26000

بهينه سازي چند هدفه سيستم مديريت انرژي خانه در چارچوب اينترنت اشياء

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك - تبديل انرژي

1400

1400/8/26

دكتر آيت قره قاني

مهندسي مكانيك

در سال هاي اخير به علت افزايش قيمت سوخت و نيز سخت گيرانه تر شدن قوانين مربوط به آلاينده هاي زيست محيطي، صرفه جويي در مصرف انرژي به خصوص در منازل و خانه‌ها، به مسئله اي مهم تبديل شده است. همينطور با گرم تر شدن كره ي زمين و تبديل شدن تغييرات آب و هوايي به يك تهديد واقعي، تلاش براي كاهش مصرف انرژي و كاهش اتلاف انرژي در خانه و ادارات اهميت فزاينده اي يافته است. صرفه جويي نه تنها به وضعيت مالي كاربران كمك خواهد كرد و باعث كاهش هزينه هايشان در طول سال خواهد شد، بلكه تاثير مثبتي روي محيط زيست نيز خواهد گذاشت. از طرفي امروزه با پيشرفت روزافزون علم و فناوري، تكنولوژي هاي جديد و كارآمدي پديد آمدند. يكي از اين فناوري ها، اينترنت اشياء مي باشد. در اينترنت اشياء، هر شئ از طريق بستر اينترنت و به وسيله يك آدرس پروتكل اينترنتي قابل شناسايي، دسترسي و حتي كنترل از راه دور خواهد شد. از علوم پركاربرد روز نيز ميتوان به علم بهينه سازي و الگوريتم هاي مربوطه اشاره كرد كه در مقوله ي كاهش مصرف انرژي نقش موثري ايفا مي كند. هدف اين تحقيق مطالعه بر روي سيستم هاي انرژي منازل و به دست آوردن بهترين سيستم بهينه سازي بر پايه ي الگوريتم هاي منتخب است كه بر روي پلتفرم و چارچوب اينترنت اشياء قابل پياده سازي مي باشد كه پس از آزمايش و مقايسه روش هاي گوناگون، سيستم انرژي بهينه و منتخب جهت پيشبرد تحقيق نتيجه مي شود. الگوريتم هاي مورد مقايسه عبارتند از: الگوريتم ژنتيك، الگوريتم ازدحام ذرات، الگوريتم كلوني مورچگان و تعداد ديگري از الگوريتم هاي پركاربرد. اين مقايسه توسط نرم افزار متلب انجام شده است. در اين مقايسه 1000 تكرار از برنامه با تعداد جمعيت اوليه 30 صورت گرفت. نتايج حاصل حاكي از اين است كه سيستم در هر صبح براي رسيدن به محدوده جوابي مشخص شده، در سيستم تهويه مطبوع، الگوريتم نهنگ به اندازه 73 دقيقه نسبت به الگوريتم شمع و پروانه در رسيدن به پاسخ ايده‌آل سرعت بيشتري داشته است. در سيستم آبگرمكن برقي، اين صرفه جويي زمان نسبت به كلوني مورچگان، 52 دقيقه در روز مي باشد. براي خودروي هيبريدي، الگوريتم جهش قورباغه انتخاب مي شود كه نسبت به ژنتيك، 79 دقيقه سريع تر عمل مي كند. براي ماشين ظرفشويي، ماشين لباسشويي و ماشين خشك كن لباس، الگوريتم نهنگ نسبت به ژنتيك، 51 دقيقه در روز زودتر به پاسخ مي رسد و در نهايت براي سيستم باتري ذخيره سازي، بهترين الگوريتم، كرم شبتاب با 33 دقيقه زمان اجراي كمتر نسبت به جهش قورباغه عمل مي كند. اين ارقام در سال مقادير قابل توجهي خواهند بود.

1400/11/15

Multi-objective optimization of home energy management system in Internet of Things framework

11/17/2022 12:00:00 AM

In recent years, energy savings, especially in homes, have become an important issue due to rising fuel prices and the tightening of environmental pollution laws. Also, as the planet warms and climate change becomes a real threat, efforts to reduce energy consumption and reduce energy waste in homes and offices have become increasingly important. Saving will not only help users financially and reduce their costs throughout the year, but will also have a positive impact on the environment. On the other hand, today, with the increasing progress of science and technology, new and efficient technologies have emerged. One of these technologies is the Internet of Things. In the Internet of Things, every object can be identified, accessed, and even remotely controlled through the Internet platform and by an Internet Protocol address. Among the most widely used sciences of the day, we can mention the science of optimization and related algorithms, which play an effective role in reducing energy consumption. The purpose of this study is to study the energy systems of homes and obtain the best optimization system based on selected algorithms that can be implemented on the IoT platform and framework. After testing and comparing different methods, the energy system Optimized and selected to advance the research results. Compared algorithms are: genetic algorithm, particle swarm algorithm, ant colony algorithm and .... This comparison was done by MATLAB software. In this comparison, 1000 replications of the program with an initial population of 30 were performed. The results show that the system is 73 minutes faster than the candle and butterfly algorithm in achieving the specified response in the air conditioning system every morning to reach the specified response range. In an electric water heater system, this saves time compared to the ant colony, 52 minutes per day. For the hybrid car, the frog mutation algorithm is selected, which is 79 minutes faster than genetics. For dishwashers, washing machines and tumble dryers, the whale algorithm responds 51 minutes a day faster than genetics, and finally for the storage battery system, the best algorithm is the firefly with 33 minutes less run time than the mutant. The frog acts. These figures will be significant in the year.

اينترنت اشيا , اتلاف انرژي , صرفه جويي انرژي , الگوريتم بهينه سازي

Internet of Things , Energy loss , Energy saving , Optimizer algorithm.