สาระน่ารู้

ระบบบริหารจัดการพลังงาน (Energy Management System: EMS)

          หมายถึง ระบบที่มีการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด ซึ่งจะต้องมีการออกแบบและวางแผนการในการควบคุมให้การผลิต การส่งพลังงาน รวมถึงใช้พลังงานที่เหมาะสม  โดยจะต้องมีการศึกษาการใช้พลังงานอย่างถูกวิธี ซึ่งหัวใจของการจัดการพลังงานคือการใช้พลังงานให้น้อยที่สุดแต่บรรลุวัตถุประสงค์ตามความต้องการครบทุกประการ
ระบบบริหารจัดการพลังงานจะประกอบด้วยด้วยอุปกรณ์ต่างๆที่ร่วมกันทำงาน ดังนี้
1.อุปกรณ์ตรวจวัด (Sensor)
2.สมาร์ทมิเตอร์ (Smart meter)
3.ระบบควบคุมอุปกรณ์ไฟฟ้าอัตโนมัติ (Actuator หรือ Controller)
ซึ่งมีการเชื่อมต่อ สั่งการ และใช้งานด้วยระบบเทคโนโลยีและสารสนเทศ (Information technology: IT) โดยอาจมีการติดตั้งระบบผลิตไฟฟ้าอย่างเช่นพลังงานแสงอาทิตย์ หรือติดตั้งระบบกักเก็บพลังงานร่วมด้วยเพื่อการบริหารจัดการการใช้ไฟฟ้าเป็นไปอย่างเกิดประโยชน์สูงสุด
ตามแผนแม่บทการพัฒนาระบบโครงข่ายไฟฟ้าสมาร์ทกริด พ.ศ. 2558 – 2579 ซึ่งจะเน้นระบบบริหารจัดการพลังงานในด้านของผู้ใช้ไฟฟ้าเป็นหลัก ดังนี้ ระบบบริหารจัดการพลังงานในบ้าน (Home Energy Management System: HEMS)  ระบบบริหารจัดการพลังงานในอาคาร (Building Energy Management System: BEMS)และระบบการจัดการพลังงานในโรงงานอุตสาหกรรม (Factory Energy Management System: FEMS)
แต่ในบทความนี้จะพูดพูดถึงแค่ระบบ BEMS เท่านั้น

ระบบบริหารจัดการพลังงานในอาคาร (Building Energy Management System: BEMS)
คือระบบที่ช่วยในการจัดการ ควบคุม และติดตามระบบพลังงานต่างๆ ภายในอาคาร ทั้งระบบปรับอากาศ ระบบไฟแสงสว่าง และอื่นๆ โดยจะรวบรวมข้อมูลที่ตรวจวัดในส่วนต่างๆ มาประมวลผล และส่งข้อมูลที่จำเป็น ให้ผู้ควบคุมระบบของอาคารเข้าใจถึงการลักษณะการใช้พลังงานในอาคาร อันจะเป็นประโยชน์ในการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานภายในอาคารต่อไป เนื่องจากอาคารประกอบด้วยระบบต่างๆ เพิ่มเติมขึ้นมาจากบ้านเรือนทั่วไป ระบบ BEMS จึงมีความซับซ้อนมากกว่า HEMS
โดยทั่วไปแล้ว อาคารพาณิชย์ในประเทศไทยนั้นจะใช้พลังงานไฟฟ้าส่วนมากไปกับระบบปรับอากาศ BEMS จึงมักจะประกอบด้วยส่วนหลักๆ ดังต่อไปนี้
การควบคุมระบบปรับอากาศ ระบบทำความร้อนและระบายอากาศ (Heating, Ventilation, and Air Conditioning: HVAC) ระบบควบคุมแสงสว่างในอาคาร การรวบรวมข้อมูลจากสมาร์ทมิเตอร์ การควบคุมการทำงานของอุปกรณ์กักเก็บพลังงานในอาคาร เป็นต้น นอกจากนี้ เพื่อความสามรถรองรับเทคโนโลยีในอนาคต อาจมีการติดตั้งสถานีชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าไว้ในอาคาร เพื่อรองรับการใช้งานรถยนต์ไฟฟ้าของผู้ที่อาศัยหรือทำงานอยู่ภายในอาคาร ดังนั้นฺ BEMS บางระบบจึงต้องสามารถควบคุมการทำงานของสถานีชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าได้ด้วย


อาคารพาณิชย์ที่มีขนาดใหญ่ เช่น ห้างสรรพสินค้า หรือสำนักงานใหญ่ เป็นต้น มีศักยภาพในการดำเนินการตอบสนองด้านโหลด BEMS เป็นระบบที่สามารถนำมาใช้เพื่อรองรับการตอบสนองด้านโหลดแบบอัตโนมัติได้ 
การตอบสนองด้านโหลดในรูปแบบที่ไม่อัตโนมัติ (Manual Demand Response) สามารถดำเนินการได้ทันทีโดยไม่ต้องอาศัยการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์หรือระบบต่างๆ แต่อาศัยการสื่อสารระหว่างบุคคลแทน อย่างไรก็ตาม การนำ BEMS เข้ามาประยุกต์ใช้ในอาคารจะเพิ่มขีดความสามารถให้การดำเนินการตอบสนองด้านโหลดสามารถเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นผ่านการตอบสนองด้านโหลดแบบกึ่งอัตโนมัติ (Semi-automated Demand Response) หรืออัตโนมัติ (Full-automated Demand Response) ตัวอย่างเช่น หน่วยงานด้านการไฟฟ้าสั่งการให้มีการดำเนินการตอบสนองด้านโหลดผ่านทางระบบควบคุมการตอบสนองด้านโหลดแบบอัตโนมัติ ระบบดังกล่าวจะสั่งงานโดยตรงไปยัง BEMS ของอาคาร โดย BEMS จะประเมินความสามารถในการตอบสนองด้านโหลดของอาคารว่ามีมากน้อยเพียงใดและสื่อสารกลับไปยังระบบควบคุมการตอบสนองด้านโหลดของการไฟฟ้า BEMS ซึ่งรวบรวมการสั่งการระบบต่างๆ ในอาคารไว้จะสื่อสารต่อไปยังระบบต่างๆ ให้ลดหรือปิดการใช้งานต่อไปตามเงื่อนไขที่กำหนดไว้ในระบบ ดังนั้น ระบบ BEMS จะลดความเกี่ยวข้องของบุคคลในกระบวนการตอบสนองด้านโหลดไปได้เป็นอย่างมาก ส่งผลให้การสั่งการการตอบสนองด้านโหลดสามารถทำได้ในกรอบเวลาที่สั้นลง


 
ประโยชน์ของระบบบริหารจัดการพลังงาน
1. Energy Cost Saving ลดค่าใช้จ่ายด้านพลังงานทันที 5-10% และสามารถวางแผนลดต้นทุนด้านพลังงานในระยะยาวมากกว่า 50% ลดค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานมากกว่า 20%
 
2. Oparation Cost Saving ลดค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานของอาคารลงมากกว่า 20% จากการทำ Process Improvement และการรวมระบบควบคุมต่างๆมาเป็นระบบเดียว อีกทั้งยังลดความยุ่งยากและระยะเวลาในการดำเนินการเนื่องจากปัญหาที่ต้องใช้บุคคลากรจำนวนมาก
 
3. พนักงานทุกคนมีส่วนร่วมในการลดการใช้พลังงานขององค์กรผ่านทาง Smart device ต่างๆอาทิ คอมพิวเตอร์ Smart phone และ tablet ประเมินผลได้อย่างชัดเจน
 
4. สนับสนุนการนำผลการใช้พลังงานมาเป็นตัวประเมินประสิทธิภาพการบริหารงานขององค์กร รองรับพลังงานสีเขียว
 
5. รองรับการเชื่อมต่อกับ Green Technology รูปแบบต่างๆ อาทิ Solar Roof,สถานีรถพลังงานไฟฟ้าและพลังงานทดแทนอื่นๆ
 
อย่างไรก็ตาม เมื่อ HEMS/BEMS/FEMS หลายระบบเหล่านี้ถูกนำมาประกอบรวมเข้าเป็นระบบใหญ่ ผ่านการเชื่อมต่อข้อมูลสื่อสารถึงกัน และมีการควบคุมการทำงานร่วมกัน HEMS/BEMS/FEMS ก็จะกลายเป็นส่วนหนึ่งของระบบสมาร์ทกริดซึ่งมีเป้าหมายในการทำให้ส่วนต่างๆ ทำงานสอดประสานกันอันจะนำไปสู่การใช้งานระบบโครงข่ายไฟฟ้าหลักในภาพใหญ่ได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด นอกจากนี้ยังสามารถนำไปสู่ประโยชน์ด้านอื่นๆ ที่ตามมาได้ ไม่ว่าจะเป็นการประหยัดพลังงานและการเพิ่มประสิทธิภาพการบริหารจัดการพลังงานในภาพรวม การเพิ่มปริมาณการใช้พลังงานหมุนเวียนให้ได้มากที่สุด การรักษาความเชื่อถือได้ของระบบไฟฟ้า การรักษาคุณภาพไฟฟ้า การทำให้โครงสร้างพื้นฐานที่มีอยู่สามารถตอบสนองต่อโหลดต่างๆ ที่เพิ่มเข้ามาในอนาคตได้อย่างเหมาะสมและมีประสิทธิภาพ
นอกจากนี้ HEMS/BEMS/FEMS ยังมีส่วนสำคัญในการทำให้การรองรับการส่งคำสั่งอัตโนมัติต่างๆ จากหน่วยงานด้านการไฟฟ้ามายังผู้ใช้ไฟฟ้า เช่น สัญญาณสภาวะฉุกเฉินด้านความมั่นคงของระบบ (Reliability Signal) สัญญาณราคาในภาวะวิกฤติ (Critical Peak Pricing: CPP) รวมถึงสนับสนุนการติดต่อแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างกับระบบเซิร์ฟเวอร์ของผู้ดูแลระบบโครงข่ายไฟฟ้าในการซื้อขายแลกเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้า ระบบเหล่านี้สามารถทำให้เกิดการการบริหารจัดการพลังงานไฟฟ้าแบบอัตโนมัติในระบบใหญ่ทั้งระบบได้ โดยสามารถบริหารจัดการทรัพยากรพลังงานตั้งแต่ด้านแหล่งผลิตไฟฟ้าไปจนถึงด้านโหลดไฟฟ้าได้อย่างครบถ้วน นอกจากนี้ ยังทำให้เกิดการควบคุมสั่งการที่เป็นลำดับชั้นตั้งแต่ ระบบบริหารจัดการพลังงานของการหน่วยงานด้านไฟฟ้า ระบบ SCADA ของระบบส่งไฟฟ้าและระบบจำหน่ายไฟฟ้า ระบบ SCADA ของระบบไมโครกริด ต่อเนื่องลงมาจนถึง HEMS/BEMS/FEMS ที่จะสั่งการสุดท้ายต่อไปยังแต่ละอุปกรณ์
 
ขอบคุณที่มาจาก >>
http://www.thai-smartgrid.com
http://www.siamgreenergy.com/energy-management-system.php