โครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะ เชื่อมโยงการใช้พลังงานอย่างฉลาด

0
983
article-005_02 article-005_05
article-005_03 article-005_04

ไฟฟ้าอัจฉริยะ หรือ Smart Grid เป็นโครงข่ายไฟฟ้าที่ใช้เทคโนโลยีสารสนเทศ และสื่อสารมาบริหารจัดการ ควบคุมการผลิต ส่ง และจ่ายพลังงานไฟฟ้า สามารถรองรับการเชื่อมต่อระบบไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานทางเลือกที่สะอาดที่กระจายอยู่ทั่วไป (Distributed Energy Resource : DER) และระบบบริหารการใช้สินทรัพย์ให้เกิดประโยชน์สูงสุด รวมทั้งให้บริการกับผู้เชื่อมต่อกับโครงข่ายผ่านมิเตอร์อัจฉริยะได้อย่างมีประสิทธิภาพ มีความมั่นคง ปลอดภัย เชื่อถือได้ มีคุณภาพไฟฟ้าได้มาตรฐานสากล

ความอัจฉริยะนี้เกิดจากการเชื่อมโยงระบบไฟฟ้า ระบบสารสนเทศ ระบบสื่อสาร เข้าไว้ด้วยกันเป็นโครงข่าย ซึ่งโครงข่ายดังกล่าวจะสนับสนุนการทำงานซึ่งกันและกันอย่างเป็นระบบ โดยอาศัยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีสำคัญ 3 ด้าน ได้แก่

  1. อิเล็กทรอนิกส์และระบบฝังตัว (Electronics and Embedded Systems)
  2. ระบบควบคุมอัตโนมัติ (System Control and Automation)
  3. สารสนเทศและการสื่อสาร (Information and Communication)

โครงการ SMART GRID ของการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค (กฟภ.) หรือ PEA  ประกอบด้วย 3 ส่วนหลักคือ Smart Energy, Smart Life and Smart Community จะมีส่วนทำให้การใช้พลังงานอย่างชาญฉลาดและรู้คุณค่า เพื่อชีวิตที่สะดวกสบาย สู่สังคมและโลกที่น่าอยู่ในอนาคต

1. Smart Energy : การใช้พลังงานอย่างชาญฉลาดและรู้คุณค่า

ด้วยประสิทธิภาพของโครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะ (Smart Grid) โลกของเราจะสามารถพัฒนาพลังงานไฟฟ้าเพื่อการใช้อย่าง ชาญฉลาด ไม่ว่าจะเป็นในแง่ของการผลิต และส่งจ่ายพลังงานสู่ผู้ใช้ไฟฟ้า (Supply side) รวมทั้งด้านของผู้ใช้ไฟฟ้า (Demand side)

แหล่งจ่ายพลังงานไฟฟ้าอัจฉริยะ (Smart Electrical Energy Supply/Source)  นอกจากประกอบด้วยโรงไฟฟ้าตามรูปแบบดั้งเดิม เช่น โรงไฟฟ้าถ่านหิน, ก๊าซ, เขื่อนพลังงานน้ำขนาดใหญ่แล้ว รูปแบบแหล่งจ่ายพลังงานไฟฟ้า และแนวคิดที่มีบทบาทมากขึ้นในอนาคตได้แก่

  • พลังงานทดแทน (Renewable Energy) เช่น พลังงานลม แสงอาทิตย์ ชีวภาพ ชีวมวล พลังน้ำขนาดเล็ก            • แหล่งผลิตไฟฟ้าขนาดเล็กที่กระจายอยู่ตามพื้นที่ต่าง ๆ (Distributed Generation) เช่น เซลล์แสงอาทิตย์ขนาดเล็ก ติดตั้งบนหลังคาเรือน (Rooftop Photo Voltaic ) กังหันลมผลิตไฟฟ้าขนาดเล็ก (Small Wind Turbine) เป็นต้น
  • แหล่งกักเก็บพลังงาน (Energy Storage) เช่น ตัวเก็บประจุไฟฟ้าชนิดอุลตร้า (Ultra capacitor), วงล้อ Flywheel, และ แบตเตอรี เป็นต้น • รถยนต์ไฟฟ้า (Electric Vehicle, EV) ซึ่งมีแบตเตอรีที่เก็บสะสมพลังงานไฟฟ้า
  • โรงไฟฟ้าเสมือน (Virtual Power Plant, VPP) เป็นการจัดการกลุ่มแหล่งจ่ายพลังงานขนาดเล็กด้วยเทคโนโลยีควบคุม สั่งการระยะไกลด้วยระบบคอมพิวเตอร์ สามารถจ่ายไฟจากกลุ่มแหล่งจ่ายไฟข้างต้นเข้าโครงข่ายไฟฟ้าเสมือนหนึ่งจ่าย จากโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ในอดีต

                ระบบไฟฟ้าอัจฉริยะ (Smart Electrical Power System)

นอกจากแหล่งจ่ายพลังงานไฟฟ้าอัจฉริยะข้างต้นแล้ว โครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะ ยังรวมไปถึงระบบไฟฟ้าอัจฉริยะที่จะ เอื้ออำนวยความสะดวกให้กับผู้ใช้ไฟฟ้าอีกด้วย โดยคุณสมบัติของระบบไฟฟ้าอัจฉริยะ ได้แก่

  • สามารถทำงานได้เองโดยอัตโนมัติ (Automation) ทั้งสภาวะปกติ และสภาวะฉุกเฉิน
  • สามารถตรวจวัดสภาวะของระบบ (Sense and Monitor) ณ เวลาจริง
  • สามารถสื่อสารข้อมูลโต้ตอบ (Data Integration, Interoperability, Two-way Communication/Interactive) กับบุคคลอุปกรณ์เครื่องใช้ไฟฟ้า และระบบงานต่างๆ ทั้งภายในการไฟฟ้า
  • สามารถขายและซื้อไฟฟ้ากับคู่สัญญา ซึ่งอาจจะเป็นทั้งผู้ใช้ไฟและผู้ผลิตไฟฟ้าขนาดเล็กมาก (Producer & Consumer or Prosumer)
  • รองรับการใช้รถยนต์ไฟฟ้า (Electric Vehicle, EV)
  •       รองรับบ้านเรือนที่พักอาศัย สำนักงาน และอาคารอัจฉริยะ (Smart and Green Office/Building/Home)

2. Smart Life : เพื่อชีวิตที่สะดวกสบาย

ผู้คนมีวิถีชีวิตในแต่ละวันอยู่ที่บ้าน ที่ทำงาน แหล่งเรียนรู้ ออกกำลังกาย ฝึกจิตใจและพักผ่อนตามสถานที่ท่องเที่ยว ศาสนสถาน และแหล่งบันเทิงต่างๆ โครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะรองรับบ้านเรือนที่พักอาศัย สำนักงาน และอาคารอัจฉริยะ (Smart and Green Office/Building/Home) ผู้ใช้ไฟสามารถมีส่วนร่วมในการบริหารจัดการใช้ไฟฟ้าได้มากขึ้น (Active Consumer Participation (Motivated and Includes the Customer))

บ้านอัจฉริยะ (Smart Home)

  • ประกอบด้วยเครื่องใช้ไฟฟ้าที่สมาร์ทหลากหลายชนิด ที่มีสมองกลฝังตัว (Embedded System) ซึ่งจะใช้พลังงาน ไฟฟ้าน้อย ไม่ก่อปัญหามลภาวะ
  • สามารถควบคุมการใช้งานได้จากระยะไกลผ่านอุปกรณ์สื่อสารไร้สายแบบพกพา หรือผ่านระบบอินเตอร์เน็ต เช่น มือถือ, PDA, Smart Phone, Tablet, ระบบอินเตอร์เน็ตในที่ทำงาน, ร้านอินเตอร์เน็ตทั่วไป เป็นต้น)
  •  รองรับรถยนต์ไฟฟ้า
  • ติดตั้งระบบผลิตไฟฟ้าขนาดเล็ก เช่น Rooftop PV, Small Wind Turbine เป็นต้น ลักษณะดังกล่าวที่เกิดขึ้นทำให้ ผู้ใช้ไฟเป็นผู้ผลิตไฟฟ้าพร้อมกันในเวลาเดียวกัน
  • การไฟฟ้าจะติดตั้งมิเตอร์อัจฉริยะ (Smart Meter) และอุปกรณ์เก็บรวบรวมข้อมูล (Data Concentrator Unit, DCU) สามารถส่งและรับข้อมูลต่างๆ จากบ้านเรือนที่อยู่อาศัย ทำให้เจ้าของบ้านสามารถทราบข้อมูลการใช้ไฟฟ้า ค่าไฟที่ เกิดขึ้นจากการใช้ในขณะนั้น ทำให้การไฟฟ้าและเจ้าของบ้านสามารถร่วมกันจัดการการใช้ไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ เจ้าของบ้านสามารถลดการใช้ไฟฟ้าที่ไม่จำเป็น ปรับเปลี่ยนช่วงเวลาการใช้ไฟไปใช้ไฟในช่วงที่ค่าไฟถูก

3. Smart Community : สู่สังคมและโลกที่น่าอยู่ในอนาคต

ชุมชนที่สมาร์ทหรือสังคมที่สมาร์ท (Smart Community or Society) หมายถึง

  • ชุมชนที่สมาชิกสามารถติดต่อสื่อสารถึงกันได้อย่างอิสระผ่านเครือข่ายสังคมดิจิตอล (Digital Social Network)
  • มีระบบการบริหารจัดการสภาพแวดล้อมที่ดี จำกัดการก่อมลภาวะ กำจัดสิ่งเหลือใช้อย่างถูกต้องมีประสิทธิภาพ พร้อมการเพิ่มพื้นที่สีเขียว
  • มีการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ
  • จัดให้มีระบบสถานีบริการไฟฟ้าให้บริการแก่ผู้ใช้รถยนต์ไฟฟ้า จักรยานไฟฟ้า จักรยานยนต์ไฟฟ้าและรถขนส่งมวลชน ที่ใช้พลังงานไฟฟ้า
  • มีระบบการควบคุมระบบผลิตไฟฟ้าของสมาชิกในชุมชนที่ผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานลม ชีวภาพ ชีวมวล ด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดจิ๋ว (Micro Turbine) เพื่อสร้างโรงไฟฟ้าเสมือน (Virtual Power Plant, VPP)
  • รวมกลุ่มเพื่อผลิตพลังงานไฟฟ้าจากพลังงานทดแทนที่เป็นทางเลือกอื่นๆ เพื่อลดการใช้น้ำมันและก๊าซเชื้อเพลิงลดการ นำเข้าน้ำมันและก๊าซธรรมชาติ