Boosting energy efficiency through smart grids

Boosting energy efficiency through smart grids​

Source: MEGA Tech Magazine, May-June 2018

 

By Pornphimol Winyuchakrit (Ph.D.)

Sustainable Energy and Low Carbon Research Unit

Sirindhorn International Institute of Technology, Thammasat University​

ทำไมต้องใช้เทคโนโลยี “สมาร์ทกริด” ?​

 

ระบบไฟฟ้าของโลกเผชิญกับความท้าทายในหลายด้าน ได้แก่ โครงสร้างพื้นฐานที่มีอายุมากขึ้น ความต้องการพลังงานที่เติบโตขึ้นอย่างต่อเนื่อง แหล่งพลังงานทางเลือกและการใช้ยานยนต์ไฟฟ้าที่เพิ่มมากขึ้น การพัฒนาความมั่นคงของแหล่งผลิตพลังงาน และการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก ระบบการจ่ายไฟฟ้าในปัจจุบันเป็นการจ่ายไฟฟ้าไปในทิศทางเดียว (ดูรูปที่ 1) โดยโรงไฟฟ้าทำหน้าที่ผลิตไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานต่าง ๆ เช่น ถ่านหิน น้ำมัน ก๊าซธรรมชาติ แหล่งพลังงานทดแทนขนาดใหญ่อื่น ๆ เป็นต้น จากนั้นไฟฟ้าที่ผลิตได้จะถูกส่งต่อไปยังสถานีย่อยเพื่อปรับแรงดันไฟฟ้าให้ลดลงเหมาะสมกับการใช้งาน และจึงจ่ายไฟฟ้าไปยังผู้บริโภคในภาคอุตสาหกรรม ภาคธุรกิจ และภาคที่อยู่อาศัย

ความท้าทายด้านการลดก๊าซเรือนกระจกเป็นอีกหนึ่งแรงขับเคลื่อนที่สำคัญในการพัฒนาระบบโครงข่ายไฟฟ้า การผลิตไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานสะอาด เช่น พลังงานลม แสงอาทิตย์ น้ำ ชีวมวล ฯลฯ มีจำนวนเพิ่มมากขึ้น พลังงานน้ำและชีวมวลเป็นแหล่งพลังงานที่สามารถควบคุมได้ ในขณะที่พลังงานลมและแสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานที่ไม่สามารถควบคุมได้ ส่งผลต่อการวางแผนและเสถียรภาพของการผลิตไฟฟ้าในแต่ละช่วงเวลา ดังนั้นแนวความคิดในการนำเทคโนโลยีสมาร์ทกริดมาใช้เพื่อตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมของผู้ใช้ไฟฟ้าได้อย่างทันท่วงทีจะสามารถช่วยลดการสูญเสียพลังงาน ต้นทุนการผลิต และเพิ่มประสิทธิภาพของระบบการผลิตไฟฟ้าได้อย่างชาญฉลาด 

 

“สมาร์ทกริด” คืออะไร?

 

สมาร์ทกริด หรือที่เรียกกันในภาษาไทยว่า “โครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะ” สามารถจ่ายไฟฟ้าได้ในสองทิศทาง (ดูรูปที่ 1) ระหว่างผู้ผลิตและผู้ใช้ไฟฟ้า ซึ่งผู้ใช้ไฟฟ้าสามารถมีบทบาทในการผลิตไฟฟ้า รวมถึงเปิดโอกาสให้ผู้ใช้ไฟฟ้าสามารถบริหารจัดการการใช้พลังงานไฟฟ้าให้เหมาะสมกับวิถีชีวิตและพฤติกรรมการใช้ไฟฟ้าของตนเองได้อย่างมีประสิทธิภาพ

 

สมาร์ทกริดเป็นระบบโครงข่ายไฟฟ้าทำหน้าที่เชื่อมโยงความสามารถการผลิตไฟฟ้าของผู้ผลิตและความต้องการไฟฟ้าของผู้ใช้ไฟฟ้า ให้ระบบผลิตสามารถตอบสนองต่อความต้องการของผู้ใช้ โดยการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีระบบสื่อสารสารสนเทศ ระบบเซ็นเซอร์ ระบบเก็บข้อมูล และเทคโนโลยีทางด้านการควบคุมอัตโนมัติ ทําให้ระบบการผลิตไฟฟ้าสามารถรับรู้ข้อมูลสถานะความต้องการต่าง ๆ ในระบบมากขึ้น เพื่อใช้ในการตัดสินใจการผลิตอย่างอัตโนมัติ ซึ่งจะช่วยให้ระบบไฟฟ้ามีการดำเนินงานอย่างมีประสิทธิภาพมากที่สุด รวมทั้งลดค่าใช้จ่ายในการผลิตไฟฟ้าและผลกระทบทางสิ่งแวดล้อม ด้วยระบบการผลิตที่มีความน่าเชื่อถือ มีความยืดหยุ่น และมีเสถียรภาพมากที่สุด

 

ประโยชน์ของการใช้ “สมาร์ทกริด” ต่อภาคอุตสาหกรรม

 

เมื่อเทคโนโลยีสมาร์ทกริดถูกนำมาใช้งานจะทำให้ผู้ใช้ไฟฟ้าเกิดการรับรู้ข้อมูลการใช้ไฟฟ้าที่ไม่เคยตระหนักรู้เพิ่มขึ้น ยกตัวอย่างเช่น ผู้ใช้ไฟฟ้าจะทราบปริมาณการใช้ไฟฟ้าในแต่ละเดือนจากการจดมิเตอร์หรือจากใบแจ้งหนี้ค่าไฟฟ้า แต่เมื่อมีการติดตั้งสมาร์ทมิเตอร์จะทำให้ผู้ใช้ไฟฟ้าทราบปริมาณการใช้ไฟฟ้าในช่วงเวลาต่าง ๆ ได้ละเอียดมากขึ้น การนำข้อมูลดังกล่าวมาวิเคราะห์พฤติกรรมการใช้ไฟฟ้าจะช่วยให้ผู้ใช้ไฟฟ้าสามารถปรับเปลี่ยนพฤติกรรมการใช้ไฟฟ้าของตนเองไปสู่รูปแบบที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ทั้งในรูปแบบการลดความต้องการไฟฟ้าสูงสุดหรือการบริหารจัดการการใช้ไฟฟ้าในแต่ละช่วงเวลา

 

ประเทศไทยได้มีการดำเนินโครงการด้านสมาร์ทกริดไปบ้างแล้ว โดยเฉพาะโครงการนำร่องต่าง ๆ ในพื้นที่เมืองพัทยาและจังหวัดแม่ฮ่องสอน รวมทั้งมีการจัดทำแผนแม่บทการพัฒนาระบบโครงข่ายสมาร์ทกริดของประเทศไทย พ.ศ. 2558 – 2579 อย่างเป็นรูปธรรม ซึ่งหากระบบสมาร์ทกริดสามารถดำเนินงานได้อย่างเต็มรูปแบบแล้วนั้น เราจะสามารถพัฒนาประสิทธิภาพพลังงานได้อย่างเป็นระบบมากยิ่งขึ้น

Fig. 1      Present and future electric grids​

Why do we need “SMART GRID” technology?

 

The world’s electricity systems face many challenges, including ageing infrastructure, continued growth of electricity demand, increasing numbers of variable renewable energy and electric vehicles, improving security of supply and reducing carbon emissions. The traditional electric system is characterized by a “unidirectional” energy flow (see Fig. 1). Power plants generate electricity from many resources such as coal, oil, natural gas and renewables. Generated electricity is transmitted to the substations converting high to low voltage, which is suitable for application, and then distributed to the industrial, commercial and residential customers or end-users.

 

A challenge to reduce carbon emissions is an important driven factor in order to improve the electric grid. Production of more clean energy using renewable resources such as wind, solar, hydro and biomass is increasing. Among them, hydro and biomass are controllable sources, while wind and solar are only partially predictable availability. That makes difficult to balance energy production and consumption in real time. Therefore, the concept of smart grid technology is expected to radically change the customer’s behavior responding to deliver electricity more efficiency and cost-effectively, with lower carbon intensity.

 

What is “SMART GRID”?

 

Smart grid enables “bidirectional” flows of energy and uses two-way communication between the generators and consumers (see Fig. 1). The consumers can play a role in power generation, and manage the electricity uses regarding their lifestyle and behavior effectively.

 

A smart grid is and electricity network that uses to manage the transport of electricity from all generation sources to meet the varying electricity demand of customers. Applications of Information Communication Technology (ICT), sensors, storage system and automatic control technology allow the electricity system recognizing the demand, using to make decision generating electricity automatically. It co-ordinates the needs and capabilities of all generators, grid operators and customers to operate all parts of the system as efficiently as possible, minimizing cost and environmental impacts while maximizing reliability, resilience and stability of the system.

 

Benefits of using “SMART GRID” in the industry

 

The customers develop an awareness of electrical using information when smart grid is applied, for example they know amount of electricity consumption from the bill or metering each month, but the installation of smart meter, as Automatic Meter Reading (AMR), can help to monitor their uses in various periods. Analysis of such information can help to improve their usage behavior efficiently either to reduce the peak demand or manage electricity consumption.

 

Thailand has implemented pilot projects, especially in Pattaya and Mae Hong Son, and definitely developed Thailand Smart Grid Development Master Plan. If the smart grid system is fully developed, we will be able to develop energy efficiency systematically.

1. The International Telecommunication Union (ITU). “Boosting energy efficiency through smart grids”. Retrieved April 2, 2018, from https://www.itu.int/dms_pub/itu-t/oth/4B/01/T4B010000050001PDFE.pdf

 

2. Energy Policy and Planning Office, Ministry of Energy of Thailand. “Smart grid”. Retrieved April 5, 2018, from

http://www.thai-smartgrid.com/ 

 

3. International Energy Agency (IEA). “Technology Roadmap: smart grids”. Retrieved April 2, 2018, from https://www.iea.org/publications/freepublications/publication/smartgrids_roadmap.pdf

 

4. Kensington. “The Architecture of Electricity is Evolving: What does this mean for investors?”. Retrieved April 2, 2018, from http://www.kcpl.ca/the-architecture-of-electricity-is-evolving-what-does-this-mean-for-investors/

© 2018 Advance Industry Media Plus Co., Ltd. All Rights Reserved.​​

megatech magazine, industry 4.0 manufacturing, business matching

Advance Industry Media Plus Co., Ltd.
1104/339 Pattanakarn Road Suanluang, Suanluang, Bangkok, 10250 Thailand

Tel. +66 2136 1406-7

Fax. +66 2187 2899

www.aimplus.co.th   

info@aimplus.co.th​

Ms. Khemruji Pruankaewmanee

Tel: +66 2 136 1406-7
Email: khemruji@aimplus.co.th​

aimplus.co.th

Reader voices

Advertisers

Subscribe

ADVERTISE WITH US 

LINKS

FOLLOW US ON SOCIAL MEDIA

megatech magazine, industry 4.0 manufacturing, business matching
megatech magazine, industry 4.0 manufacturing, business matching
www.toyoda-tmsea.com