Breaking News
Home / ข่าวไอที / โรงไฟฟ้าเสมือน

โรงไฟฟ้าเสมือน

โรงไฟฟ้าเสมือน
โตชิบาเร่งพัฒนาประสิทธิภาพโรงไฟฟ้าเสมือนด้วยเทคโนโลยี IoT และปัญญาประดิษฐ์
Virtual หรือ โลกเสมือน เป็นคำที่เราได้ยินกันบ่อยๆ ในช่วงไม่กี่ปีมานี้ เช่น Virtual Reality – ความจริงเสมือน ซึ่งเป็นการจำลองสภาพแวดล้อมจริงที่สามารถตอบสนองกับผู้ใช้ได้ หรือ Virtual Currency – สกุลเงินเสมือนอย่าง บิทคอยน์ (Bitcoin) และในตอนนี้ โลกเสมือนก็ได้ก้าวเข้ามาสู่โลกของพลังงานแล้ว นั่นก็คือการพัฒนาโรงไฟฟ้าเสมือน (Virtual Power Plant: VPP) ซึ่งกำลังได้รับความสนใจเป็นอย่างมาก
โรงไฟฟ้าเสมือนคืออะไร
โดยธรรมชาติแล้ว ปริมาณไฟฟ้าที่ผลิตจะต้องเท่ากันกับปริมาณไฟฟ้าที่ใช้ นั่นหมายความว่าบริษัทพลังงานทั้งหลายที่ดูแลเรื่องการผลิต การส่ง และการกระจายพลังงานไฟฟ้าจะต้องคอยปรับเพิ่ม-ลดปริมาณการผลิตให้เพียงพอต่อการบริโภคตามที่คาดการณ์ไว้ และคอยรักษาสมดุลระหว่างค่าอุปสงค์และอุปทานซึ่งมีการเปลี่ยนแปลงอยู่เสมอ เพราะหากเกิดความผิดพลาดก็อาจจะทำให้เกิดไฟฟ้าขัดข้องได้  https://www.youtube.com/watch?v=u6PUYTmGCYs
แน่นอนว่าบริษัทที่ดำเนินงานด้านพลังงานย่อมต้องมีความเชี่ยวชาญในการจัดการปริมาณ อุปสงค์-อุปทานสำหรับการผลิตอยู่แล้ว แต่ก็มีค่าใช้จ่ายสูงในการเปิดระบบให้ทำงานอยู่ตลอดเวลา เพราะไฟฟ้าเป็นสาธารณูปโภคที่ต้องดำเนินงานโดยมีกำลังการผลิตสำรองอยู่เสมอ เพื่อรองรับการใช้พลังงานในช่วงเวลาที่มีความต้องการใช้งานสูงเกินกำลังการผลิตปกติ เช่น ในช่วงฤดูร้อน หรือยามเกิดพายุหิมะ ตามข้อกำหนดขององค์กร Energy Information Administration แห่งสหรัฐอเมริกากำหนดไว้ว่า ผู้ผลิตสาธารณูปโภคด้านพลังงานจะต้องมีกำลังสำรองไว้ 13-15%* และบริษัทส่วนใหญ่ก็มีกำลังสำรองสูงเกินกว่านั้นอีก ซึ่งเป็นพลังงานปริมาณมหาศาลที่แทบไม่ถูกใช้งานเลยในยามปกติ แต่ก็ยังต้องมีการดูแลรักษาอยู่ตลอดเวลาเพื่อที่จะสามารถนำมาใช้ได้ทันที การรักษากำลังการผลิตสำรองนี้จึงเป็นกรรมวิธีที่มีค่าใช้จ่ายสูงและไม่มีประสิทธิภาพ เพื่อแก้ปัญหาความมั่นคงทางพลังงาน ขณะเดียวกันก็ลดผลกระทบต่อภาวะโลกร้อน รวมถึงลดค่าใช้จ่ายให้ต่ำลง พลังงานหมุนเวียนคือแนวทางแก้ปัญหา
ภาพใบพัดหมุนวนของกังหันลม และแสงสะท้อนจากแผงโซลาร์เซลล์บนหลังคาบ้านกลายเป็นสิ่งที่เราเห็นกันจนชินตาในทุกวันนี้ ซึ่งภาพเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงความก้าวหน้าด้านการพัฒนาประสิทธิภาพและต้นทุนที่ลดต่ำลงในการใช้พลังงานหมุนเวียนในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา แบตเตอรี่กักเก็บพลังงานและปั๊มความร้อนก็มีการใช้อย่างแพร่หลายมากขึ้น จำนวนรถยนต์ไฟฟ้าบนท้องถนนก็เพิ่มขึ้นทุกวัน เป็นหลักฐานชี้ให้เห็นว่า แหล่งผลิตและกักเก็บพลังงานไฟฟ้านั้นอยู่รอบตัวเรา ทำให้เส้นแบ่งระหว่างผู้ผลิตกับผู้บริโภคนั้นไม่ได้ชัดเจนเหมือนเดิม เพราะในสมัยนี้ ผู้บริโภคไม่ใช่เพียงผู้ใช้ไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าเพื่อใช้งานได้เอง และหากผลิตได้เกินความต้องการก็ยังสามารถนำไปขายได้อีกด้วย
สำหรับผู้ที่สนับสนุนการใช้พลังงานหมุนเวียน พลังงานที่ผลิตได้เกินนั้นถือเป็นสิ่งที่ดี เพราะสามารถรวบรวมพลังงานส่วนเกินนั้นมาเข้าสู่ระบบ เพื่อเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพและลดค่าใช้จ่ายด้วยกรรมวิธีที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม
อย่างไรก็ตาม พลังงานหมุนเวียนก็ยังมีข้อเสีย เพราะความจริงแล้วพลังงานควรจะถูกส่งเข้าสู่ระบบเมื่อมีความต้องการเท่านั้น แต่แผงโซลาร์เซลล์ไม่สามารถทำงานได้ในตอนกลางคืน แถมกำลังผลิตก็ยังตกลงในวันที่มีเมฆมาก ส่วนกังหันลม ถ้าไม่มีลมก็ผลิตกำลังไฟฟ้าไม่ได้ ดังนั้นผลิตผลจากพลังงานหมุนเวียนจึงทั้งไม่สม่ำเสมอและเอาแน่เอานอนไม่ได้ ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้มันยังไม่ถูกนำมาใช้งานอย่างแพร่หลายมากกว่านี้ ซึ่งโรงไฟฟ้าเสมือน หรือ VPP จะเข้ามาแก้ปัญหาในจุดนี้ได้
VPP คือการใช้เทคโนโลยีขั้นสูงเพื่อการจัดการแหล่งพลังงานที่มีอยู่กระจัดกระจายให้รวมเข้ามาเป็นเครือข่ายเดียวกัน ซึ่งก็คือโรงไฟฟ้าเสมือนนั่นเอง และใช้เทคโนโลยี IoT กับ AI ในการรวบรวมผลิตผล รวมถึงควบคุมการเชื่อมต่อกับระบบ เมื่อได้รับการควบคุมและดำเนินการโดย VPP แหล่งผลิตพลังงานขนาดเล็กที่กระจัดกระจายก็ถูกนำมาจัดการอย่างมีประสิทธิภาพ ทั้งในการดูดซับอุปทานส่วนเกินจากการผลิต และส่งออกในช่วงที่ขาดแคลน โรงไฟฟ้าเสมือนจึงเป็นแนวทางแก้ปัญหาทั้งในส่วนของภาคการผลิตและในด้านอุปสงค์
เพื่อที่จะดำเนินการจัดการได้อย่างราบรื่น โรงไฟฟ้าเสมือนจะต้องมีความสามารถในการควบคุมอุปกรณ์การผลิตและเครื่องมือควบคุมกระแสไฟฟ้าที่มีอยู่กระจัดกระจายได้แบบ real-time ผ่านเทคโนโลยี IoT ที่จะคอยช่วยสังเกตการณ์และควบคุมอุปกรณ์ต่างๆ แบบทางไกล พร้อมทั้งใช้องค์ความรู้จาก AI ในการคาดการณ์ปริมาณไฟฟ้าที่ผลิตได้จากพลังงานทดแทนและปริมาณความต้องการใช้ไฟฟ้าของผู้บริโภค ซึ่งทั้งหมดนี้คือ หน่วยการสร้างเพื่อการปรับเพิ่ม-ลดปริมาณอย่างละเอียดและแม่นยำ ทำให้เกิดการผลิตที่ไม่มีของเสีย นอกจากนี้ ยังมีส่วนช่วยในการลดปัญหาด้านพลังงานที่หนักหน่วงที่สุดในปัจจุบัน คือ การลดปริมาณคาร์บอน (Decarbonization) เพื่อลดการเกิดก๊าซเรือนกระจก
นอกจากนี้ ความสามารถของโรงไฟฟ้าเสมือนยังก้าวไกลไปมากกว่านั้น เมื่อทำงานร่วมกับระบบจัดการพลังงานตามไซต์งานของผู้บริโภค โรงไฟฟ้าเสมือนสามารถสร้างและสนับสนุนการทำงานของบริการนวัตกรรมต่างๆ ได้ด้วย ตัวอย่างเช่น พลังงานที่ไม่ได้ถูกใช้งานอันเป็นผลมาจากแรงจูงใจทางด้านอุปสงค์ จะถูกมองว่ามีมูลค่าเทียบเท่ากับพลังงานที่ผลิต โดยมีหน่วยวัดเป็น “เนกะวัตต์ (Negawatt)” ซึ่งโรงไฟฟ้าเสมือนสามารถที่จะกระตุ้นให้เกิดการสร้างและควบคุมดูแลปริมาณเนกะวัตต์ได้
ภายในปี พ.ศ. 2564 ตลาดโรงไฟฟ้าเสมือนใหม่จะถูกสร้างขึ้นอย่างแพร่หลาย
เช่นเดียวกับโรงไฟฟ้าเสมือน เนกะวัตต์เองก็กำลังเป็นที่สนใจอย่างมาก ไม่เพียงเพราะเนกะวัตต์สร้างแรงจูงใจให้ผู้บริโภคใช้ไฟฟ้าลดลงเท่านั้น แต่ยังเป็นเพราะปริมาณที่ลดลงไปนี้สามารถนำไปแลกเปลี่ยนเป็นสินค้าโภคภัณฑ์อื่นๆ ได้ และบริษัทที่สร้างเนกะวัตต์ได้มากก็สามารถขายให้กับบริษัทอื่นได้ด้วย โดยในเวลานี้ มีโครงการนำร่องเกี่ยวกับโรงไฟฟ้าเสมือนเกิดขึ้นมากมายในหลายประเทศทั่วโลก ทั้งในสหรัฐอเมริกา ยุโรป และญี่ปุ่น ซึ่งหลายโครงการเริ่มขึ้นตั้งแต่ในปี พ.ศ. 2560 โดยมีเป้าหมายในการสร้างตลาดพลังงานโรงไฟฟ้าเสมือนอย่างเต็มรูปแบบได้ภายในปี พ.ศ. 2564
การแลกเปลี่ยนเนกะวัตต์มักได้รับการสนับสนุนจากตัวแทนที่ทำงานเกี่ยวกับไฟฟ้าเพื่อการสาธารณูปโภค และลูกค้าที่ทำโรงงาน ซึ่งมีการใช้พลังงานไฟฟ้าสูง เมื่ออุปทานเริ่มลดต่ำ ก็จะมีการเสนอตัวเงินเป็นแรงจูงใจในการลดการใช้งานและดึงอุปสงค์ลง ซึ่งวิธีการนี้จะช่วยลดแรงกดดันทางฝั่งผู้ผลิต และยังเป็นการประหยัดพลังงานในรูปแบบของเนกะวัตต์ ซึ่งในตลาดที่เติบโตเต็มที่แล้ว ก็จะมีความเป็นไปได้ที่เราจะสามารถซื้อไฟฟ้าที่ผลิตจากแหล่งพลังงานหลากหลายรูปแบบ รวมถึงแหล่งผลิตต้นทุนต่ำจากผู้บริโภคด้วยกันเอง
ในช่วงทศวรรษ ค.ศ. 2020s ที่คาดว่าตลาดพลังงานใหม่นี้จะมีการเติบโตอย่างรวดเร็วนี้ โรงไฟฟ้าเสมือนจะทำหน้าที่จัดการแหล่งพลังงานที่มีอยู่อย่างกระจัดกระจาย ศักยภาพของโรงงานผลิตไฟฟ้าขนาดเล็กที่กระจัดกระจายอยู่ทั่วไปทั้งตามออฟฟิศสำนักงาน โรงงานและอาคารบ้านเรือน รวมถึงรถไฟฟ้าจะมีมากมายมหาศาล และในอนาคต โรงไฟฟ้าเสมือนจะกลายเป็นส่วนสำคัญที่ขาดไม่ได้ในการเข้าสู่สังคมไร้คาร์บอนโดยสมบูรณ์
*ข้อมูลอ้างอิง จากองค์กร Energy Information Administration สหรัฐอเมริกา https://www.eia.gov/todayinenergy/detail.php?id=6510 
——————————
What is VPP? Invisible Power Plant in Action
Toshiba Advances Virtual Power Plant Capabilities with AI and IoT Technologies
Virtual is a word we’ve come to hear more frequently in recent years. There’s virtual reality, which simulates interactive environments, and there are virtual currencies, like Bitcoin, unregulated digital money. Now virtual is reaching into the world of energy, and we are seeing the development of virtual power plants, VPP as they are known. And they are attracting a lot of attention.
So, just what is a VPP?
By its very nature, the amount of electricity generated is the same as the amount consumed. That means that the power companies that handle the generation, transmission and distribution of electric power are constantly adjusting output levels to meet anticipated consumption, and to maintain a dynamic balance between supply and demand. If those efforts fail, and supply becomes unstable, power outages result., https://www.youtube.com/watch?v=u6PUYTmGCYs
Of course, utility companies are adept at managing supply—but it comes at a cost. To keep the grid up and humming at all times, utilities operate with a reserve margin of capacity—power plants that exist to provide power at times when peak demand exceed capacity (think hot summer days or winter storms). In the US, according to the U.S. Energy Information Administration, most utilities target a reserve margin of 13 to 15%*, and most have more than that. That’s a lot of capacity that goes unused most of the time but that must be maintained and ready to come on line, and as a result, maintaining supply at the margin is an expensive and inefficient process.
For many of the people grappling with the problem of how to secure stable energy while also mitigating the effects of climate change and reducing costs, renewables are the way forward.
Wind turbines and their almost hypnotic blades are today a familiar sight, as are glittering solar panels on the roofs of residential streets; reminders of the efficiency improvements and cost reductions renewables have achieved in the last decade. More recently, storage batteries and heat pumps have found wider use, and the number of e-vehicles on the road grows every day. As a result, mechanisms for generating and storing electricity are scattered all around us, and this is blurring lines. Consumers no longer just use electricity, they can also generate it—and even produce a surplus for sale.
For proponents of renewables, that surplus points the way forward. Harness surplus renewable energy, the argument goes, and bring it into the grid. Improve efficiency and lower costs with a green solution.
However, power has to be fed into the grid when it is needed, and that is the downside to renewables. Solar doesn’t work at night, and its output falls on cloudy days, and when the wind doesn’t blow, wind turbines are still. The output of renewables is uneven and uncertain, factors that have held back their adoption. But now there is a way forward, the VPP.
A VPP brings advanced energy management technologies to dispersed energy generation sources. It bundles them together in a network—that’s the virtual plant—and applies IoT and AI to aggregating output and controlling their connection to the grid. In combination and managed by a VPP, small, isolated power generation points can be used in load-leveling, to absorb excess supply from renewables, and to deliver supply during shortages. The VPP is a solution that solves problems on both the generation side and the demand side.
To carry out these management functions, a VPP has to be capable of smooth control of numerous distributed power generation facilities and power storage facilities in real time. That’s achieved with IoT technologies to monitor and remotely control the equipment and devices, and AI know-how that can deliver accurate forecasts of power generation from renewables and of consumer demand. These are the building blocks. Used to realize fine adjustments and no-waste generation, they will also contribute to one of our most pressing concerns, the decarbonization of society.
The capabilities of VPP extend even further. Used in combination with energy management systems at consumer sites, VPP can create and support innovative services. For instance, power that is not consumed as a result of incentives on the demand side, is seen as having the same value as power that is generated, and is measured as a “negawatt.” VPP can stimulate realization of negawatts, and manage them.
 
In 2021 a new VPP market will be created
Like VPP, negawatts are attracting attention, not only because negawatt incentives encourage consumers to use less electricity, but also because the reductions they secure can be traded as commodities; companies that realize negawatts can sell them to other companies on an exchange. Pilot schemes are underway around the world, in the US and the EU, and Japan, where test projects were initiated in fiscal year 2017, aims to have a full-scale market up and running by 2021.
Negawatt trading is typically promoted by aggregators who work with electric utilities and customers such as factories—large power consumers. When supply looks tight, they offer customers monetary incentives to cut use and reduce demand, a process known as demand response. This eases pressure on the suppliers and also saves electricity as negawatts. In a fully realized market, it will become possible to buy electricity generated from all kinds of power supply sources, including low cost generation by consumers.
As the 2020s progress and this new energy supply market grows, VPP will play the role of managing and using widely distributed power sources. The potential of numerous small-scale generation facilities, widely dispersed in offices, factories and homes, and even electric cars, is immense. In the new future, VPP will have an indispensable part to play in realizing a decarbonized society.
*U.S. Energy Information Administration, https://www.eia.gov/todayinenergy/detail.php?id=6510
No tags for this post.

Related posts

About ข่าวไอที 24 ชั่วโมง

ข่าวไอที 24 ชั่วโมง ข่าวไอที ข่าว IT ข่าวเทคโนโลยี สินค้าไอทีมาใหม่ รีวิวสินค้าไอที

Check Also

เอชพี ยกระดับอุตสาหกรรมสิ่งทอ ในไทยและเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ เปิดตัวเครื่องพิมพ์ดิจิทัล HP STITCH S จุดประกายวงการแฟชั่น ชุดกีฬา ป้ายโฆษณา และออกแบบตกแต่งภายใน

เอชพี ยกระดับอุ …

%d bloggers like this: