خانه هوشمند (smart home) شامل سیستم‌های گرمایش و روشنایی با تکنولوژی بالا و وسایلی است که می‌توان آنها را از راه دور با تلفن یا کامپیوتر کنترل کرد. اصطلاح «خانه هوشمند» به تازگی وارد فرهنگ لغات افرادی شده است که هم از فناوری آگاه هستند و هم از محیط زیست آگاه هستند. فناوری‌های خانه هوشمند ممکن است شامل نست گوگل (Google’s Nest)، اکوی آمازون (Amazon’s Echo)، هوم‌کیت اپل (Apple’s HomeKit)، رینگ (Ring) و اکوبی اسمارت ترموستات (Ecobee Smart Thermostat) و غیره باشد.
اتوماسیون خانه هوشمند (Smart home automation یا با اختصار SHA) دارای مزایایی است: جدای از راحتی، می‌تواند بهره‌وری انرژی را بهبود بخشد، امنیت خانه را به حداکثر برساند و نظارت از راه دور خانه را ممکن سازد. با این حال، این تکنولوژی از جنبه‌هایی مورد انتقاد قرار گرفته است، بخصوص به این دلیل که خود این فناوری باید به صورت شبانه‌روزی کار کند.
مثال‌هایی از سیستم‌های خانه هوشمند
روزی ممکن است یک کیت SHA جامع و یکپارچه وجود داشته باشد. در حال حاضر، ولی، خانه‌های هوشمند معمولاً طیف وسیعی از دستگاه‌ها، ابزارها و سیستم‌ها را شامل می‌شوند که هر کدام عملکردهای خاص خود را دارند اما می‌توانند برای عملکرد بهینه با پلتفرم‌های دیگر ارتباط برقرار کنند. در اینجا چند نمونه رایج آورده شده است.
کنترل روشنایی
روشنایی هوشمند می‌تواند به شکل لامپ‌های هوشمند یا سوئیچ‌های هوشمند باشد، یا برای حداکثر تأثیر، ترکیبی از هر دو. لامپ‌های هوشمند حاوی نرم‌افزاری هستند که سیگنال‌ها را به‌صورت بی‌سیم به یک کنترل از راه دور خواه یک برنامه تلفن همراه، سوئیچ و/یا دستیار خانه هوشمند باشد منتقل می‌کنند. به این ترتیب، کاربر می‌تواند چراغ‌ها را از هر جایی کنترل کند و آنها را طوری برنامه‌ریزی کند که به محیط خود واکنش نشان دهند، مثلاً، در زمان‌های خاصی از روز روشن یا کم نور شوند یا حسگرهای حرکتی یا فرمان‌های صوتی را فعال کنند.
لامپ‌های هوشمند فاقد کلید هوشمند با یک کلید روشن و خاموش سنتی کار می‌کنند که باید روشن شود تا لامپ کار کند. این موضوع باعث می‌شود سوئیچ‌های هوشمند صرفه جویی بیشتری در مصرف انرژی نسبت به لامپ های هوشمند بدون کلید داشته باشند.
کنترل آب و هوا
ترموستات‌های هوشمند، سیستم‌های HVAC (مخفف heating, ventilating, and air-conditioning به معنی گرمایشی، سرمایشی و تهویه مطبوع) خانه را به وای‌فای متصل می‌کنند و به کاربران این امکان را می‌دهند که گرمایش و سرمایش خود را از دستیارهای خانگی یا تلفن هوشمند خود نظارت و مدیریت کنند. از طریق اپلیکیشن‌ها، کاربران می‌توانند دمای خانه خود را تنظیم کنند و سیستم های HVAC خود را از راه دور روشن و خاموش کنند. این سیستم‌ها، گاهی اوقات با سایر دستگاه‌ها مانند هشداردهنده هوشمند دود برای بهینه‌سازی ایمنی سازگار هستند و می‌توانند برای به حداکثر رساندن کارایی برنامه‌ریزی شوند.
به عنوان مثال، می‌توانید ترموستات‌های هوشمند را تنظیم کنید تا زمانی که به رختخواب می‌روید خاموش یا خاموش شوند، یا یک ساعت قبل از بازگشت از محل کار به خانه روشن شوند. این موضوع باعث صرفه‌جویی در انرژی و هزینه می‌شود، به خصوص اگر بتوانید از ساعات اوج مصرف که برق گران‌ترین قیمت را دارد، اجتناب کنید.
به عنوان مثال، ترموستات Google Nest دارای یک برنامه پاداش ساعت شلوغی است که به کاربران مشوق‌های پولی برای کاهش مصرف انرژی در این زمان‌های اوج مصرف ارائه می دهد و این امر به راحتی با سیستم‌های هوشمند کنترل آب و هوا انجام می‌شود.
آیا میدانستید؟
مصرف انرژی خانگی مسئول 20 درصد از کل انتشار گازهای گلخانه‌ای در ایالات متحده است. اگرچه شمالی‌ترین ایالت‌های آمریکا، از داکوتای شمالی تا مین، بیشترین انرژی را در سطح ملی مصرف می‌کنند، ولی ایالت‌های غرب میانه، بیشترین گازهای گلخانه‌ای را از تولید برق منتشر می‌کنند، چرا که منبع اولیه تولید انرژی الکتریکی آنها سوخت‌های فسیلی است.
وسایل برقی
پس از راه‌اندازی چراغ‌ها و ترموستات‌های هوشمند، مرحله بعدی اتوماسیون خانه هوشمند، جایگزینی وسایل ناکارآمد با جایگزین‌های دارای تکنولوژی بالا است. تقریباً تمام جنبه‌های یک خانه را می‌توان هوشمند ساخت، ماشین‌های لباسشویی و خشک‌کن، ماشین ظرف‌شویی، جاروبرقی، اجاق گاز، و تهویه مطبوع، تا زودپزها و مایکروویوهای دارای وای فای. با این گجت‌های جذاب، اغلب می‌توانید زمان‌های اجرا را برنامه‌ریزی کنید، هشدارهای تلفن را دریافت کنید و با استفاده از دستورات صوتی کار کنید.
ویژگی‌های صرفه‌جویی در منابع به دستگاه بستگی دارد. به عنوان مثال، یک سیستم آبپاش هوشمند می تواند مصرف آب خانوار شما را با تشخیص آب و هوا و حذف آبیاری باغ در روزهای بارانی، محدود کند.
دوشاخه‌های هوشمند
بدون ولخرجی زیاد برای خرید وسایل هوشمند کاملاً جدید، همچنان می‌توانید برق مصرفی دستگاه‌های موجود خود را با دوشاخه‌های هوشمند، کنترل و مدیریت کنید. دوشاخه‌های به کاربران این امکان را می‌دهند که تقریباً هر دستگاهی را، خواه به کوچکی یک لامپ یا پنکه یا به بزرگی یک یخچال یا واحد تهویه مطبوع، با برنامه تلفن یا فرمان صوتی (از طریق یک دستیار خانگی) خاموش کنند. این دوشاخه‌ها می‌توانند بارهای الکتریکی فانتوم، یعنی الکتریسیته‌ای که دستگاه‌ها در حالت خاموش و در حالت آماده به کار استفاده می‌کنند، کاهش دهند. آنها دقیقاً در پریزهای برق معمولی شما قرار می‌گیرند و اغلب می‌توانند طوری برنامه‌ریزی شوند که وسایل برقی را در زمان‌های تعیین‌شده خاموش و روشن کنند.
سیستم‌های امنیتی خانه هوشمند
سیستم‌های امنیتی هوشمند ممکن است شامل دوربین‌های مداربسته، سنسورهای در و سیستم‌های هشدار باشند که به صاحبان خانه با اعلان تهاجم، آتش‌سوزی، سیل و سایر بلایای طبیعی کمک می‌کند. اینها لزوماً به بهره‌وری انرژی کمک نمی‌کنند، اما به طور گسترده برای ایمنی استفاده می‌شوند.
دستیاران خانه
به دستیارهای خانگی به عنوان چسبی فکر کنید که خانه هوشمند شما را کنار هم نگه می‌دارد. نست گوگل (Google Nest (“Hey, Google”)) و اکوی آمازون (Amazon Echo (Alexa)) احتمالاً شناخته‌شده‌ترین و سازگارترین آنها با دستگاه‌های هوشمند باشند. دستیارهای خانگی، بلندگو دارند و می‌توانند به عنوان کنترل‌کننده، دستگاه‌های هوشمند متصل را با فرمان صوتی اداره کنند.
آیا خانه‌های هوشمند پایدار هستند؟
خانه‌های هوشمند اغلب به دلیل کمک به کاهش مصرف انرژی خانگی مورد تحسین قرار می‌گیرند. البته، اینکه چقدر کمک می‌کنند هنوز مشخص نیست.
برنامه ستاره انرژی (Energy Star program) اداره انرژی ایالات متحده تخمین زده است که روشنایی هوشمند 90٪ انرژی کمتری نسبت به لامپ‌های رشته‌ای سنتی مصرف می کند. شرکت نست (Nest) می‌گوید که ترموستات‌های هوشمند آنها، به طور متوسط بین 10 تا 12 درصد در هزینه‌های گرمایش و 15 درصد برای سرمایش صرفه‌جویی می‌کنند، اما شرکت برق ComEd مستقر در ایلینویز در مطالعه‌ای بر روی 3200 خانوار در مورد ترموستات‌های هوشمند دریافت که میانگین روزانه صرفه‌جویی در مصرف انرژی آنها کمی بیش از 1.5 درصد است.
در سال 2017، آژانس بین المللی انرژی (IEA) گزارش داد که اتوماسیون خانه‌های هوشمند می‌تواند منجر به کاهش 10 درصدی مصرف انرژی “با استفاده از داده‌های زمان واقعی برای بهبود کارایی عملیاتی” شود. صرف نظر از داده‌ها، کاهش مصرف انرژی، اتکای جمعی ما به سوخت‌های فسیلی را محدود می‌کند و توانایی نظارت بر مصرف انرژی با مشوق‌های مالی نیز همراه است. وزارت انرژی ایالات متحده می‌گوید یک ترموستات هوشمند به تنهایی می‌تواند 10 درصد در سال در گرمایش و سرمایش صرفه‌جویی کند.
معایب زیست‌محیطی خانه‌های هوشمند
انتقاد اصلی به اتوماسیون خانه هوشمند این است که دستگاه‌هایی که قرار است برای کاهش مصرف انرژی استفاده شوند، در حالت آماده به کار (استندبای)، دائماً انرژی را تخلیه می‌کنند. آنها اغلب به عنوان دستگاه‌های “خون آشام” شناخته می‌شوند، یعنی دستگاه‌های الکتریکی که در صورت عدم استفاده، همچنان از برق استفاده می‌کنند.
چگونه خانه‌های هوشمند می‌توانند پایدارتر باشند؟
در اینجا چند روش وجود دارد که مصرف‌کنندگان می‌توانند اطمینان حاصل کنند که سیستم خانه‌های هوشمند آنها به سیاره زمین کمک می‌کند، و آسیبی به آن نمی‌رساند:
دستگاه‌های دارای گواهی معتبر بخصوص دارای گواهی Energy Star را انتخاب کنید.
همه چیز را خودکار کنید: برای اینکه خانه هوشمند شما واقعاً در مصرف برق صرفه‌جویی کند، باید از آن استفاده کنید. خودکار کردن دستگاه‌ها برای روشن‌شدن فقط در صورت نیاز (مثلاً در یک زمان مشخص از روز یا زمانی که دما به زیر درجه معینی می‌رسد) پتانسیل صرفه‌جویی در انرژی آنها را بهینه می‌کند.
تنظیم هشدار برای شرایط اتلاف انرژی: برخی از دستگاه‌های هوشمند شما را از وجود مشکل آگاه می‌کنند، برای مثال هشدار افزایش مصرف انرژی ناشی از باز ماندن درب یخچال.
تنظیمات دستگاه‌های خود برای ارتباط با ارائه‌دهنده خدمات پشتیبانی را فعال کنید: توصیه می‌شود از برنامه پاسخگویی به تقاضای محلی خود استفاده کنید تا فشار وارده بر شبکه برق را در زمان‌های اوج مصرف کاهش دهید.
از هاب استفاده کنید: هاب یک مرکز کنترل است که همه دستگاه‌های هوشمند را به هم متصل می‌کند و به خانه شما اجازه می‌دهد تا به عنوان یک سیستم کار کند.
حالت تعطیلات را فعال کنید: قبل از رفتن به تعطیلات، دستگاه‌های خود را روی حالت تعطیلات تنظیم کنید تا انرژی کمتری مصرف کنند تا خانه‌تان در زمانی که شما نیستید، ایمن بماند.
سوالات متداول
معایب خانه هوشمند چیست؟
جدا از بزرگ‌ترین اشکال زیست‌محیطی یعنی این که دائماً، حتی در حالت آماده‌باش، کار می‌کنند، سیستم‌های خانه‌های هوشمند به دلیل گران بودن و وابستگی به اینترنت، ضعیف هستند. البته لازم به ذکر است که بسیاری از این دستگاه‌ها هنوز هم می‌توانند عملکردهای محدودی را بدون وای فای انجام دهند.
هزینه یک خانه هوشمند چقدر است؟
در سال 2022 تخمین زده می‌شود که میانگین هزینه یک خانه هوشمند 785 دلار است، ولی مردم باید تا 150000 دلار برای اتوماسیون کامل خانه‌های بزرگ و لوکس هزینه کنند. البته به خاطر داشته باشید که تخفیف‌ها و مشوق‌هایی برای جبران هزینه‌های بهبود بهره‌وری انرژی وجود دارد.
آیا خانه هوشمند می‌تواند در هزینه شما صرفه‌جویی کند؟
طبق اعلام آژانس بین المللی انرژی، خانه‌های هوشمند می‌توانند تا 10 درصد در قبض انرژی کاربران صرفه جویی کنند.
چگونه می توانید خانه هوشمند خود را راه‌اندازی کنید؟
با تغییرات ساده و ارزان و از کوچک شروع کنید، مثلاً نصب دوشاخه‌های هوشمند و روشنایی هوشمند. بعداً می‌توانید ارتقاء به ترموستات هوشمند و وسایل با فناوری پیشرفته‌تر را نیز در نظر بگیرید.
منبع: treehugger.com
نویسنده: Olivia Young
ترجمه: کادر اجرایی خانه علم دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان
