Smart Grid คืออะไร ทำไมถึงช่วยสร้าง Smart Energy เพื่อการจัดการพลังงานอย่างยั่งยืนได้
Technology
ในยุคที่ใคร ๆ ก็รู้ว่าค่าไฟแพง แล้วจะมีเทคโนโลยีอะไรหรือไม่? ที่จะช่วยให้ต้นทุนในการผลิตไฟฟ้าถูกลง เพิ่มประสิทธิภาพแบบองค์รวมในระบบไฟฟ้าและพลังงาน แก้ปัญหาไฟดับบ่อย รวมทั้งให้ผู้ใช้ไฟฟ้าสามารถวางแผนประหยัดค่าไฟด้วยตนเองได้อย่างเหมาะสม คำตอบก็คือ “สมาร์ทกริด (Smart Grid)”
สมาร์ทกริด (Smart Grid) คืออะไร
สมาร์ทกริด (Smart Grid) คือระบบโครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะ ที่นำเทคโนโลยีอัจฉริยะมาประยุกต์ใช้ในกระบวนการระบบโครงข่ายไฟฟ้าแบบต้นน้ำยันปลายน้ำ ตั้งแต่การผลิตไฟฟ้า การส่งไฟฟ้า การจำหน่ายไฟฟ้า ส่งต่อไปยังผู้บริโภค จนถึงการเก็บข้อมูลการใช้งาน การควบคุมโครงข่ายไฟฟ้าแบบอัตโนมัติ การหมุนเวียนพลังงาน และการกักเก็บไฟฟ้า เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพในการผลิตและการจ่ายไฟฟ้าในระบบโครงข่ายไฟฟ้า เสริมความปลอดภัย สร้างความยั่งยืน และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
Smart Grid ต่างจากระบบไฟฟ้าปัจจุบันอย่างไร
ความแตกต่างระหว่างระบบโครงข่ายไฟฟ้าปัจจุบันที่ใช้กันอยู่กับระบบสมาร์ทกริด (Smart Grid) ก็คือ ระบบไฟฟ้าปัจจุบัน จะเป็นระบบที่มีกระแสไฟฟ้าที่ไหลไปในทิศทางเดียว ตั้งแต่การผลิต การส่งไฟฟ้า การจำหน่าย ไปสู่ผู้ใช้งาน ในขณะที่ระบบ Smart Grid เป็นระบบที่มีการไหลของกระแสไฟฟ้าในลักษณะสองทิศทางหรือแบบกระจาย ทำให้เกิดการรับส่งไฟฟ้ากันอย่างเป็นระบบ สามารถบริหารจัดการและแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างกันได้นั่นเองครับ
เทคโนโลยีสำคัญในการสร้างโครงข่ายสมาร์ทกริด (Smart Grid) มีอะไรบ้าง
เทคโนโลยีสำคัญในการสร้างโครงข่ายสมาร์ทกริด (Smart Grid) จะประกอบไปด้วย 5 เทคโนโลยีพื้นฐาน ได้แก่ ระบบบริหารจัดการพลังงาน ระบบการตอบสนองด้านการใช้ไฟฟ้า ระบบไมโครกริด ระบบกักเก็บพลังงาน และระบบการพยากรณ์ไฟฟ้าที่ผลิตได้จากพลังงานหมุนเวียน
1. ระบบบริหารจัดการพลังงาน (Energy Management System: EMS)
ระบบบริหารจัดการพลังงาน เป็นระบบอัตโนมัติที่จะควบคุมการผลิต การส่ง และการใช้พลังงานให้เป็นไปอย่างเหมาะสม ซึ่งจะใช้ระบบเทคโนโลยีและสารสนเทศในการส่งต่อข้อมูลและควบคุมการทำงานโดยอาศัยเซนเซอร์ สมาร์ตมิเตอร์ และระบบควบคุมอุปกรณ์ไฟฟ้าอัตโนมัติ ทำให้ผู้ใช้ไฟฟ้าทราบพฤติกรรมการใช้พลังงานของตนอย่างละเอียด รวมทั้งอาจควบคุมเครื่องใช้ไฟฟ้าจากระยะไกลผ่านอินเทอร์เน็ตได้
2. ระบบการตอบสนองด้านการใช้ไฟฟ้า (Demand Response)
การตอบสนองด้านการใช้ไฟฟ้า เป็นระบบการตอบสนองการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมและความต้องการในการใช้ไฟฟ้าจากปกติของผู้ใช้ไฟฟ้า เช่น การงดหรือลดการใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าในช่วงเวลาที่ค่าความต้องการไฟฟ้าของประเทศขึ้นสูง การเพิ่มปริมาณการใช้ไฟฟ้าในช่วงเวลาที่มีการผลิตไฟฟ้าได้ปริมาณมากกว่าความต้องการไฟฟ้า และการปรับเลื่อนการใช้ไฟฟ้าไปยังอีกช่วงเวลาหนึ่ง
3. ระบบไมโครกริด (Microgrid)
ไมโครกริดหรือระบบโครงข่ายไฟฟ้าขนาดเล็กมาก เป็นระบบไฟฟ้าแรงดันตํ่า (Low Voltage) ขนาดเล็ก ที่รวมระบบผลิตไฟฟ้า การใช้ไฟฟ้า ระบบเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร ระบบกักเก็บพลังงาน และระบบควบคุมอัตโนมัติเข้าไว้ด้วยกัน ซึ่งจะประสานการทำงานเป็นหนึ่งเดียวกัน ทำให้สามารถบริหารจัดการการผลิตและการใช้ไฟฟ้าในระบบให้เป็นไปอย่างเหมาะสม หากพบความผิดปกติกับระบบโครงข่ายไฟฟ้าหลัก ระบบไมโครกริดจะแยกตัวอิสระแบบอัตโนมัติ เพื่อลดการสูญเสียไฟฟ้าในระบบส่งและระบบจำหน่าย
4. ระบบกักเก็บพลังงาน (Energy Storage System: ESS)
ระบบกักเก็บพลังงาน เป็นระบบหรืออุปกรณ์ที่จะแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานในรูปแบบอื่นเพื่อกักเก็บไว้ใช้งานในเวลาที่ไม่สามารถผลิตไฟฟ้าหรือผลิตได้ไม่เพียงพอต่อการใช้งาน
5. ระบบพยากรณ์ไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียน (Renewable Energy Forecast)
ระบบการพยากรณ์ไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียน เป็นระบบประเมินศักยภาพการผลิตไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียน ณ ช่วงเวลาที่ต้องการ ซึ่งมักนำมาใช้ในการผลิตพลังงานจากธรรมชาติที่มีความผันผวนสูง เช่น พลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานลม
ประโยชน์ของสมาร์ทกริด (Smart Grid)
สมาร์ทกริด (Smart Grid) ถือเป็นระบบโครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะ ที่จะช่วยสร้าง Smart Energy ตอบสนองวิถีชีวิตของคนยุคใหม่ในหลากหลายด้าน ไม่ว่าจะเป็น
1. ด้านพลังงานและระบบไฟฟ้า
ด้วยความที่สมาร์ทกริด (Smart Grid) เป็นระบบที่มีการบูรณาการเทคโนโลยีอัจฉริยะมาใช้ในกระบวนการเกี่ยวกับการผลิตและการนำส่งไฟฟ้าทั้งหมด ซึ่งมีรูปแบบสองทิศทางหรือแบบกระจาย ทำให้เมื่อเกิดปัญหาสามารถระบุจุด สื่อสารกัน และแก้ไขได้รวดเร็ว อีกทั้งยังมีไฟฟ้าสำรองในการใช้งานด้วย ไม่เพียงเท่านั้นด้วยระบบสมาร์ทกริดที่มีประสิทธิภาพในการเก็บข้อมูลและพฤติกรรมการใช้งานของผู้ใช้ได้อย่างละเอียดจึงสามารถผลิตและนำจ่ายไฟฟ้าได้ในปริมาณที่เหมาะสม รวมถึงหากผลิตมากเกินความต้องการก็สามารถกักเก็บพลังงานเอาไว้ใช้ยามฉุกเฉินได้
2. ด้านคุณภาพในการดำรงชีวิต
สมาร์ทกริด (Smart Grid) ช่วยให้ผู้ใช้ไฟฟ้ามีความสะดวกในการดำรงชีวิตและประหยัดค่าไฟฟ้าได้ดี เพราะสามารถดูพฤติกรรมการใช้ไฟฟ้าของตนเองได้อย่างละเอียด ทำให้สามารถวางแผนและบริหารจัดการการใช้ไฟฟ้านำไปสู่การลดค่าไฟฟ้าอย่างเหมาะสมได้ อีกทั้งยังมีระบบแจ้งเตือนไฟฟ้าขัดข้องแบบอัตโนมัติ รวมทั้งหากมีการติดตั้งระบบก็สามารถควบคุมการใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าผ่านอินเทอร์เน็ตได้เพิ่มเติมด้วย
3. ด้านสังคมและสิ่งแวดล้อม
ด้วยความระบบสมาร์ทกริด (Smart Grid) มีการจัดเก็บข้อมูลที่มีประสิทธิภาพ สามารถควบคุมกระบวนการของระบบไฟฟ้าได้แบบอัตโนมัติ อีกทั้งยังมีระบบพลังงานหมุนเวียน จึงทำให้สามารถผลิต จ่ายไฟ และจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าได้อย่างเหมาะสม ซึ่งจะช่วยให้เกิดการประหยัดต้นทุนในการผลิตพลังงานและการใช้พลังงาน รวมทั้งยังช่วยลดมลพิษและผลกระทบที่จะเกิดขึ้นกับสิ่งแวดล้อม นำไปสู่การพัฒนาพลังงานอย่างยั่งยืน
4. ด้านเศรษฐกิจ สมาร์ทกริด (Smart Grid)
ช่วยลดความเสียหายทางเศรษฐกิจเมื่อเกิดไฟฟ้าดับได้ เนื่องจากมีไฟฟ้าสำรองที่กักเก็บเอาไว้ อีกทั้งยังช่วยให้ภาคอุตสาหกรรมที่ต้องใช้พลังงานไฟฟ้าปริมาณสูงสามารถวางแผนการใช้ไฟฟ้าได้อย่างเหมาะสมและประหยัดค่าใช้จ่ายได้
โครงการสมาร์ทกริด (Smart Grid) ในประเทศไทย
หากพูดถึงในต่างประเทศ ต้องบอกว่าโครงการสมาร์ทกริด (Smart Grid) ได้รับความนิยมอย่างแพร่หลาย แต่สำหรับประเทศไทยกำลังเริ่มพัฒนาโครงการนำร่องสมาร์ทกริดในจังหวัดชลบุรีและแม่ฮ่องสอน
โครงการสมาร์ทกริด (Smart Grid) ที่พัทยา ชลบุรี เมืองพัทยา
เป็นอีกเมืองหนึ่งที่มีความต้องการใช้ไฟฟ้าในปริมาณสูง อีกทั้งเป็นเมืองมีระบบโครงข่ายไฟฟ้าพื้นฐานที่พร้อมใช้งาน เพื่อพัฒนาเมืองอัจฉริยะ (Smart City) เพื่อพัฒนาระบบการจ่ายไฟฟ้าของเมืองให้มีความเสถียร แก้ปัญหาไฟฟ้าขัดข้อง และวางแผนการผลิตไฟฟ้าได้ดี การไฟฟ้าส่วนภูมิภาค (กฟภ.) จึงได้นำโครงการพัฒนาโครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะ หรือ Smart Grid มาใช้ในการบริหารจัดการระบบไฟฟ้า ทำให้สามารถบริหารจัดการการผลิต การส่ง และการจำหน่ายพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยจะติดตั้งระบบมิเตอร์อัจฉริยะให้กับผู้ใช้ไฟฟ้าประเภทที่อยู่อาศัย และติดตั้งระบบ Smart Substation เพื่อให้สามารถจัดการระบบไฟฟ้าในพื้นที่พัทยาได้อย่างรวดเร็ว ลดระยะเวลาการดับของไฟฟ้า และใช้ประโยชน์จากสถานีไฟฟ้าและสายไฟฟ้าได้เต็มประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น
โครงการสมาร์ทกริด (Smart Grid) ที่แม่ฮ่องสอน
แม่ฮ่องสอน จังหวัดที่มีลักษณะภูมิประเทศเป็นภูเขาและป่าไม้ ทำให้ชุมชนและแหล่งที่อยู่อาศัยกระจายตัวอยู่ห่างกัน จึงเป็นอุปสรรคสำคัญในการส่งไฟฟ้าจากส่วนกลาง ทำให้เกิดปัญหาไฟฟ้าดับบ่อยครั้ง เพื่อให้แม่ฮ่องสอนมีระบบไฟฟ้ามั่นคง รองรับภัยพิบัติทางธรรมชาติ รวมทั้งเป็นต้นแบบเมืองที่มีประสิทธิภาพด้านการใช้พลังงานไปสู่การพัฒนาอย่างยั่งยืน การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (กฟผ.) ในฐานะผู้รับผิดชอบระบบผลิตและระบบส่งไฟฟ้า จึงได้จัดทำโครงการนำร่องระบบโครงข่ายสมาร์ทกริดที่แม่ฮ่องสอน เพื่อเป็นสถานที่สาธิต วิจัย และพัฒนา ก่อนจะขยายไปยังพื้นที่อื่นต่อไป
สำหรับการดำเนินการจะมีการส่งเสริมการผลิตไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียน ทั้งไฟฟ้าจากเขื่อน โรงงานผลิตไฟฟ้าดีเซล และไฟฟ้าจากโซลาเซลล์ โดยพื้นที่อำเภอเมืองจะเป็นระบบโครงข่ายไฟฟ้าขนาดใหญ่ และพื้นที่อำเภอแม่สะเรียงที่เป็นระบบโครงข่ายไฟฟ้าขนาดเล็ก ก่อนจะนำทั้งสองโครงข่ายนี้มาเชื่อมต่อกัน เพื่อให้เกิดระบบจ่ายไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพ สามารถผลิตไฟฟ้าใช้เองภายในจังหวัด และไม่เกิดปัญหาเมื่อระบบไฟฟ้าของส่วนกลางขัดข้อง
หลายคนคงเริ่มมองเห็นแล้วว่า “สมาร์ทกริด (Smart Grid)” จะเป็นเทคโนโลยีในยุคดิจิทัลที่จะเป็นทางออกให้กับการปรับปรุงประสิทธิภาพและสร้างความยั่งยืนให้ระบบโครงข่ายไฟฟ้าตั้งแต่ต้นน้ำยันปลายน้ำ คงต้องติดตามกันต่อไปว่าโครงการนำร่องจะประสบความสำเร็จเพียงใด และจะขยายไปที่ไหนบ้าง
ขอบคุณข้อมูลและภาพประกอบ:
https://www.egat.co.th/home/wp-content/uploads/2021/07/SmartGrid.pdf