the adoption of smart energy systems, Energy Policy, Vol. 98, pp. 12-18, 2016.
[18] S. Paardekooper, R. Lund, H. Lund, Smart Energy Systems, Environmental Science and Technology, Vol. 46, pp. 228-260, 2019.
[19] International Energy Agency, World energy balances, Total Primary Energy Supply (TPES) by source of IRAN, pp. 262, 2018.
[20] مرکز آمار ایران، سالنامه آماری ایران، فصل سوم، ص. 142-146، اسفند 1397.
[21] وزارت نیرو ایران، دفتر برنامهریزی و اقتصاد کلان برق و انرژی، ترازنامه انرژی سال 1395 ایران، زمستان 1397.
[22] شرکت مادرتخصصی توانیر، آمارتفصیلی صنعت برق، دی 1397.
[23] L. Schrattenholzer, The Energy Supply Model MESSAGE, International Institute for Applied Systems Analysis, Laxenburg, 2018.
[24] J. J. Seebregts, G. Goldstein, K. Smekens, Energy/Environmental Modeling with the MARKAL Family of Models, Energy Research Centre of the Netherlands and International Resources Group Ltd, 2011.