بهینه‌ سازی مصرف انرژی

تولید انرژی روز‌ به روز بیشتر می‌شود و انسان‌ها با روش‌های مختلف آن را مصرف می‌کنند تا زندگی راحت‌تری داشته باشند. بهینه سازی مصرف انرژی بر تمام جنبه‌های زندگی انسان تاثیر مستقیم دارد، از منابع طبیعی گرفته تا منابع انسانی و انرژی‌های تجدیدناپذیر و فرایند گرمایش زمین و آلودگی هوا و مواردی از این دست مستقیما دستخوش تغییرات واقع می‌شوند.

انرژی بیشتر برای گرم کردن، خنک‌ کردن، نورپردازی و اسباب و وسایل خانگی و صنعتی استفاده می‌شود. این انرژی عموما از برق تامین می‌شود اما در صنایع مختلفی هم از سوخت برای این کار استفاده می‌شود که بنزین در هواپیماها و ماشین‌ها و سایر وسایل مکانیکی مثال‌هایی برای این نوع از مصرف انرژی هستند.

در این مقاله ابتدا آمارهایی درباره مصرف انرژی در جهان ارائه خواهیم کرد و سپس به بحث و بررسی درباره بهینه سازی و ضرورت آن خواهیم پرداخت و روش‌هایی را نیز برای این کار ارائه خواهیم داد. موضوعاتی که در این مقاله به آن پرداخته می‌شود:

• مفهوم بهینه سازی مصرف انرژی
• آمار مصرف انرژی در جهان
• چرا باید مصرف انرژی را بهینه‌سازی کرد؟
• راه‌های بهینه‌ سازی مصرف انرژی
• اصلاح الگوی مصرف
• آینده انرژی

بهینه سازی مصرف انرژی به چه معناست؟

بهینه سازی مصرف انرژی تعریف خاصی ندارد و نمی‌توان یک معیار برای آن تعیین کرد. اما در یک مفهوم کلی هر چقدر طریقه استفاده ما از انرژی و منابع انرژی درست‌تر باشد مصرف انرژی بهینه‌ای خواهیم داشت. بهینه سازی مصرف انرژی به این معنا نیست که از انرژی استفاده نکنیم و یا کمتر استفاده کنیم. بلکه به این معناست که کافی و صحیح استفاده کنیم و از هدر رفتن آن به هر نحوی جلوگیری کنیم.

آمارهای مصرف انرژی در جهان

مدیریت اطلاعات انرژی در امریکا یک آمار عجیب داده است و پیش بینی کرده است که از سال ۲۰۰۵ تا سال ۲۰۳۰ میزان تقاضای انرژی در جهان ۴۴ درصد افزایش خواهد یافت. این به چه معناست؟ به این معنا که سرعت مصرف انرژی بیشتر و بیشترب می‌شود و باید چاره‌ای برای آن اندیشید.

رشد اقتصادی و افزایش جمعیت اولین دلایل این افزایش تقاضا هستند. با اینکه سال‌هاست گمانه‌هایی مبنی بر کاهش استفاده از سوخت‌های فسیلی زده می‌شود تا خطرات گازهای گلخانه‌ای برطرف شود اما همچنان از این سوخت‌ها در سطح گسترده‌ای استفاده می‌شود و با این افزایش تقاضا مطمئنا میزان استفاده از آن‌ها روندی صعودی خواهد داشت.

کشورهای چین و ایالات متحده و امریکا در صدر جدول میزان مصرف انرژی هستند و در رده‌های بعدی هند و ژاپن قرار دارند. این کشورها بیشتر به دلیل جمعیت بالا و صنعت قدرتمند این میزان مصرف انرژی را دارند و قدرت اقتصادی بالایی دارند و می‌توانند تا حد زیادی این میزان از مصرف انرژی را توجیه‌پذیر کنند.

در آن سمت میزان تولید انرژی را داریم و به چند بخش عمده از تولید انرژی خواهیم پرداخت . نفت خام و ذغال سنگ اولین و بیشترین مقادیر تولید انرژی جهان را شامل می‌شوند. این دو جزو سوخت‌های فسیلی محسوب می‌شوند و هم باعث آلودگی هوا می‌شوند هم با انتشار گازهای گلخانه‌ای منجر به گرمایش زمین می‌شوند.

گاز طبیعی و نیروگاه‌های هسته‌ای و هیدروالکتریکی در رده‌های سوم تا پنجم قرار دارند که میزان آلودگی آن‌ها بیسار کمتر است و در حال حاضر علم به دنبال راه‌هایی برای دستیابی کامل‌تر این به این انرژی‌هاست. با این حال میزان تولید انرژی از نیروگاه‌های هسته‌ای و هیدروالکتریک آنچنان زیاد نیست و در برابر تولید انرژی از نفت خام چندان عدد بزرگی نیست.

انرژی باد، سوخت‌های طبیعی نظیر بیوگازها و انرژی خورشیدی و زمین‌گرمایی نیز بخش کوچکی از این چرخه‌ی تولید انرژی را بر عهده دارند.

و حالا یک آمار جالب‌تر: میزان تولید انرژی کمتر از مصرف انرژی است و این کمبود نسبتا زیاد است و در حدود ۲۰ Million BTU می‌باشد که رقم بسیار بزرگی است. مطابق آمار سال ۲۰۱۷ میزان مصرف انرژی به طور کلی ۴۷۰ میلیارد BTU بوده است که البته رقم بسیار بسیار بزرگی است. با این حال کمبود انرژی در برخی کشورها کاملا مشهود است و باید با روش‌هایی این میزان مصرف انرژی کاهش یا بهبود پیدا کند.

چرا باید مصرف انرژی را بهینه سازی کرد؟

سوال کاملا بدیهی است. دقیقا مثل این است که بپرسید چرا باید آب را تمیز نگه داریم یا چرا باید غذای سالم بخوریم؟ اما میزان مصرف انرژی در حال حاضر نگران کننده است و در ایران نیز وخامت این شرایط در برخی مواقع بحرانی خودنمایی می‌کند.

دلایل بهینه سازی مصرف انرژی در ادامه آورده شده است:

• انرژی مایه حیات است

برای بشر امروزی استفاده از تکنولوژی تبدیل به یک ضرورت شده است و نمی‌توان این مورد را انکار کرد. و این انرژی اصلی‌ترین عامل تامین نیرو برای کار کردن ابزارهای تکنولوژی شده است. از تلویزیون گرفته که در همه‌ی خانه‌ها وجود دارد تا اینترنت و حتی شارژ گوشی و … از انرژی برق تامین می‌شود و نمی‌توان بدون انرژی چندان دوام آورد.

• شرایط زندگی

بخش دیگری از تکنولوژی به رفاه بشر ارتباط دارد. بشر روز به روز دنبال رفاه بیشتر است و وسایل گرمایشی و سرمایشی و تهویه و ماشین‌های قدرتمند‌تر و مواردی از این قبیل برای بشر امروزی ضروری هستند، هر کشور با توجه به منابعی که دارد این انرژی را تا حد امکان ایجاد می‌کند. در این انرژی گاز بیشتر برای بخش گرمایش کارکرد دارد و برای ابزار و وسایل سرمایشی و تهویه هم عموما از برق استفاده می‌شود.

• صنعت، مصرف‌کننده برتر

میزان مصرف انرژی در صنعت بسیار زیاد است. حتی بخشی از توان تولیدی نیروگاه‌ها هم در خود نیروگاه‌ها برای تجهیزات مختلف آن استفاده می‌شود. حالا اگر صنایع مختلف تغذیه که بخش عمده‌ای از صنعت را تشکیل می‌دهند و یا صنایع تولیدی را هم به این آمار اضافه کنیم آمار بسیار بالاتری را خواهیم داشت. با این حال صنعت به این انرژی نیاز دارد تا بتواند زنده بماند.

راه‌هایی برای بهینه سازی مصرف انرژی

نه تنها معضلات جهانی مصرف انرژی بلکه هزینه‌های بالای انرژی و هزینه‌های عملیاتی و بودجه کم صنایع و مشکلات مالی افراد باعث شده است تا بهینه سازی مصرف انرژی یک امر کاملا ضروری شود و روش‌هایی نیز برای این کار وجود دارد که در ادامه به آن‌ها خواهیم پرداخت.

• جلوی هدر رفتن انرژی را بگیرید

این مورد هم در صنعت و هم تاسیسات و حتی منازل کوچک هم کارکرد دارد و جزو مهم‌ترین راه‌ها برای بهینه سازی مصرف انرژی می‌باشد. هدررفت انرژی بیشتر به شرایط کاری وابسته است و به محیط و تاسیسات بستگی دارد. عایق‌بندی دیوار و پنجره‌ها، باز نگذاشتن در و پنجره‌ها، درزگیری شکاف‌ها و نشتی‌های حرارتی می‌تواند شما از نظر میزان مصرف انرژی کاملا بهینه سازد.

برخی از این راه‌های هدر رفتن انرژی به طراحی بستگی دارد، طراحی اشتباه تاسیسات می‌تواند بسیار مهم باشد و اگر ارتفاع و یا نوع دریافت حرارت آن‌ها مشکل ایجاد کند میزان مصرف انرژی هم خودبخود بالا می‌رود. چند جای عمده که معمولا باعث هدر رفتن انرژی می‌شوند:

• محل نشتی هوا مانند درزها، طراحی بد در و پنجره‌ها
• سقف و دیوارها – خصوصا اگر ارتفاع سقف زیاد باشد و دیوارها نازک باشند.
• نورگیری ضعیف و عدم استفاده از نور و حرارت خورشید
• دودکش‌های نامناسب و سوختن ناقص گاز شهری
• عدم استفاده از پرده‌ها در زمستان

با این حال شما بهتر از هر کس دیگری می‌توانید این راه‌ها را تشخیص بدهید و با مناسب‌ترین ترفند جلوی این راه‌های هدررفتن انرژی را بگیرید.

• ذخیره سازی آب، ذخیره سازی انرژی

آب در تولید انرژی در نیروگاه‌های بخار و یا برج خنک کن سایر نیروگاه‌ها و صنایع تولیدی کاربرد دارد و اگر منابع آبی کاهش یابد مطمئنا منابع انرژی هم دچار کاهش خواهند شد. از تولید گرفته تا بهداشت و درمان و صنایع غذایی و … آب بسیار زیادی مصرف می‌کنند و این آب یکی از منایع مهم انرژی است.

مسلما ایرادات جزئی نظیر نشتی مخازن و لوله‌های آب می‌تواند در ابعاد بزرگ مشکلات زیادی را به بار آورد. استفاده درست از آب، بستن شیرها در مواقع ضروری، استفاده مناسب در بهداشت و تغییر شیوه‌های تمیزکاری می‌تواند فرصت‌های خوبی برای ذخیره‌سازی بهتر منابع آب و یا استفاده دوباره از آن در تصفیه‌خانه‌ها می‌تواند اولین اقدام در این جهت باشد.

بخش عمده‌ای از این مصارف آب به مدیریت دولتی نیز برمی‌گردد که با سد‌ها و یا ذخیره‌سازی آب باران بتواند از آن برای تولید انرژی استفاده کند که در ایران متاسفانه استفاده‌ی صحیحی از این موارد نمی‌شود و میزان تولید انرژی از این روش بسیار ضعیف‌تر است.

• بهینه سازی نورپردازی

نورپردازی می‌تواند در برخی مواقع بسیار موردتوجه قرار بگیرد. چون ما دائم در حال خاموش و روشن کردن چراغ‌های مختلف هستیم. اما بهینه سازی نورپردازی به چه شکلی انجام می‌شود؟

برخی اصلاحات جزئی نظیر نوع نورپردازی می‌تواند تغییرات بزرگی را ایجاد کند. برای مثال استفاده از LED برای انبار و زیرزمین می‌تواند بهتر  باشد و استفاده از نور فلورسنت در محل کار و بخش‌های مهم و اساسی که نیاز به نور بیشتر با مصرف انرژی کمتر می‌باشد می‌تواند باعث بهبود عملکرد در میزان مصرف انرژی شوند. استفاده از نور متحرک هم یکی از گزینه‌هاست که در حال حاضر در برخی تاسیسات صنعتی و تجاری از آن‌ها استفاده می‌شود.

در ضمن در برخی مواقع نوردهی خانه خیلی بیشتر از حد استاندارد است و ما متوجه این قضیه نیستیم. نور زیاد برای چشم‌ها ضرر دارد و اگر خانه‌ای نوردهی آن بیشتر از حد مجاز باشد علاوه بر این مشکلات فیزیکی مصرف انرژی هم بالاتر می‌رود.

• انرژی‌های سبز

همین اول کار بگوییم که انرژی‌های سبز هزینه‌ی زیادی دارند. این هزینه‌ها بیشتر در خرید و نصب و راه‌اندازی آن است و بعد از آن در هزینه‌های عملیاتی درازمدت جزو مهره‌های اصلی در بهینه سازی مصرف انرژی هستند. این انرژی‌ها یک منفعت بسیار بزرگ دارند و آن عدم تولید گازهای گلخانه‌ای است که سالانه نزدیک ۱۴ تن از این گازها در هوا منتشر می‌شود.

استفاده از صفحات خورشیدی، انرژی باد در مزارع بادی، آب و یا آب اتلافی می‌تواند یک گزینه‌ی عالی باشد. در ضمن این تجهیزات برای نوع خانگی آن هم وجود دارند و شما در حال حاضر می‌توانید برای خانه‌ها و یا ساختمان‌های بزرگ‌تر از این نوع تجهیزات استفاده کنید. صفحات خورشیدی خانگی در ماه‌های تابستان می‌توانند انرژی زیاد تولید کنند و گذشته از آن پیل‌های سوختی که نسل جدید تولید انرژی سالم و بدون آلودگی از سوخت‌های بسیار ارزان هستند هم در نوع خود باعث صرفه جویی در میزان مصرف انرژی می‌شوند. شروع استفاده از این انرژی‌های سبز می‌تواند هوایی مطبوع‌تر و انرژی پاک‌تری را در اختیار ما قرار دهد و فرهنگ استفاده از انرژی هم تا حد زیادی بهبود پیدا می‌کند.

• وسایل خانگی و چند نصیحت کوچک

وسایل خانگی می‌توانند تاثیر بسزایی در مصرف انرژی داشته باشند و مخصوصا وسایل الکتریکی نظیر لباسشویی و اتو و بخاری برقی و مواردی مشابه این‌ها مصرف انرژی بسیار بالایی دارند و باید به نحوی این انرژی را بهینه سازی کنید. چند نکته مهم را همیشه در نظر داشته باشید.

• وسایل خانگی با مصرف انرژی کمتر (بازده انرژی بالا) خریداری کنید، معمولا نرخ مصرف انرژی وسایل روی آن‌ها درج می‌شود و می‌تواند یک مرجع خوب برای خرید باشد. اما باید به ظرفیت آن هم دقت داشته باشید. به طور مثال شما برای یک اتاق کوچک نیز به یک کولر مجزای بزرگ ندارید و باید مطابق با ظرفیت و ابعاد موردنظر خودتان وسایل را انتخاب کنید.

 

• وسایل برقی را از پریز بکشید. وقتی از وسایل برقی استفاده نمی‌کنید بهتر آن است که ارتباط آن‌ها را با منبع برق به طور کامل قطع کنید. این کار هم برای وسایل خانگی بهتر است و عمر مفید آن‌ها را بالاتر می‌برد و هم میزان مصرف انرژی را کاهش می‌دهد.

 

• بازده عملکرد بالای یخچال و ماشین ظرفشویی: این دو عضو اساسی خانه معمولا کاربرد بیشتری دارند و مدت زمان زیادی هم کار می‌کنند از این رو باید به بازده عملکرد آن‌ها دقت کافی داشته باشید.

 

• ساعت اوج مصرف را نادیده نگیرید. استفاده از وسایل الکتریکی پرمصرف در ساعات اوج مصرف باعث کاهش میزان بار انتقالی برق می‌شود و باعث قطعی برق و اختلال در سیستم برق‌رسانی کلی می‌شود.

 

• از سیستم تهویه کلی خانه استفاده کنید. اگر سیستم تهویه داشته باشید دیگر نیازی به استفاده از هود در آشپزخانه ندارید و دود و بو به راحتی خارج می‌شوند در ضمن سیستم تهویه با اینکه ممکن است مخارج اولیه نسبتا زیادی داشته باشد اما می‌تواند هزینه‌های عملیاتی بسیار زیاد کولر‌ها را بسیار کمتر کند.

 

• از وسایل گرمایشی دارای ترموستات استفاده کنید. ترموستات دما را می‌خواند و اگر بالاتر از مقدار خاصی شود جریان برق را قطع می‌کند تا انرژی بیشتری مصرف نشود. در داخل خانه هم می‌توانید سیستم هوشمند تنظیم دما قرار دهید تا دمای خانه همیشه در یک سطح باشد و اگر بالاتر رفت سیستم به صورت خودکار خاموش شود.

اصلاح الگوی مصرف

 الگوی مصرف می‌تواند تا حد زیادی تعیین‌کننده‌ی میزان مصرف انرژی در خانه و جامعه باشد. این بیشتر به فرهنگ استفاده از انرژی ارتباط دارد و اینکه چگونه و با چه روش‌هایی از انرژی استفاده می‌کنیم. مثالی که همیشه در این مورد زده می‌شود بستن شیر آب در هنگام مسواک زدن و یا استفاده از یک لیوان برای این کار است. این کار هر چند کوچک اگر در بستر جامعه به درستی اجرا شود می‌تواند تاثیرات بسیار زیادی داشته باشد.

این یک مثال کوچک است، اما خاموش کردن لامپ‌های اضافه، بهینه‌سازی مصرف در حین استحمام، استفاده درست از وسایل گرمایشی و مواردی این قبیل می‌تواند در ابعاد بزرگ نتایج بسیار قابل توجهی داشته باشد. این کار چه در ادارات و چه تاسیسات تجاری و فروشگاه‌ها و … باید در دستور کار قرار بگیرد تا فرهنگ عمومی، سهمی مثبت در استفاده از انرژی داشته باشد.

آینده انرژی

اگر با دید خوشبینانه نگاه کنیم، علم همیشه چیزی در چنته دارد که به نمایش بگذارد و محققین و دانشمندان زیادی که ما حتی اسمشان را هم نمی‌دانیم در حال حاضر روی روش‌های کلان برای بهینه سازی مصرف انرژی تحقیق می‌کنند تا روش‌هایی تازه پیدا کنند تا هم میزان تولید انرژی بالاتر رود و هم مصرف انرژی به نحوی کمتر شود اما آیا موافق خواهند شد؟

آینده انرژی در جهان و برای نسل‌های آینده تا حد زیادی در دستان ماست. اگر به درستی از این منابع استفاده کنیم و از هدر رفتن آن یا استفاده‌های بی‌رویه‌ی آن جلوگیری کنیم مطمئنا این منابع انرژی می‌توانند تا سالیان سال استفاده شوند.

بهره برداری از انرژی‌های تجدیدپذیر هم کار دیگری است که در حال حاضر می‌تواند نجات‌بخش آینده‌ی انرژی باشد و می‌توان روی آن حساب کرد. انرژی باد و انرژی خورشید اگر به درستی و با شیوه‌های مهندسی مدرن در ابعاد بزرگ استفاده شوند می‌توانند در زمینه‌ی تولید انرژی حرفی برای گفتن داشته باشند.

جمع بندی

بهینه سازی مصرف انرژی بحثی است که دهه‌هاست تحقیقات گسترده‌ای روی آن انجام می‌شود و با این حال هنوز هم راه‌حل‌هایی برای آن ارائه می‌شود که در نوع خود بسیار موثرند. بهینه‌سازی مصرف انرژی به معنای استفاده‌ی صحیح و مناسب از منابع انرژی می‌باشد و این کار هم در صنایع مختلف و هم مصارف خانگی جزو موارد ضروری می‌باشد تا بتوان بهترین استفاده را از انرژی داشته باشیم.

منابع:

https://www.conserve-energy-future.com/simple-ways-to-reduce-energy-consumption-at-home.php

https://www.choice.com.au/home-improvement/energy-saving/reducing-your-carbon-footprint/articles/five-ways-to-reduce-your-households-energy-use

6 Ways to Optimize Your Facility’s Energy Consumption

https://www.conserve-energy-future.com/energyconsumption.php