هوشمندانه زندگی کنید

اگر بخواهیم تاثیر واحدهای مسکونی و خودروها بر آلودگی هوا را به حداقل برسانیم، باید بپذیریم برای رسیدن به آینده‌ای که فقط مبتنی بر انرژی‌های پاک باشد راهی بس طولانی را پیش‌رو داریم. به نظر شما در شرایطی که نمی‌توانیم این دو متهم را از زندگی بشر حذف کنیم بهترین راهکار برای کاهش نقش تاثیرگذار آنها بر ردپای اکولوژیک یا روند تخریب محیط زیست چیست؟ بسیاری از متخصصان محیط زیست بر این باورند شاید آنچه بتازگی از سوی شرکت هوندا و تحت عنوان پروژه‌ای به نام خانه‌های هوشمند معرفی شده، بتواند راهکار مناسبی برای مقابله با پیامدهای زیست‌محیطی ناشی از انتشار گازهای گلخانه‌ای باشد. بر این اساس باید بتوان برای تامین انرژی موردنیاز واحدهای مسکونی و خودرو‌ها به اندازه کافی انرژی خورشیدی تولید کرد که در مقایسه با دیگر منابع انرژی اثرات کمتری بر محیط زیست و چرخه‌های اکولوژیکی داشته باشد.

این خانه‌های هوشمند بر اساس ویژگی‌های اصلی سیستم خانه‌های هوشمندی که هوندا دو سال پیش در ژاپن به نمایش گذاشته بود در قالب یک طرح تحقیقاتی در دانشگاه کالیفرنیا طراحی و ساخته شده است، اما وجه تمایز این خانه‌ها که از قابلیت تولید انرژی برخوردارند در مقایسه با خانه‌های هوشمند این است که علاوه بر ترسیم راهکاری از یک زندگی بدون وابستگی به شبکه انرژی، در جدیدترین اقدامات انجام شده از سوی این گروه از محققان ویژگی دیگری که همان بهره‌برداری از ارتباطات هوشمند بین خانه و شبکه اصلی تامین انرژی در سطح شهر است نیز مورد توجه قرار گرفته که قابلیت اطمینان از دسترسی به منبع انرژی را افزایش می‌دهد. در این خانه‌ها انرژی مصرفی از طریق سیستم مدیریت انرژی تحت کنترل قرار می‌گیرد. این سیستم اختصاصی که به عنوان مغز اصلی عملیات مدیریت انرژی عمل می‌کند، در پارکینگ خانه قرار می‌گیرد که مصرف انرژی الکتریکی را تحت کنترل قرار داده و در بهینه‌سازی مصرف انرژی در شبکه داخلی واحدهای مسکونی نقش بسیار مهمی را ایفا می‌کند. در کنار سیستم مدیریت مصرف انرژی یک باتری 10 کیلووات ساعتی متشکل از باتری‌های لیتیم ـ یونی قرار دارد. این باتری انرژی حاصل از سیستم فتوولتائیک نوری نصب شده روی پشت بام را در خود ذخیره می‌کند تا هنگام شب یعنی زمانی که مصرف انرژی افزایش پیدا می‌کند و لازم است خودرو‌ها برای استفاده مجدد در روز شارژ شود از این انرژی ذخیره شده استفاده کند.

احداث زیرساخت‌ها

برای این که بتوانید در ساخت یک واحد مسکونی بلوک‌های بتونی را در کنار هم قرار دهید به مقدار زیادی سیمان نیاز دارید. تولید سیمان مستلزم فرآیندی است که به بیش از 1000 درجه سانتی‌گراد گرما نیاز دارد و تامین این مقدار حرارت نیز مستلزم صرف مقدار قابل توجهی انرژی است و این در حالی است که در این فرآیند شیمیایی دی‌اکسیدکربن آزاد می‌شود.

گروهی از محققان دانشگاه کالیفرنیا تصمیم گرفتند برای صرفه‌جویی در مصرف انرژی مورد نیاز برای احداث زیرساخت‌های یک واحد مسکونی و کاهش انتشار دی‌اکسیدکربن، نیمی از سیمان مصرفی مورد نیاز را با ماده‌ای به نام پوزولان جایگزین کنند. این ماده به طور طبیعی و در نتیجه رسوب خاکستر آتشفشانی تشکیل می‌شود. از آنجا که اگر بخواهیم از پوزولان به عنوان سیمان برای در کنار هم قرار دادن بتون‌ها استفاده کنیم به دمای بالا نیازی نیست، بنابراین ترکیب آن با سیمان می‌تواند به منزله موفقیت هوندا در کاهش میزان انتشار کربن در مراحل ساخت واحدهای مسکونی باشد.

پمپ حرارتی زمین گرمایی می‌تواند گرمایش، سرمایش و آب گرم موردنیاز برای این خانه را از طریق یک دستگاه واحد تامین کند. به این ترتیب آب در یک مخزن گرم شده و به دوش حمام منتقل می‌شود. از آب مصرفی در حین حمام نیز برای گرمایش اولیه آب سرد شهری استفاده می‌شود که می‌تواند نقش مهمی در کاهش انرژی لازم برای تامین آب گرم مصرفی ساکنان داشته باشد. وقتی مخزن آب گرم پر شده باشد، آب مصرفی در حین حمام‌کردن، پس از جمع‌آوری به مخزن‌های حرارتی که در زیرزمین قرار گرفته منتقل می‌شود. در اینجا گرمای زمین، دمای آب جمع‌آوری شده در این مخزن‌ها را تا حدی افزایش می‌دهد. این گروه این مخزن‌ها را منبع مایع زیرزمینی نامگذاری کرده‌اند. آب گرم ذخیره شده در این سیستم به داخل خانه بازگشته و از داخل لوله‌هایی که در کف زمین، سقف و پشت‌بام کار گذاشته شده عبور می‌کند. در فصول سرد سال می‌توان از آب سرد به جای آب گرم استفاده کرد که با عبور از سیستم سرمایشی به خنک‌شدن هوای داخل ساختمان کمک می‌کند. در طراحی این ساختمان‌ها به شرایط آب و هوایی محلی هم توجه شده است. پنجره‌هایی که رو به شمال قرار گرفته به گونه‌ای است که می‌تواند بهترین شرایط برای استفاده از نور طبیعی و تهویه هوا را تامین کند. پنجره‌هایی که رو به جنوب باز می‌شود نیز به گونه‌ای طراحی شده است که می‌تواند در بهینه‌سازی گرمایش و سرمایش خانه نقش مهمی داشته باشد. دیوارهای دوجداره، استفاده از فلزات سرد در سطح پشت‌بام و همچنین پایه‌های بتونی عایق از دیگر ویژگی‌هایی است که بهره‌وری انرژی در خانه را افزایش می‌دهد.

هوشمندانه زندگی کنید

در خانه‌های هوشمند هوندا صفحات خورشیدی مسئولیت تامین انرژی مصرفی را به عهده دارند. هوندا در ابزارهای الکتریکی تغییراتی را ایجاد کرده تا این ابزارها بتواند به طور مستقیم از جریان برق مستقیم که از طریق این صفحات خورشیدی یا مخزن باتری ذخیره‌کننده انرژی خورشیدی منتقل می‌شود، استفاده کند. این تغییر مانع از هدررفت انرژی هنگام تبدیل جریان برق مستقیم به جریان برق متناوب می‌شود. محققان ادعا می‌کنند بر این اساس می‌توان زمانی که از همه ظرفیت صفحات خورشیدی استفاده شود در مدت زمانی در حدود دو ساعت ابزارهای الکتریکی را به طور کامل شارژ کرد.

در داخل فضای خانه‌های هوشمند برای تامین نور از لامپ‌های LED استفاده می‌شود که نه‌تنها می‌تواند در کاهش مصرف انرژی تاثیرگذار باشد، بلکه می‌تواند در بهبود رفاه ساکنان خانه نیز تا حد زیادی نقش‌آفرینی کند. هوندا در همکاری با محققان مرکز فناوری دانشگاه کالیفرنیا به دنبال راهکار جدیدی است که بتواند از آن به عنوان شکل جدیدی از روشنایی برای کنترل رنگ شبانه‌روز استفاده کند. در این روش بر اساس شبیه‌سازی روشنایی طبیعی در طول روز و شب عمل می‌کند. به این ترتیب از نور روشن آبی‌رنگ برای طول روز استفاده می‌شود که میزان هوشیاری و انرژی ساکنان را افزایش می‌دهد. در مقابل استفاده از نوری به رنگ کهربایی در ساعات بعد از غروب آفتاب به ایجاد فضایی برای احساس آرامش کمک می‌کند.

تمام این امکانات در خانه‌های هوشمند هوندا دست به دست هم داده و خانه‌ای می‌سازد که به ادعای این محققان کارایی آن در صرفه‌جویی در مصرف آب سه برابر خانه‌های معمولی بوده و مصرف انرژی در آن نیز به نصف کاهش یافته است. طبق محاسبات انجام شده یک واحد مسکونی مشابه این خانه هوشمند 13.3 کیلووات ساعت انرژی مصرف می‌کند و این در حالی است که در این خانه هوشمند علاوه بر تامین انرژی موردنیاز، 1.6 کیلووات ساعت انرژی اضافی نیز تولید می‌شود که این معادل 5942 کیلوگرم انتشار کربن در طول سال است. اگر مقدار انرژی مورد نیاز برای حرکت خودرو خانواده را نیز به این مقدار اضافه کنیم، کاهش انتشار سالانه کربن به بیش از ده هزار کیلوگرم می‌رسد.

محققان هوندا و دانشمندان مرکز فناوری دانشگاه کالیفرنیا اکنون از این خانه هوشمند به عنوان آزمایشگاهی استفاده می‌کنند تا بتوانند روش‌ها و فناوری‌های جدید را مورد ارزیابی قرار داده و امکان استفاده از آنها را در شرایط حقیقی در بخش‌های مختلف از واحدهای مسکونی، حمل و نقل و انرژی را مورد بررسی قرار ‌دهند. این خانه هوشمند که می‌تواند مازاد انرژی تولیدی در خانه را به شبکه اصلی انرژی در سطح شهر منتقل کند می‌تواند راهکار مناسبی برای توسعه کاربرد خودروهای الکتریکی و جایگزینی سیستم‌های تجدیدپذیر انرژی باشد.

ایلیا امیری / جام​جم