مهندسینی که به فعالیت در زمنینه مدیریت مصرف انرژی مشغول بودند شروع به سرمایه گزاری در این زمینه کردند و نرخ بازگشت سرمایه ROI ^[۹] را در این موارد در نظر نمی گرفتند این باعث اختلاف نظر بین کارشناسان فنی و کارشناسان بازرگانی در سازمان می شد و به علت در نظر نگرفتن این متعیر بسیاری از تلاش ها به نتیجه دلخواه از لحاظ اقتصادی نمی انجامید.تامین انرژی در آن زمان توسط منابع دولتی انجام می شد و انرژی مازاد تولید شده توسط بخش خصوصی مورد توجه قرار نمی گرفت .تمامی تلاش ها در این جهت بود که با خاموش کردن هرچه بیشتر دستگا ه ها و لوازم غیر حیاتی مصرف انرژی کاهش یابد .
۲-۲-۲-دوره دوم :مدیریت انرژی ۱۹۹۳-۱۹۸۱
این مرحله مرحله توسعه علم مدیریت مصرف انرژی است در این دوره بود که مدیر انرژی به عنوان یک شغل مطرح گردید و دولت ها از تربیت کارشناسان متخصص در مدیریت انرژی حمایت کردند.به به تدریج اصطلاح مدیریت انرژی به جای صرفه جویی در مصرف انرژی مطرح گردید و چندین مدل موثر برای مدیریت مصرف انرژی توسعه یافت ودر محدوده وسیع اجرا گردید و به تدریج که یک توافق برای چگونگی مدیریت مصرف انرژی پدید آمد . عرضه کامپیوتر های شخصی در اوایل دهه به توسعه مدیریت مصرف انرژی کمک شایانی نمود و برای اولین بار روش های نرم افزاری برای مونیتورینگ و هدف گذاری مصرف انرژی پدید آمد.از روش های دیگر در این دوران توجه به شاخص های بهره وری^[۱۰]NPI بود .سیستم های مدیریت ساختمان ^[۱۱]BMS در این دوره توسعه پیدا کردند.

۲-۲-۳- دوره سوم :خرید انرژی به بهای کمتر ۲۰۰۰-۱۹۹۳
در این دوره شاهد افول در توسعه روش های مدیریت مصرف انرژی هستیم که ناشی از کاهش بهای مصرف انرژی در جهان بود بنابراین در این زمان سازمان ها به جای توجه به روش های مدیریت و صرفه جویی در مصرف انرژی به دنبال خرید انرژی به بهای ارزانتر بودند.در این دوره خرید انرژی به بهای کمتر می توانست ریسک کمتری نسبت به اعمال روش های مدیریت مصرف انرژی به همراه داشته باشد.
۲-۲-۴- دوره چهارم :توجه به مسائل زیست محیطی ۲۰۱۰-۲۰۰۰
در این دوره دوعامل در توسعه مدیریت مصرف انرژی موثر بود. افزایش بهای انرژی در جهان و لزوم کاهش آلایند ه های زیست محیطی عواملی بودند که باعث شد توجه سازمان ها به روش های مدیریت مصرف انرژی معطوف گردد.بسیاری از کشورهای پیشرفته قوانین جدیدی برای کاهش مصرف انرژی و کاهش آلاینده های زیست محیطی وضع نمودند که از این قوانین می توان به افزایش مالیات جهت مصرف انرژی های تجدید ناپذیر اشاره نمود .در این دوران با توجه به نیاز به تهیه انرژی با بهای کمتر برون سپاری ^[۱۲] در تامین انرژی مصرفی رواج یافت.در این مرحله فناوریهایی که در آن از اطلاعات برخط برای تصمیمگیری های مهندسی استفاده می شد توسعه یافت و این اصل مورد قبول واقع شد که استفاده از این فناوریها می تواند باهش کاهش هزینه ها و افزایش بازدهی گردد.
فناوری اطلاعات با تکیه بر اندازه گیری و کنترل برخط که در توسعه سیستم های SCADA متجلی شد و همچنین امکان کنترل از طریق اینترنت فاصله بین ظرفیت اسمی و بازدهی واقعی صنایع را به نحو محسوسی کاهش داد. همچنین در این دوره تلاشهای بسیاری برای تولید انرژی های نو و برگشت پذیر انجام گردید.
۲-۲-۵- دوره پنجم : فناوری پاک ۲۰۲۰-۲۰۱۰
در این دوره توجه به فناوری پاک جهت تولید انرژی معطوف شده است که از آن ها می توان به تلاشهایی که برای ساخت پیل های سوختی ^[۱۳] و تولید انرژی پاک انجام شده است اشاره نمود.همچنین در این دوره تلاشهایی برای استفاده از ابر رساناها^[۱۴] در انتقال انرژی الکتریکی انجام می شود.در این دوره طراحی سیستم های هوشمند ^[۱۵] بر مبنای فناوری اطلاعات که بتواند به طور خودکار کنترل یک بخش را بر عهده بگیرد و یا در مواقع ضروری به صورت برخط تصمیم لازم را اتخاذ نماید بسیار مورد توجه قرار گرفته است . در این دوره سعی براین است که بسیاری از فناوری های جدید تولید انرژی که به علت هزینه بالامقرون به صرفه نبودند به صورت تجاری در بیاید [۶].
۲-۳- مراحل مدیریت مصرف انرژی
مدیریت مصرف انرژی به طور کلی دارای چهار مرحله زیر است
مرحله اول :شناسایی فرصت ها
مرحله دوم :اولویت گذاری برای انجام فعالیت ها
مرحله سوم :به انجام رسانیدن فرآیندها به صورت موفقیت آمیز
مرحله چهارم :بازبینی فعالیت ها ودر صورت نیاز اصلاح آنها .
حال در ادامه به تفضیل به هر یک از این موارد می پردازیم .
۲-۳-۱-مرحله اول :شناسایی فرصت ها
قبل از شروع هر فرایند در مدیریت انرژی باید تمامی فرصت ها شناسایی شوند .در مدیریت مصرف انرژی متغیرهای بیشماری در نظر گرفته می شوند ودر انتها آن متغیر هایی که دارای اهمیت بیشتری هستند انتخاب می گردد.بزرگترین خطری که یک مدیر انرژی موفق را تهدید می کند انجام هر فرایند قبل از دانستن کامل روش ها و راهکار ها می باشد.برای انتخاب بهترین برنامه مدیریت انرژی باید تمامی جوانب در نظر گرفته شود و قبل از آن از صرف هرگونه هزینه خودداری نمود .یک مدیر انرژی^[۱۶] موفق نباید منتظر پیشنهادات بماند باید به صورت فعالانه کلیه راهکارهایی که می تواند به کاهش مصرف انرژی بینجامد در نظر بگیرد که این فرایند ممیزی انرژی^[۱۷] نامیده می شود.ممیزی انرژی اولین قدم و زیر ساخت کلیه فعالیت های مرتبط با آن است .عدم انجام یک ممیزی انرژی دقیق درمرحله اول به شکست کل طرح مدیریت انرژی می انجامد بنابرین یک ممیز انرژی باید دارای تحصیلات علمی در زمینه مهندسی و دارای تجربه بسیار در این زمینه باشد.یک ممیز انرژی باید بتواند کلیه فرصت ها در مدیریت مصرف انرژی شناسایی نماید .
۲-۳-۲- مرحله دوم :اولویت بندی فعالیت ها
توالی انجام فرآیندها در مدیریت مصرف انرژی نقش بسیار مهمی در بازدهی اقتصادی برنامه مدیریت مصرف انرژی ایفا می نماید .برای اولویت بندی فعالیت ها باید تمامی جنبه ها در نظر گرفته شود ودر صورت لزوم درجه اهمیت هر یک از فعالیت ها به صورت مستند و به صورت عددی بیان گردد.در این مرحله توجه به این نکته ضروری است که گرایش فرآیندهای مرتبط با مدیریت مصرف انرژی باید به روش هایی باشد که قبلا موثر بودن آنها اثبات شده است و همچنین توان نیروی انسانی یک سازمان برای انجام یک فرایند مدیریت انرژی باید در نظر گرفته شود.در مرحله ارزیابی روش ها گاهی نیاز به صرف هزینه می باشد که این هزینه ها در برگشت سرمایه حاصل از فرایند مدیریت مصرف انرژی جبران می گردد.
۲-۳-۳ -مرحله سوم :به انجام رساندن فرآیندها به طور موفقیت آمیز
مرحله سوم انجام دادن هریک از فرآیندها به صورت موفقیت آمیز است هر فرایند در مدیریت مصرف انرژی به صورت یک پروژه است که مهارت و دانش و تجهیزات و نیروی انسانی مختص به خودش را نیاز دارد.بنابر این برای انجام هرگونه فعالیت در مدیریت مصرف انرژی موارد فوق برای جلوگیری از شکست پروژه بسیار مهم است .
۲-۳-۴- مرحله چهارم :مرحله بازبینی و اصلاح مستمر
بعد از پیاده سازی یک پروژه مدیریت انرژی قدم بعدی بازبینی و اصلاح مستمر فعالیت ها می باشد . ممکن است اتخاذ یک استراتژی برای مدیریت مصرف انرژی برای مدت کوتاهی موثر باشد و با بازبینی مجدد فرایند نقاط ضعف آن شناسایی شده و کل فرایند مورد اصلاح و بازبینی قرار می گیرد و این بازبینی و اصلاح مداوم از شکست پروژه مدیریت مصرف انرژی جلوگیری می نماید[۳] .
۲-۴ -کاربرد فناوری اطلاعات در مدیریت مصرف انرژی
امروزه در بسیاری از سیستم ها برای عملکرد قابل اعتماد و بازدهی بالا از فناوری اطلاعات بهره گرفته می شود راه حل های فناوری اطلاعات برای مدیریت مصرف انرژی در سالهای اخیر توسعه بسیاری یافته اند و با توجه به نیازها و میزان سرمایه گزاری مشتریان با امکانات مختلف عرضه می شوند .فناوری اطلاعات در برنامه ریزی –نظارت-پایش-کنترل کلیه فعالیت هایی که با مدیریت انرژی در ارتباط است نقش مهمی ایفا می نماید .بهره وری-بازدهی و قابل اتکا بودن و مسائل اقتصادی موضوعاتی هستند که در به کارگیری فناوری اطلاعات در مدیریت مصرف انرژی مورد توجه قرار می گیرد .به طور کلی کاربرد فناوری اطلاعات در مدیریت مصرف انرژی را می توان در شاخه های زیر دسته بندی نمود [۷] .
۲-۴-۱- نقش اینترنت و تجارت الکترونیک در مدیریت مصرف انرژی
اینترنت این فرصت را به مصرف کنندگان می دهد که بتواند به راحتی به اطلاعاتی در مورد چگونگی تدارک انرژی دسترسی پیدا کنند. در این رابطه می توان به پورتالهای انرژی^[۱۸] اشاره نمود که توسط شرکتهای فراهم کننده انرژی ایجاد می شود و مشتریان می توانند با مراجعه به این پورتال ها نیاز های خود را تامین نمایند. همچنین مشتریان با دسترسی به پورتا لهایی که فناوری های جدید را ارائه می نمایند به آخرین فناوریها در مورد تامین و مدیریت مصرف انرژی دسترسی داشته باشند . از کاربردهای تجارت الکترونیک توسعه برنامه های کاربردی در بستر وب برای تامین و تدارک انرژی است .مصرف کنندگان به واسطه آن می توانند انرژی مورد نیاز خود را با پایین ترین قیمت خریداری نمایند.با بهره گرفتن از امکانات تجارت الکترونیک می توان به صورت برخط به اطلاعات و نمودارهای مربوط به مصرف انرژی دسترسی داشت و و برای خرید انرژی به بهای کمتر می توان از امکان تدارک الکترونیکی انرژی^[۱۹] استفاده نمود. امروزه با توسعه خدمات بر مبنای وب دسترسی به نرم افزار های مدیریت انرژی با هزینه کمتر امکان پذیر شده است [۷] .
۲-۴-۲- مدیریت و برآورد نیاز به مصرف انرژی
مدیریت و برآورد نیاز به مصرف انرژی ^[۲۰] به معنای برنامه ریزی ، اجراء، کنترل وپایش میزان مصرف انرژی برای تایین میزان بازدهی انرژی و استفاده از این اطلاعات برای کاهش مصرف انرژی و بهبود کارکرد فرآیندها می باشد.با مدیریت و برآورد نیاز به مصرف انرژی امکان برنامه ریزی کوتاه مدت و بلند مدت برای تامین کنندگان انرژی و طبقه بندی مصرف کنندگان انرژی فراهم می گردد و با بهره گرفتن از این اطلاعات می توان برای مصرف کنندگان تعرفه مختلفی وضع نمود و بدین وسیله اوج بار مصرفی را در ساعات پیک مصرف کاهش داد.از دیگر موارد کاربرد فناوری اطلاعات در مدیریت نیاز به مصرف انرژی می توان به راه حل های اندازه گیری اشاره نمود.گردآوری اطلاعات مربوط به مصرف انرژی توسط مشتریان به تولید کنندگان انرژی کمک می کند ارزیابی و برنامه ریزی دقیقی از نیازها د اشته باشند و بتواند برنامه ریزی دقیقی را انجام دهند همچنین مشتریان می توانند به اطلاعات مصرف انرژی خودشان به صورت برخط دسترسی داشته باشند. اطلاعات مربوط به مصرف انرژی مشتریان به صورت ماهانه و یا در دوره های کوتاه مدت مانند روز و یا ساعت جمع آوری می گردد .انتقال اطلاعات به مرکز کنترل اصلی به روش های مختلفی صوت می گیرد که شامل شبکه تلفن عمومی PSTN^[21] –شبکه GSM ^[۲۲]با بهره گرفتن از سامانه پیام کوتاه سامانه GPRS ^[۲۳]و مودم های رادیویی^[۲۴] و همچنین ارتباطات ماهواره ای^[۲۵] می باشد [۸].
۲-۴-۳ -روش های کنترل شبکه ای
در بحث مدیریت مصرف انرژی راهبری سیستم ، برنامه ریزی منابع ، اتوماسیون صنعتی و ارتباط تجهیزات از اهمیت ویژه ای برخوردار است .کاهش اتلاف انرژی ، بهبود سیستم توزیع و خدمات مشتری ، افزایش بازدهی و ایمنی سیستم و بهبود فرایند کنترل از مزیت هایی است که راه حل های شبکه ای فراهم می نمایند راه حل های شبکه شامل موارد زیر هستند .
۲-۴-۳-۱ -سیستم های SCADA
سیستم های SCADA یک پایش موثر از سیستم های قدرت را فراهم می کند و با بهره گرفتن از آنها اطلاعات مورد نیاز از سیستم گرد آوری می شود.سیستم های SCADA امکان جمع آوری اطلاعات به صورت منظم و تناوبی را از ^[۲۶]RTU ها فراهم می نماید. سیستم های SCADA دارای ارتباط شبکه ای داخلی برای افزایش مقدار امنیت هستند و امکان نمایش اطلاعات به صورت نمودار یا به صورت گزارش های در فرمت EXCEL جهت استفاده از بانک های اطلاعاتی فراهم می نماید .با بهره گرفتن از اطلاعات بدست آمده از سیستم های SCADA می توان زمان های تعمیر و نگهداری را پیش بینی نمود با بهره گرفتن از این امکان میزان بازدهی سیستم افزایش پیدا کرده و از اتلاف انرژی در اثر خرابی و عدم کارکرد صحیح دستگاه ها تا حد بسیار زیادی جلوگیری می شود .با بهره گرفتن از سیستم های SCADA مزیت های زیر در مدیریت انرژی فراهم می گردد :
دسترسی سریع به اطلاعات مصرف انرژی
بررسی سریع امنیت سیستم قدرت
تشخیص سریع ناهنجاری ها و مشکلات در صورت بروز آن
گزارش تغییرات ناگهانی
گزارش تفضیلی با قابلیت انتقال به سایر نرم افزارها و بانک های اطلاعاتی
فراهم نمودن امکان کنترل فرآیندها و تصمیم گیری مناسب [۷] .
۲-۴-۳-۲- سیستم ذخیره ساز ی اطلاعات تجهیزات
سیستم ذخیره سازی اطلاعات تجهیزات امکانات لازم را برای ذخیره سازی اطلاعات برای تمامی نیازهای عملیاتی سیستم فراهم می نمایدکه شامل اطلاعات رویدادهای قبلی HIS ^[۲۷] می گردد.ذخیره سازی اطلاعات با برچسب گذاری زمانی ^[۲۸] صورت می گیرد .با بهره گرفتن از روش های داده کاوی^[۲۹] در رویدادهای گذشته ناهنجاری ها و مشکلات به وجود آمده در سیستم مشخص می گردد.واطلاعات حاصله می تواند دستیابی به یک بانک اطلاعاتی جهت راهبری سیستم را تسهیل نماید.
۲-۴-۳-۳ سیستم مدیریت انرژی EMS ^[۳۰]
سیستم مدیریت انرژی برای تولید انرژی الکتریکی و انتقال آن یکی از شاخه های سیستم های SCADA می باشد.این سیستم دارای ابزارهایی جهت آنالیز و شبیه سازی عملیات روزانه می باشد .علاوه بر EMS دارای توابعی هستند که می تواند در مکان هایی که مصرف انرژی نامنظم است تولید و انتقال آن را به بهترین صورت تنظیم نماید به طور کلی EMS ها امکانات زیر را فراهم می نمایند :
امکان مشاهده سریع وضعیت فعلی سیستم قدرت
کنترل اتوماتیک تولید انرژی
آنالیز برخط شبکه توزیع
تعیین شرایط کارکرد بهینه