เรามักจะเคยได้ยินกันมาว่า หม้อแปลงไฟฟ้ามีหน้าที่แปลงกระแสไฟฟ้าแรงสูงจากเสาไฟฟ้าให้เป็นกระแสไฟฟ้าแรงต่ำเพื่อส่งไปตามบ้านเรือนและสามารถนำไปใช้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้านได้ แต่รู้ไหมว่า ในปัจจุบันมีงานวิจัยที่พัฒนาให้หม้อแปลงไฟฟ้าทำงานได้ชาญฉลาดยิ่งขึ้นกว่าเดิม โดยสามารถคำนวณได้ว่าแต่ละอาคารนั้นใช้ไฟฟ้าเท่าไหร่ แล้วจึงส่งข้อมูลไปยังแหล่งจ่ายไฟฟ้าเพื่อประมวลผล จากนั้นจึงกำหนดปริมาณกระแสไฟฟ้าให้เพียงต่อความต้องการของอาคารนั้นๆ ซึ่งจะช่วยประหยัดพลังงานไฟฟ้าได้อย่างยั่งยืนเนื่องจากแหล่งจ่ายไฟฟ้าจะจ่ายกระแสไฟตามปริมาณความต้องการที่เพียงพอ

งานวิจัยแห่งนวัตกรรม

หม้อแปลงไฟฟ้าอัจฉริยะเป็นผลงานของสถาบันวิจัยและพัฒนาพลังงานนครพิงค์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ ร่วมกับ บริษัท เจริญชัยหม้อแปลงไฟฟ้า จำกัด ได้รับทุนสนับสนุนจากสำนักงานนวัตกรรมแห่งชาติ (องค์การมหาชน) ให้ดำเนินงานวิจัยหม้อแปลง Low Carbon และระบบบริหารจัดการพลังงานทดแทน Solar กับ Energy Storage ด้วยโปรแกรม Sustainable Green Energy Management System ภายใต้โครงการ “Low Carbon Transformer ระบบจัดการหม้อแปลงไฟฟ้า เพื่อรองรับพลังงานสะอาดอย่างมั่นคง Net Zero, Demand Response และ Saving Energy”

ดร.พฤกษ์ อักกะรังสี จากสถาบันวิจัยและพัฒนานครพิงค์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ ผู้ทำวิจัย อธิบายถึงความพิเศษของหม้อแปลงไฟฟ้าที่ต่างจากหม้อแปลงไฟฟ้าทั่วไปว่า “หม้อแปลงมีหน้าที่แปลงกระแสไฟฟ้าแรงสูงเป็นกระแสไฟฟ้าแรงต่ำเพื่อนำไปใช้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าทั่วไป แต่หม้อแปลงไฟฟ้าอัจฉริยะจะสามารถประมวลผลได้ เช่น ขณะนี้ไฟฟ้าผ่านอยู่เท่าไหร่ จำเป็นต้องมีการบำรุงรักษาหรือไม่ หรือมีการทำงานที่ผิดปกติบ้างไหม นอกจากนี้ ยังสามารถตรวจสอบการใช้ไฟภายในอาคารและผู้ใช้ไฟฟ้าทั้งหมดภายในอาคาร แล้วนำไปประมวลผล เช่น การทำนาย การเฝ้าระวัง การป้องกัน ตลอดจนการบำรุงรักษา”

ดร.พฤกษ์ อักกะรังสี (ภาพจาก : คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่)

ข้อมูลคือองค์ประกอบสำคัญ

การทำงานของหม้อแปลงอัจฉริยะมีองค์ประกอบที่สำคัญคือ ข้อมูล ซึ่งต้องมีเซ็นเซอร์คอยส่งผ่านข้อมูลต่าง ๆ เช่น ปริมาณไฟฟ้า ความต่างศักย์ไฟฟ้า คุณภาพไฟฟ้า ฯลฯ ทั้งนี้ เซ็นเซอร์ที่ส่งผ่านข้อมูลของหม้อแปลงชุดนี้มีความสามารถพิเศษคือ สามารถประมวลผลไฟฟ้าด้านนอกกับไฟฟ้าด้านใน เช่น โวลต์ ความต่างศักย์ ความผิดปกติต่าง ๆ โดยชุดข้อมูลที่มีจำนวนมากจะสามารถประมวลผลเป็นพฤติกรรมของการใช้ไฟฟ้าได้อย่างแม่นยำ 

อย่างไรก็ตาม เจ้าหม้อแปลงไฟฟ้าที่ว่า มีการจัดการพลังงานไฟฟ้ามาจาก 3 แหล่ง ได้แก่ ไฟฟ้าจากสายส่ง Grid ไฟฟ้าจากระบบพลังงานแสงอาทิตย์หรือโซลาร์ และไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ ซึ่งหากมีพลังงานสะอาดที่เพียงพอ หม้อแปลงนี้จะจัดการพลังงานหรือใช้พลังงานหลักจากแสงอาทิตย์ก่อน และพลังงานแสงอาทิตย์ส่วนเกินจะถูกเก็บไว้ในแบตเตอรี่ เมื่อไหร่ก็ตามที่ต้องการดึงพลังงานจาก Grid มาใช้ มันจะจ่ายพลังงานแบตเตอรี่ซึ่งเป็นพลังงานสะอาดที่เก็บไว้มาใช้ก่อน ดังนั้น ในบางวันหรือบางช่วงเวลา เราอาจจะไม่ใช้พลังงานจาก Grid มาเลยก็ได้

“ถ้าเปรียบหม้อแปลงเป็นพ่อบ้านของทุกอาคารในประเทศไทย พ่อบ้านสามารถบอกได้ว่าลูกบ้านต้องการไฟฟ้าเท่าไหร่ ผู้บริหารสายส่ง Grid หรือโรงไฟฟ้าในอนาคต ก็สามารถควบคุมการจ่ายไฟฟ้าได้ ผ่านพ่อบ้านที่จะส่งต่อกระแสไฟฟ้าให้ลูกบ้าน ซึ่งอาจจะเกิดวงจรแบบนี้ในอนาคต” ดร.พฤกษ์ กล่าว

ตอบโจทย์อุตสาหกรรมและภาคธุรกิจ

ในเบื้องต้นพบว่า หม้อแปลงที่ใช้ในการดำเนินโครงการที่กล่าวข้างต้น ตอบโจทย์ด้านการประหยัดพลังงานและอนุรักษ์พลังงานในภาคอุตสาหกรรม Smart Factory, Smart Building ด้าน Net Zero, Near Zero, Peak Demand, Demand Response การประหยัดพลังงานและอนุรักษ์พลังงาน โดยสามารถลดการใช้พลังงาน ลดต้นทุนค่าไฟฟ้า และลดคาร์บอนฟุตพรินต์ และมีระยะเวลาคืนทุนภายในเวลา 2-5 ปี ซึ่งสอดคล้องกับนโยบายของรัฐบาลในการแก้ปัญหาด้านการประหยัดพลังงาน และอนุรักษ์พลังงาน เพื่อเป็นประโยชน์ต่อประเทศชาติ สังคม ประชาชน และผู้ประกอบการ ด้านความมั่นคงทางระบบไฟฟ้าพลังงานสะอาด

“หม้อแปลงเปรียบเสมือนพ่อบ้านหรือคนดูแลตึก เนื่องจากมีผู้ใช้ไฟฟ้าทั้งหมดอยู่เบื้องหลัง ซึ่งในปัจจุบันมีผู้ผลิตไฟฟ้าด้วย หลายอาคารมีระบบโซลาร์เซลล์พร้อมแบตเตอรี่ ซึ่งหม้อแปลงอัจฉริยะสามารถประมวลผลและเก็บรวบรวมข้อมูลไว้ในที่เดียวกัน แล้วก็สามารถส่งคำสั่งคำนวณประมวลผล ปริมาณ หรือพฤติกรรมการใช้งาน แล้วก็เตรียมกระแสไฟฟ้าไว้ให้เพียงพอต่อการใช้งาน” ดร.พฤกษ์ อธิบาย

ปัจจุบันชุดสาธิตหม้อแปลงไฟฟ้าอัจฉริยะมีการติดตั้งที่อาคารสถาบันวิจัยและพัฒนาพลังงานนครพิงค์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ และมีการจัดจำหน่ายแล้ว ซึ่งเหมาะกับอาคารสำนักงาน ภาคอุตสาหกรรมที่ต้องการความมั่นคงทางพลังงานไฟฟ้า ต้องการพลังงานสะอาดในสัดส่วนที่มาก หรือต้องการไฟฟ้าสำรองในช่วงเวลาที่มีปัญหา

เรื่อง : วีณา บารมี

ภาพ : สำนักข่าวอ่างแก้ว

อ้างอิง

https://www.youtube.com/watch?v=cIsjAthsSG0

https://mgronline.com/onlinesection/detail/9670000052177#google_vignette