ລະບົບການຈັດເກັບພະລັງງານໄຟຟ້າສຳລັບບ້ານ: ຄູ່ມືຄົບຖ້ວນເພື່ອຄວາມເປັນອິດສະຫຼະດ້ານພະລັງງານ ແລະ ການປະຢັດຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ

ລະບົບເກັບຮັກສາພະລັງງານໄຟຟ້າໃນບ້ານ ສະເໜີຄວາມເປັນອິດສະຫຼະດ້ານພະລັງງານທີ່ບໍ່ມີໃຜເທື່ອມາກ່ອນ ໂດຍໃຫ້ພະລັງງານສຳ dựາງທີ່ເຊື່ອຖືໄດ້ ເພື່ອຮັກສາບ້ານໃຫ້ເຮັດວຽກຕໍ່ໄປໃນເວລາທີ່ເກີດການຂັດຂ້ອງກັບເຄືອຂ່າຍໄຟຟ້າ (grid outages), ອຸບັດຕິເຫດທຳມະຊາດ ແລະ ສະຖານະການฉຸກເຮີບ. ຕ່າງຈາກເຄື່ອງປ່ອນໄຟຟ້າແບບດັ້ງເດີມທີ່ຕ້ອງໃຊ້ເຊື້ອເພິງ ເກີດສຽງດັງ ແລະ ປ່ອຍໄຟທີ່ເປັນອັນຕະລາຍ ລະບົບຖ່ານໄຟທີ່ທັນສະໄໝເຫຼົ່ານີ້ເຮັດວຽກຢ່າງເງີຍງານ ແລະ ສະອາດ ໂດຍສະຫຼາດໃຫ້ພະລັງງານທີ່ເປັນສະຖຽນຢູ່ເປັນເວລາຫຼາຍຊົ່ວໂມງ ຫຼື ເຖິງແມ່ນວ່າຈະເປັນເວລາຫຼາຍວັນກໍຕາມ. ການປ່ຽນແປງອັດຕະໂນມັດຢ່າງລຽບລ້ອຍຮັບປະກັນວ່າເຈົ້າຂອງບ້ານຈະບໍ່ເກີດການຂັດຂ້ອງຕໍ່ບໍລິການທີ່ສຳຄັນເຊັ່ນ: ເຄື່ອງມືທາງການແພດ, ລະບົບຄວາມປອດໄພ, ເຄື່ອງເຢັນ, ແລະ ແສງໄຟ. ຄວາມສາມາດນີ້ເປັນສິ່ງທີ່ມີຄຸນຄ່າຢ່າງຍິ່ງໃນເວລາເກີດອາກາດຮ້າຍແຮງ, ການບໍາລຸງຮັກສາຂອງບໍລິສັດໄຟຟ້າ ຫຼື ການຂັດຂ້ອງຂອງເຄືອຂ່າຍໄຟຟ້າ ເຊິ່ງອາດຈະເຮັດໃຫ້ເຂດບ້ານຕ່າງໆສູນເສຍໄຟຟ້າເປັນເວລາດົນ. ລະບົບເຫຼົ່ານີ້ຈະຈັດລຳດັບຄວາມສຳຄັນຂອງພາກສ່ວນທີ່ໃຊ້ພະລັງງານຢ່າງສຸດຍອດ ເພື່ອຮັບປະກັນວ່າອຸປະກອນທີ່ສຳຄັນທີ່ສຸດຈະໄດ້ຮັບພະລັງງານກ່ອນ ແລະ ຍືດເວລາການໃຊ້ງານຂອງຖ່ານໄຟໃຫ້ຍາວຂຶ້ນ. ໜ່ວຍເກັບຮັກສາພະລັງງານໄຟຟ້າໃນບ້ານທີ່ທັນສະໄໝສາມາດໃຫ້ພະລັງງານແກ່ບ້ານທັງໝົດເປັນເວລາ 8-12 ຊົ່ວໂມງ ຫຼື ສາມາດໃຫ້ພະລັງງານແກ່ວົງຈອນທີ່ສຳຄັນເປັນເວລາຫຼາຍວັນ ຂຶ້ນກັບຄວາມຈຸ ແລະ ຮູບແບບການໃຊ້ງານ. ເຕັກໂນໂລຊີນີ້ໄດ້ກຳຈັດຄວາມກັງວົນ ແລະ ຄວາມສະດວກສະບາຍທີ່ເກີດຈາກການຂັດຂ້ອງຂອງໄຟຟ້າ ແລະ ປ້ອງກັນອຸປະກອນໄຟຟ້າທີ່ມີຄຸນຄ່າຈາກການເກີດໄຟຟ້າເກີນຂອບເຂດ (power surges) ເມື່ອໄຟຟ້າຈາກເຄືອຂ່າຍກັບຄືນມາ. ເຈົ້າຂອງບ້ານຈະຮູ້ສຶກສະບາຍໃຈ ເພາະຮູ້ວ່າຄອບຄົວຂອງເຂົາຍັງຄົງປອດໄພ ແລະ ສະດວກສະບາຍ ເຖິງແມ່ນວ່າຈະເກີດສະຖານະການພາຍນອກທີ່ເຮັດໃຫ້ໄຟຟ້າຂັດຂ້ອງ. ຄວາມສາມາດໃນການໃຫ້ພະລັງງານສຳຮອງນີ້ເກີນເທົ່າກັບຄວາມສະດວກສະບາຍເທົ່ານັ້ນ ແຕ່ກາຍເປັນລັກສະນະຄວາມປອດໄພທີ່ສຳຄັນສຳລັບຄອບຄົວທີ່ມີອຸປະກອນທາງການແພດ, ຜູ້ສູງອາຍຸ ຫຼື ເດັກນ້ອຍທີ່ຕ້ອງການໄຟຟ້າຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງເພື່ອສຸຂະພາບ ແລະ ຄວາມປອດໄພ. ນອກຈາກນີ້ ດ້ານຄວາມເປັນອິດສະຫຼະດ້ານພະລັງງານຍັງຊ່ວຍຫຼຸດການພຶ່ງພາບໍລິສັດໄຟຟ້າ ແລະ ປ້ອງກັນການຕັດໄຟຟ້າຢ່າງມີການຈັດຕັ້ງ (rolling blackouts) ຫຼື ການຕັດໄຟຟ້າຢ່າງຕັ້ງໃຈໃນເວລາທີ່ມີອາກາດຮ້າຍແຮງ. ວິທີແກ້ໄຂການໃຫ້ພະລັງງານສຳຮອງທີ່ເຊື່ອຖືໄດ້ນີ້ບໍ່ຕ້ອງການການເຂົ້າໄປຈັດການດ້ວຍຕົວເອງ ແຕ່ຈະສາມາດຮູ້ສຶກເຖິງການຂັດຂ້ອງໄດ້ອັດຕະໂນມັດ ແລະ ປ່ຽນໄປໃຊ້ພະລັງງານຈາກຖ່ານໄຟພາຍໃນເວລາບໍ່ເຖິງເສື້ອງມີລິວິນາທີ (milliseconds) ເພື່ອຮັບປະກັນວ່າອຸປະກອນ ແລະ ເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ຈະເຮັດວຽກຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ.

ລະບົບເກັບຮັກສາພະລັງງານໄຟຟ້າໃນບ້ານ ປະກອບດ້ວຍອັລກີຣິດີມທີ່ຊັບຊ້ອນ ເຊິ່ງວິເຄາະໂຄງສ້າງອັດຕາຄ່າໄຟຟ້າຂອງຜູ້ໃຫ້ບໍລິການ, ຮູບແບບການບໍລິໂພກພະລັງງານຂອງຄອບຄົວ ແລະ ຄວາມຕ້ອງການຂອງເຄືອຂ່າຍໄຟຟ້າ ເພື່ອປັບປຸງຕົ້ນທຶນພະລັງງານຢ່າງອັດຕະໂນມັດ ຜ່ານວຟົງການທີ່ມີການຈັດຕັ້ງຢ່າງມີຢຸດທະສາດ ໃນການຊາດຈະ ແລະ ອອກໄຟ. ເຕັກໂນໂລຢີການຫຼຸດຜ່ອນຈຸດສູງສຸດ (peak shaving) ທີ່ມີປັນຍານີ້ ຊ່ວຍຫຼຸດຄ່າໃຊ້ຈ່າຍດ້ານໄຟຟ້າ ໂດຍການເກັບຮັກສາພະລັງງານທີ່ມີຄ່າຖືກໃນເວລາທີ່ບໍ່ມີການໃຊ້ງານຫຼາຍ (off-peak hours) ແລະ ນຳໃຊ້ພະລັງງານທີ່ເກັບໄວ້ນີ້ໃນເວລາທີ່ມີຄວາມຕ້ອງການສູງ ແລະ ມີອັດຕາຄ່າແພງ, ເຊິ່ງເປັນການຊື້-ຂາຍພະລັງງານໄຟຟ້າຢ່າງມີປະສິດທິພາບ ໃນເວລາຕ່າງໆ ຂອງແຕ່ລະມື້. ລະບົບນີ້ຮຽນຮູ້ຮູບແບບການໃຊ້ງານຂອງຄອບຄົວ ແລະ ປັບປຸງການດຳເນີນງານເພື່ອສູງສຸດເຖິງການປະຢັດຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ ໃນເວລາທີ່ຍັງຮັບປະກັນໄດ້ວ່າຈະມີພະລັງງານພຽງພໍສຳລັບຄວາມຕ້ອງການທີ່ບໍ່ຄາດຄິດ. ການປັບປຸງການໃຊ້ງານຕາມເວລາ (Time-of-use rate optimization) ກາຍເປັນເລື່ອງງ່າຍດາຍ ເນື່ອງຈາກລະບົບຈະຊື້ໄຟຟ້າອັດຕະໂນມັດເມື່ອອັດຕາຄ່າຕ່ຳທີ່ສຸດ ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວແມ່ນໃນເວລາກາງຄືນ ແລະ ໃຊ້ພະລັງງານທີ່ເກັບໄວ້ໃນເວລາບ່າງເຊີ່ງເປັນເວລາທີ່ມີຄວາມຕ້ອງການສູງ ແລະ ມີອັດຕາຄ່າແພງທີ່ຜູ້ໃຫ້ບໍລິການໄຟຟ້າຈະເກັບຄ່າ. ວິທີການອັດຕະໂນມັດນີ້ສາມາດຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍດ້ານໄຟຟ້າແຕ່ລະເດືອນໄດ້ 30–60% ສຳລັບບ້ານທີ່ຢູ່ໃນແຜນອັດຕາຄ່າໄຟຟ້າຕາມເວລາ. ເຕັກໂນໂລຢີນີ້ຍັງໃຫ້ການຫຼຸດຜ່ອນຄ່າທີ່ເກີດຈາກຄວາມຕ້ອງການສູງ (demand charge) ສຳລັບລູກຄ້າທີ່ຖືກຄິດຄ່າຕາມຮູບແບບເຊີງການຄ້າ, ໂດຍການຫຼຸດຜ່ອນການດຶງພະລັງງານສູງສຸດທີ່ຖືກບັນທຶກໂດຍມີເຕີໄຟຟ້າຂອງຜູ້ໃຫ້ບໍລິການ. ນີ້ເປັນປະໂຫຍດຢ່າງໃຫຍ່ຫຼວງຕໍ່ເຈົ້າຂອງແຜ່ນດູດແສງຕາເວັນ (solar panel) ເນື່ອງຈາກລະບົບຈະຈັບເອົາພະລັງງານທີ່ເຫຼືອຈາກການຜະລິດໃນເວລາເຊົ້າ ເຊິ່ງຖ້າບໍ່ມີລະບົບນີ້ຈະຖືກສ่งອອກໄປຍັງເຄືອຂ່າຍໄຟຟ້າດ້ວຍອັດຕາຄ່າທີ່ຕ່ຳ (wholesale rates), ແລ້ວເກັບຮັກສາພະລັງງານທີ່ມີຄຸນຄ່ານີ້ໄວ້ເພື່ອນຳໃຊ້ໃນເວລາແຕ່ເຊີ່ງເປັນເວລາທີ່ອັດຕາຄ່າໄຟຟ້າຂອງຕະຫຼາດ (retail electricity prices) ສູງທີ່ສຸດ. ຊອບແວທີ່ມີປັນຍາຈະຕິດຕາມການທຳนายສະພາບອາກາດຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ ແລະ ປັບປຸງຮູບແບບການຊາດຈະເພື່ອໃຫ້ແນ່ໃຈວ່າຈະມີຄວາມຈຸທີ່ພຽງພໍກ່ອນທີ່ຈະມີພາວະອາກາດຮ້າຍແຮງ ຫຼື ເຫດການທີ່ເຄືອຂ່າຍໄຟຟ້າຈະເກີດຄວາມເຄັ່ງຕຶງ. ຄຸນສົມບັດການຖ່ວງດຸນພະລັງງານ (Load balancing) ຈະແບ່ງການບໍລິໂພກພະລັງງານອອກເປັນຊ່ວງເວລາຕ່າງໆ ເພື່ອຫຼີກເວັ້ນການເກີດອັດຕາຄ່າທີ່ສູງຂຶ້ນ ຫຼື ຄ່າທີ່ເກີດຈາກຄວາມຕ້ອງການສູງ. ລະບົບນີ້ໃຫ້ການວິເຄາະລາຍລະອຽດ ເຊິ່ງສະແດງຢ່າງຊັດເຈນວ່າເປັນຈຳນວນເທົ່າໃດທີ່ຖືກປະຢັດໄດ້ຈາກການຈັດການພະລັງງານຢ່າງມີປະສິດທິພາບ, ເພື່ອໃຫ້ເຈົ້າຂອງບ້ານສາມາດຕິດຕາມອັດຕາຜົນຕອບແທນຈາກການລົງທຶນ (return on investment) ແລະ ປັບປຸງນິສັຍການໃຊ້ງານເພື່ອໃຫ້ໄດ້ປະໂຫຍດສູງສຸດ. ຄຸນສົມບັດການທຳนายຂັ້ນສູງສາມາດທຳนายຄວາມຕ້ອງການພະລັງງານໃນອະນາຄົດ ໂດຍອີງໃສ່ຂໍ້ມູນປະຫວັດສາດ ແລະ ກິດຈະກຳທີ່ຖືກຈັດຕັ້ງໄວ້ລ່ວງໆ, ເພື່ອໃຫ້ແນ່ໃຈວ່າສະຖານະພາບຂອງຖ່ານ (battery state-of-charge) ຈະຢູ່ໃນລະດັບທີ່ເໝາະສົມສຳລັບຮູບແບບຄວາມຕ້ອງການທີ່ຄາດໄວ້ ແລະ ຫຼຸດຜ່ອນການພຶ່ງພາເຄືອຂ່າຍໄຟຟ້າໃນເວລາທີ່ມີອັດຕາຄ່າແພງ.

ລະບົບການເກັບຮັກສາພະລັງງານໄຟຟ້າໃນບ້ານທີ່ທັນສະໄໝ ມີຄວາມເດັ່ນດ້ານການເຊື່ອມຕໍ່ກັບບ້ານອັຈຈະລິຍະ (smart home) ໂດຍເຊື່ອມຕໍ່ຢ່າງລຽບລ້ອຍກັບແຖບແສງຕາເວັນ (solar panels), ອຸປະກອນທີ່ໃຊ້ໃນການທຳລາຍພະລັງງານໃຫ້ EV, ເຄື່ອງຄວບຄຸມອຸນຫະພູມອັຈຈະລິຍະ (smart thermostats), ແລະ ລະບົບອັດຕະໂນມັດໃນບ້ານ ເພື່ອສ້າງເປັນເຄືອຂ່າຍພະລັງງານທີ່ຄົບຖ້ວນ ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ມີປະສິດທິພາບສູງສຸດ ແລະ ສອດຄ່ອງກັບຄວາມຍືນຍົງ. ວິທີການທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັນນີ້ ໃຫ້ຄວາມສາມາດໃນການຄວບຄຸມອຸປະກອນທັງໝົດທີ່ໃຊ້ພະລັງງານຢ່າງຮ່ວມກັນ ໂດຍອີງໃສ່ປະລິມານພະລັງງານທີ່ເກັບໄວ້, ປະລິມານພະລັງງານທີ່ຜະລິດໄດ້ຈາກແສງຕາເວັນ, ແລະ ອັດຕາຄ່າໄຟຟ້າໃນເວລາຈິງ. ຄຸນສົມບັດການຈັດຕັ້ງເວລາອັດຕະໂນມັດ (Smart scheduling) ຈະທຳລາຍພະລັງງານໃຫ້ EV ໂດຍອັດຕະໂນມັດໃນເວລາທີ່ຄ່າໄຟຟ້າຕ່ຳ ໂດຍໃຊ້ພະລັງງານແສງຕາເວັນທີ່ເກັບໄວ້ ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນທັງຄ່າໃຊ້ຈ່າຍດ້ານໄຟຟ້າ ແລະ ຜົນກະທົບຕໍ່ສິ່ງແວດລ້ອມ. ລະບົບນີ້ສື່ສານກັບເຄື່ອງຄວບຄຸມອຸນຫະພູມອັຈຈະລິຍະເພື່ອເຮັດຄວາມເຢັນ ຫຼື ເຮັດຄວາມຮ້ອນໃຫ້ບ້ານລ່ວງໆ ໂດຍໃຊ້ພະລັງງານທີ່ສາມາດເກັບໄວ້ໄດ້ຈາກແຫຼ່ງທີ່ບໍ່ເສື່ອມສະຫຼາຍ ກ່ອນທີ່ຈະເຂົ້າສູ່ເວລາທີ່ຄ່າໄຟຟ້າສູງສຸດ ເພື່ອຮັກສາຄວາມສະດວກສະບາຍ ແລະ ຫຼຸດຜ່ອນການພຶ່ງພາເຄືອຂ່າຍໄຟຟ້າໃຫ້ໜ້ອຍທີ່ສຸດ. ຜົນປະໂຫຍດດ້ານສິ່ງແວດລ້ອມໄປເຖິງຂີດຈຳກັດທີ່ຫຼາຍກວ່າເຄືອຂ່າຍໄຟຟ້າຂອງບ້ານເດີ່ยวໆ ເນື່ອງຈາກການນຳໃຊ້ລະບົບເກັບຮັກສາພະລັງງານໄຟຟ້າໃນບ້ານຢ່າງແຜ່ຫຼາຍ ຈະຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຄວາມເຄັ່ງຕຶງໃນເຄືອຂ່າຍໄຟຟ້າໂດຍລວມ ແລະ ຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຈຳເປັນໃນການນຳໃຊ້ເຄື່ອງເກີດພະລັງງານຈາກເຊື້ອເພີລີ່ງ (peaker plants) ທີ່ເຄືອຂ່າຍໄຟຟ້າຈະເປີດໃຊ້ເວລາທີ່ມີຄວາມຕ້ອງການສູງ. ເຄື່ອງເກີດພະລັງງານສຳຮອງທີ່ເປີດໃຊ້ງານດ້ວຍເຊື້ອເພີລີ່ງເຫຼົ່ານີ້ ມັກຈະເຜົາກຳມະສິດທິ (natural gas) ຫຼື ນ້ຳມັນດີເຊວ (diesel fuel) ແລະ ມີປະສິດທິພາບຕ່ຳກວ່າ ເຮັດໃຫ້ເປັນຜູ້ປະກອບສ່ວນທີ່ສຳຄັນຕໍ່ມື້ນີ້ຂອງມົນລະພິດທາງອາກາດ ແລະ ການປ່ອຍກາຊຄາບອນ. ໂດຍການເກັບຮັກສາ ແລະ ໃຊ້ພະລັງງານແສງຕາເວັນທີ່ບໍ່ເສື່ອມສະຫຼາຍ ແທນທີ່ຈະດຶງພະລັງງານຈາກເຄືອຂ່າຍໄຟຟ້າໃນເວລາທີ່ຄ່າໄຟຟ້າສູງ ເຈົ້າຂອງບ້ານຈະຫຼຸດຜ່ອນການປ່ອຍກາຊຄາບອນຂອງຕົນໂດຍກົງ ແລະ ສະຫນັບສະຫນູນຄວາມພະຍາຍາມໃນການຫຼຸດຜ່ອນການປ່ອຍກາຊຄາບອນຈາກເຄືອຂ່າຍໄຟຟ້າ. ເຕັກໂນໂລຊີນີ້ເຮັດໃຫ້ການນຳໃຊ້ແຫຼ່ງພະລັງງານທີ່ບໍ່ເສື່ອມສະຫຼາຍມີອັດຕາທີ່ສູງຂຶ້ນ ໂດຍການໃຫ້ການເກັບຮັກສາທ້ອງຖິ່ນ ເຊິ່ງຊ່ວຍປົກປ້ອງຄວາມບໍ່ສະເໝືອນກັນຂອງພະລັງງານທີ່ໄດ້ຈາກແສງຕາເວັນ ແລະ ລົມ. ການເຊື່ອມຕໍ່ກັບລະບົບຈັດການພະລັງງານໃນບ້ານ (home energy management systems) ໃຫ້ຄວາມເຫັນທີ່ບໍ່ເຄີຍມີມາກ່ອນກ່ຽວກັບການຫຼືດລົງຂອງພະລັງງານ ເຊິ່ງຊ່ວຍໃຫ້ເຈົ້າຂອງບ້ານສາມາດຕັດສິນໃຈຢ່າງມີຂໍ້ມູນກ່ຽວກັບຮູບແບບການໃຊ້ພະລັງງານ ແລະ ຊ່ວຍຄົ້ນຫາໂອກາດໃນການປັບປຸງປະສິດທິພາບເພີ່ມເຕີມ. ລະບົບເຫຼົ່ານີ້ສະຫນັບສະຫນູນຄຸນສົມບັດ 'vehicle-to-home' (V2H) ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ EV ທີ່ເຂົ້າກັນໄດ້ສາມາດເປັນທີ່ເກັບຮັກສາພະລັງງານເພີ່ມເຕີມໃນເວລາເກີດເຫດສຸກເສີນ ຫຼື ໃນເວລາທີ່ຄ່າໄຟຟ້າສູງ. ການຕິດຕາມ ແລະ ຄວບຄຸມຈາກໄລຍະທາງໄກຜ່ານແອັບຯລິເຄີຊັ່ນທີ່ຕິດຕັ້ງໃນໂທລະສັບມືຖື ໃຫ້ຄວາມສາມາດໃນການປັບປຸງ ແລະ ສຸດຍອດການໃຊ້ງານໃນເວລາຈິງ ໂດຍບໍ່ຄຳນຶງເຖິງສະຖານທີ່ ເພື່ອຮັບປະກັນປະສິດທິພາບ ແລະ ຄວາມສາມາດໃນການເຮັດວຽກທີ່ດີທີ່ສຸດ. ຮູບແບບທີ່ສາມາດຂະຫຍາຍໄດ້ (scalable architecture) ສາມາດຮັບຮູ້ການເພີ່ມເຕີມຂອງອຸປະກອນບ້ານອັຈຈະລິຍະ ແລະ ຄວາມຕ້ອງການດ້ານພະລັງງານໃນອະນາຄົດ ເຮັດໃຫ້ເປັນການລົງທຶນທີ່ຄິດໄລ່ໄປຂ້າງໆ ສຳລັບການດຳລົງຊີວິດທີ່ຍືນຍົງ ເຊິ່ງຈະເຕີບໂຕໄປຕາມເຕັກໂນໂລຊີທີ່ປ່ຽນແປງ ແລະ ຄວາມຕ້ອງການຂອງຄອບຄົວ ໂດຍພ້ອມທັງມີສ່ວນຮ່ວມໃນເປົ້າໝາຍການປ້ອງກັນສິ່ງແວດລ້ອມທີ່ກວ້າງຂວາງຂຶ້ນ.