การจัดการพลังงานในไอแลนด์โหมดด้วยระบบ POWER CONTROL DEMAND RESPOND

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้มุ่งเน้นการจัดการพลังงานในไอแลนด์โหมดด้วยระบบ Power control demand respond ของอาคารปฏิบัติการ มหาวิทยาลัยราชภัฏกำแพงเพชร โดยนำหลักการจัดการด้านการใช้ไฟฟ้า (Demand response :DR) และระบบการบริหารจัดการพลังงาน (Building energy management system : BEMS) เพื่อวางแผนควบคุมการจ่ายไฟฟ้าแบบอัตโนมัติและตอบสนองความต้องการการใช้ไฟฟ้าระหว่างโหลดกับแหล่งจ่ายให้เหมาะสม ทำให้ลดต้นทุนในการสำรองไฟฟ้าในช่วงเวลา Peak period กับโหลดที่ใช้ภายในอาคาร ประกอบด้วย ไฟฟ้าแสงสว่าง พัดลมไอน้ำ ชุดลำโพงช่วยสอน โน๊ตบุ๊ค โปรเจคเตอร์และตู้เย็น จากการวิเคราะห์การใช้พลังงานไฟฟ้าของโหลดภายในอาคารปฏิบัติการ พบว่า ในช่วงเวลาหนึ่งวันมีการใช้พลังงานไฟฟ้าเท่ากับ 9.89 kWh ค่าความต้องการกำลังไฟฟ้าของโหลดเฉลี่ยตลอดวันเท่ากับ 0.41 kWh และความต้องการใช้งานไฟฟ้าสูงสุดของวันจำนวน 7 ชั่วโมง เกิดขึ้นเวลาประมาณ 08.30-12.00 น. และ 13.00-16.30 น มีค่าเฉลี่ยเท่ากับ 1.24 kWh ค่าความต้องการไฟฟ้าต่ำสุดของวันจำนวน 1 ชั่วโมง เกิดขึ้นเวลาประมาณ
12.00-13.00 น มีค่าเฉลี่ยเท่ากับ 0.22 kWh ทั้งนี้ผู้วิจัยได้นำหลักการของอัลกอลิทึมร่วมกับการพัฒนาชุดอุปกรณ์ควบคุม ด้วยบอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduino mega พบว่า การทำงานของระบบ Power control demand respond จะทำการตรวจสอบสภาวะของแหล่งจ่าย จากนั้นจะทำการตรวจสอบสภาวะความต้องการใช้งานไฟฟ้าของโหลด ถ้าไม่มีการใช้งานของโหลดระบบจะทำการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลมเก็บไว้ที่แบตเตอรี่สำรอง หากมีการใช้งานของโหลดระบบจะทำการจ่ายไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์เป็นลำดับแรก ถ้าโหลดยังมีความต้องการใช้ไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเกินกำลังของแหล่งจ่ายจากพลังงานแสงอาทิตย์ ระบบจะทำจ่ายไฟฟ้าจากพลังงานลมเป็นลำดับที่สอง ถึงกระนั้นถ้าโหลดยังมีความต้องการใช้ไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเกินกำลังของแหล่งจ่ายทั้งสองที่กล่าวมา ระบบจะทำการตรวจสอบไฟฟ้าจากแบตเตอรี่สำรองเพื่อจ่ายให้กับโหลด ซึ่งถ้าโหลดมีความต้องการใช้ไฟฟ้ามากกว่าแหล่งจ่ายไฟฟ้าทั้งสาม ระบบจะทำการจ่ายไฟจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล และแสดงข้อความแจ้งเตือนให้ทำการปิดโหลดตามเงื่อนไขความจำเป็นใช้งาน หากไม่ทำการปิดโหลดระบบจะแสดงผลโอเวอร์โหลดทันที ในการบริหารจัดการพลังงานในไอแลนด์โหมดด้วยพลังงานเลือกทั้ง 4 แหล่งจ่าย สามารถเปิดใช้งานโหลดครบทุกอุปกรณ์ 5 ชั่วโมงต่อเนื่อง ใช้กำลังไฟฟ้ารวมจากแหล่งจ่ายทั้งหมดเท่ากับ 6.91 kWh โดยใช้กำลังไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ 1.76 kWh พลังงานลม 0.68 kWh แบตเตอรี่สำรอง 3.60 kWh และเครื่องผลิตไฟฟ้าจากน้ำมันดีเซล 6.91 kWh เมื่อโหลดมีการใช้งานเพิ่มขึ้นในชั่วโมงที่หก ชุดอุปกรณ์ควบคุมไมโครคอนโทรลเลอร์ทำการประมวลผลสามารถใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าได้แก่ หลอดไฟ โปรเจคเตอร์ ลำโพงช่วยสอน และเครื่องคอมพิวเตอร์แบบพกพาให้เพียงพอต่อแหล่งจ่าย ทั้งนี้หากมีการเพิ่มขนาดแผงโซลาร์เซลจากเดิมเป็น 4.25 kw จะทำให้สามารถใช้งานกับโหลดทุกชนิดอุปกรณ์ได้ต่อเนื่องจำนวน 7 ชั่วโมง สามารถนำไปสู่การประหยัดพลังงานจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลร้อยละ 15.92