Smart Grid

Smart grid

ระบบส่งไฟฟ้าอัจฉริยะ

ในปัจจุบันกระแสเรื่องราคาน้ำมัน ที่ขึ้น ๆ ลง ๆ แบบนี้ ทำให้ค่าใช่จ่ายด้านการเดินทางและราคาสินค้าต่าง ๆ ไม่สามารถหยุดนิ่งได้ การทำมาค้าขายต่าง ๆ ไม่สามารถที่จะคาดคะเนต้นทุนค่าใช้จ่ายได้ง่าย เหมือนแต่ก่อน ซึ่ง ผู้เชี่ยวชาญทั้งหลายในวงการน้ำมันล้วน ฟันธงว่า นับแต่นี้ไป ราคาน้ำมันแบบนิ่งๆ จะไม่มีอีกแล้ว มันจะแกว่งไปแกว่งมา จนกว่าพลังงานทางเลือกอื่นๆ จะเข้ามามีสัดส่วนที่พอเหมาะ ถึงจะทำให้โลกมี เสถียรภาพเรื่องราคาพลังงานได้ อันที่จริง ประเทศยักษ์ใหญ่ที่บริโภคน้ำมันไม่ว่าจะเป็นสหรัฐอเมริกา และ ยุโรปกำลังจะหันหน้าหนีการพึ่งพิงน้ำมัน ถ้าจะเห็นได้จาก การลงทุนเมกะโปรเจคต์ใหญ่ๆ ทางด้านพลังงานทางเลือกและการประหยัดพลังงาน

อย่างในสหรัฐอเมริกาก็มี แผนการใหญ่ที่จะปลดตัวเองออก จากน้ำมันที่เรียกว่า Alternative Energy Initiative ซึ่งเพิ่งผ่านรัฐสภา ไปไม่นานมานี้นั้น ทั้งนี้ การใช้ พลังงานให้มีประสิทธิภาพ หรือการใช้พลังงานอย่างฉลาด เป็นแนวทางหนึ่งที่จะช่วยลดการพึ่งพาน้ำมันลงได้ เพียงไม่กี่วันที่ Barack Obama เข้ารับตำแหน่งประธานาธิบดี เขาได้ออกมาแถลงแผนการที่จะใช้งบประมาณมูลค่า 100,000 ล้านเหรียญสหรัฐ ดำเนินโครงการประหยัดพลังงาน และสนับสนุนพลังงานทางเลือกอื่นๆ ที่ไม่ใช่น้ำมัน แผนการนี้ยังรวมไปถึงการปฏิวัติระบบสายส่งกระแสไฟฟ้าให้ทันสมัยติดตั้งมิเตอร์ไฟฟ้าอัจฉริยะ (Smart Meter) ในบ้านทั้งหมด 40 ล้าน หลังคาเรือน โครงการนี้จะช่วยทำให้การลงทุนในแหล่งพลังงานทางเลือกสามารถดำเนินต่อไปได้ในช่วงวิกฤตเศรษฐกิจขณะนี้

ระบบการส่งจ่ายกระแสไฟฟ้า ในปัจจุบันนั้น ยังเป็น ระบบเดิมซึ่งใช้เทคโนโลยีที่คิดค้นขึ้นเมื่อประมาณ 125 ปีที่ แล้ว นับตั้งแต่มีการส่งจ่ายกำลังไฟฟ้าครั้งแรกก็ยังไม่เคยมีการ เปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ๆ เกิดขึ้นเลย ระบบการส่งจ่ายกระแสไฟฟ้าที่เรียกว่าระบบกริด (Grid) นี้เป็นการส่งจ่ายกำลังไฟฟ้า แบบทิศทางเดียว (One Way Communication) คือ จากเครื่อง ผลิตกระแสไฟฟ้า (Generator) จ่ายกำลังไฟฟ้าออกมาแล้ว ส่งผ่านสายส่ง (Transmission Line) และระบบจำหน่ายไฟฟ้าย่อย (Distribution System) ไปยังผู้ใช้ปลายทาง ซึ่งการส่งจ่าย ระบบไฟฟ้าในรูปแบบนี้ ทำให้เกิดความสูญเสีย (Loss) ขึ้น ในระบบไฟฟ้าเป็นอย่างมากเนื่องจากระยะทางในการส่งจ่าย ที่ไกลจากการใช้งาน นอกจากนั้นยังมีความยุ่งยากในการ ปฏิบัติงานของเจ้าหน้าที่การไฟฟ้า ในการแก้กระแสไฟฟ้า ขัดข้องเนื่องจากไม่รู้ตำแหน่งที่เกิดความผิดพลาดขึ้นในระบบ จ่ายไฟ การจดหน่วยมิเตอร์ไฟฟ้านี้ ต้องส่งพนักงานออกไป เพื่อจดบันทึกการใช้งานซึ่งเป็นการสิ้นเปลืองแรงงานเป็น อย่างมาก อีกทั้งระบบจำหน่ายไฟฟ้าแบบนี้อาจมีการโกง ต่อไฟฟ้าที่ใช้ได้ โดยการไฟฟ้าไม่สามารถตรวจสอบได้ ระบบ ส่งจ่ายกำลังไฟฟ้าอัจฉริยะ (Smart Grid) จะเป็นเทคโนโลยีใหม่ ที่จะมาเปลี่ยนรูปแบบการส่งจ่ายพลังงานไฟฟ้าให้มี ความทันสมัยมากขึ้น และมีความน่าเชื่อถือมากขึ้น

หลายท่านคงยังไม่ทราบว่าระบบส่งจ่ายกำลังไฟฟ้าอัจฉริยะจะสามารถเปลี่ยนรูปแบบการส่งจ่ายพลังงานไฟฟ้าให้มี ความทันสมัยมากขึ้น และมีความน่าเชื่อถือมากขึ้น ดังนั้นผู้เขียนจะบอกความหมายของระบบส่งจ่ายกำลังไฟฟ้าอัจฉริยะ ระบบส่งจ่ายกำลังไฟฟ้าอัจฉริยะเป็นการส่งกำลังไฟฟ้าแบบเทคโนโลยีดิจิตอลสองทิศทาง จากเครื่องผลิตไฟฟ้าไปยังผู้บริโภคและสามารถที่จะควบคุมเครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้านของผู้บริโภคเพื่อเป็นการประหยัดพลังงาน ลดต้นทุน เพิ่มความน่าเชื่อถือและเพิ่มความโปร่งใส ระบบไฟฟ้าอัจฉริยะจะมีระบบติดตามอัจฉริยะที่ติดตามกระแสไฟฟ้าที่ไหลในระบบทั้งหมด ยังร่วมการใช้สายส่งชนิดที่เป็น Superconductive เพื่อลดค่าความสูญเสียที่เกิดขึ้น รวมทั้งเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้พลังงานทางเลือกอื่น ๆ ของการไฟฟ้า เช่น พลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์ เมื่อถึงช่วงเวลาที่ความต้องการใช้พลังงานไฟฟ้าน้อย ระบบไฟฟ้าอัจฉริยะสามารถเปิดเครื่องใช้ภายในบ้านที่เลือกไว้ เช่น เครื่องซักผ้า และเมื่อเวลาที่ความต้องการพลังงานไฟฟ้าสูงสุดจะสามารถปิดเครื่องที่เลือกไว้เพื่อลดความต้องการ

ในการวางระบบไฟฟ้าอัจฉริยะ สำหรับระบบไฟฟ้านั้น โดยจะต้องทำการเปลี่ยนมิเตอร์ไฟทั้งหมด ให้เป็น Smart Meter ซึ่งจะทำให้ผู้จ่ายไฟฟ้า สามารถที่จะ รู้การใช้ไฟฟ้าของบ้านแต่ละหลัง โดยไม่ต้องส่งพนักงาน ออกไปเก็บบันทึกเหมือนในอดีต โดยการไฟฟ้าสามารถดูสถิติ การใช้ไฟฟ้าของบ้านแต่ละหลังได้จากหน้าจอภาพคอมพิวเตอร์ แบบ Real Time ซึ่งหากผู้ใช้ค้างชำระเกินกำหนด ผู้จ่ายไฟ สามารถสั่งระงับการจ่ายไฟฟ้าจากระยะไกลได้ หรือสั่งให้มี การจ่ายไฟตามปกติได้ โดยไม่ต้องเดินทางไปหน้าบ้านของ ผู้ใช้เลย การใช้ Smart Meter ทำให้ผู้จ่ายไฟรู้ภาวะความ ต้องการไฟฟ้าอย่างเรียลไทม์ มีการจัดการกระแสไฟฟ้าได้อย่าง มีประสิทธิภาพ ช่วยลดโอกาสที่จะเกิดการล้มเหลวของโหลด หรือ หม้อแปลงระเบิดให้น้อยลง ผู้ใช้ไฟฟ้าเองก็สามารถที่จะ รู้ค่าไฟฟ้าสะสมที่เกิดขึ้นจากตัวมิเตอร์หรือเข้ามาดูทาง อินเตอร์เน็ต นอกจากนั้นยังสามารถคำนวณค่าไฟฟ้าในช่วงเวลา ที่ต่างกันได้และสามารถกำหนดให้มีราคาที่ต่างกันได้ เช่น ช่วงหัวค่ำก็คิดแพงๆ หน่อย ดึกๆ ถึงเช้ามืดก็คิดแบบถูกๆ คนใช้ก็รู้ราคาและสามารถเช็คได้โดยตรงจาก web site เลย นอกจากนั้นอาจจะใช้ระบบ Pre-paid คล้ายๆ การเติมเงิน ของโทรศัพท์มือถือก็ย่อมได้ ลูกค้าอาจอาศัยช่วง Promotion ไปซื้อบัตรเติมเงิน เพื่อใช้ไฟฟ้าในช่วงที่ราคาถูกๆ เช่น ช่วงหน้าฝนน้ำในเขื่อนเยอะก็ใช้เยอะได้ แต่ช่วงน้ำน้อยก็มี Promotion แบบอื่นๆ เช่น ให้ใช้ไฟฟ้าในช่วงเวลาที่คนใช้น้อย เป็นต้น ระบบการจำหน่ายไฟฟ้าจะกลายเป็นของทันสมัย แบบอินเทรนด์ การเข้ามาของระบบจำหน่ายไฟฟ้าอัจฉริยะจะทำให้เกิดสินค้าและบริการใหม่ๆ ทางด้านการใช้พลังงานไฟฟ้า อย่างไม่เคยปรากฏมาก่อน

รูปที่ 1 การทำงานของระบบไฟฟ้าอัจฉริยะ

จากรูปที่ 1 แสดงองค์ประกอบของระบบไฟฟ้าอัจฉริยะโดยที่ระบบไฟฟ้าอัจฉริยะนั้นจะต้องสามารถที่จะจัดการ ค่าความต้องการพลังงานไฟฟ้า สามารถวิเคราะห์ความผิดพร่อง สามารถที่จะนำระบบที่เกิดปัญหากลับสู่สภาพเดิมได้

จะเห็นได้ว่าระบบไฟฟ้าอัจฉริยะนั้นจะเป็นเทคโนโลยีสมัยใหม่ที่จะทำให้ระบบไฟฟ้ามีความน่าเชื่อเพิ่มมมากขึ้น และลดความผิดพลาดจากมนุษย์ได้ ดังนั้นถ้าระบบไฟฟ้าอัจฉริยะนั้นได้ถูกนำมาใช้งาน อาจจะทำให้ต้นทุนค่าไฟฟ้าลดลง และเป็นผลดีกลับผู้บริโภคที่จะได้ใช้พลังงานไฟฟ้าในราคาที่ถูกลงก็เป็นได้ แต่ข้อเสียนั้นอาจจะทำให้ประชาชนที่ทำงานทางด้านระบบไฟฟ้าอาจจะตกงานได้เนื่องจากความต้องการคนอาจจะน้อยลง เพราะส่วนใหญ่นั้นจะใช้แต่ระบบคอมพิวเตอร์ในการทำงานเกือบทั้งหมด

ผิดพลาดประการใดของอภัยด้วยนะครับ.

References

http://en.wikipedia.org

Jame A. Momoh 'Smart Grid Design for Efficient and Flexible Power Networks Operation and Control'

Richard E. Brown 'Impact of Smart Grid on Distribution System Design'

www.energy.go.th

Suttinan Buttayk