หนึ่งในความท้าทายใหญ่ที่บริษัทสาธารณูปโภค ของสหรัฐ ต้องเผชิญคือความต้องการใช้ไฟฟ้าไม่คงที่ แต่จะขึ้นและลง โดยทั่วไปจะจุ่มลงในเวลากลางคืนและเพิ่มขึ้นในตอนกลางวัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในวันที่อากาศร้อนเมื่อผู้อยู่อาศัยเปิดเครื่องปรับอากาศในบ้าน
บริษัทไฟฟ้าที่จ่ายไฟจะต้องสามารถรับมือกับความผันผวนเหล่านั้นและตอบสนองความต้องการสูงสุดได้ ตามเนื้อผ้า พวกเขาต้องการให้พวกเขาสร้างโรงไฟฟ้าถ่านหิน ก๊าซ หรือไฟฟ้านิวเคลียร์ ที่มีราคาแพงจำนวนมาก หรืออย่างอื่นเพื่อซื้อพลังงานจากซัพพลายเออร์รายอื่นเมื่อพวกเขาต้องการ
แต่ทุกวันนี้ บริษัทสาธารณูปโภคบางแห่งกำลังมองหาวิธีแก้ปัญหาที่ถูกกว่าและอาจเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากกว่า เรากำลังพูดถึงโรงไฟฟ้าเสมือนจริง
โรงไฟฟ้าเสมือนจริงคืออะไร?
โรงไฟฟ้าเสมือนจริงรวบรวมแหล่งไฟฟ้าขนาดเล็กกว่าหลายแห่ง เช่น แผงโซลาร์เซลล์กังหันลมและแม้กระทั่งแบตเตอรี่สำหรับจัดเก็บในที่พักอาศัย ซึ่งกระจายไปตามสถานที่ต่างๆ ทั่วพื้นที่ เพื่อให้ทำเสมือนว่าเป็นโรงไฟฟ้าทั่วไป และให้พลังงานสมดุล โหลดกริดหรือเปลี่ยนกำลังไปยังตำแหน่งที่ต้องการเพื่อความน่าเชื่อถือมากที่สุด หน่วยต่างๆ มักจะเชื่อมต่อกันผ่านระบบซอฟต์แวร์ที่ซับซ้อน ซึ่งจะส่งสัญญาณเมื่อจำเป็นต้องเพิ่มหรือลดการผลิตพลังงาน และนำทางไปยังที่ที่พลังงานต้องการ
ตัวอย่างเช่น ในปี 2564 Green Mountain Power ซึ่งเป็นยูทิลิตี้ที่ใช้นวัตกรรมในรัฐเวอร์มอนต์ได้ประกาศแผนการสร้างโรงไฟฟ้าเสมือนจริงที่จะใช้เครือข่ายแบตเตอรี่สำรอง ของ Tesla Powerwall ในบ้านของลูกค้า ด้วยความช่วยเหลือของซอฟต์แวร์จากCustomized Energy Solutions (CES) ไฟฟ้าที่เก็บไว้ในแบตเตอรี่เทสลาสามารถดึงกลับเข้าสู่ระบบกริดระดับภูมิภาคได้เมื่อจำเป็น เพื่อให้แน่ใจว่ามีกระแสไฟฟ้าที่ส่งถึงลูกค้าอย่างสม่ำเสมอและมีการควบคุม ตามที่Cnet.com รายงานเมื่อเดือนมีนาคม 2565 ลูกค้าจะได้รับแหล่งพลังงานสำรองในกรณีที่ไฟฟ้าดับ ในขณะที่ระบบสาธารณูปโภคได้รับแหล่งพลังงานไฟฟ้าที่สามารถนำมาใช้ได้ทุกเมื่อเมื่อมีความต้องการสูงสุด
Mari McClure ประธานและ CEO ของ Green Mountain Power กล่าว ว่า"โครงการนี้จะเป็นไปไม่ได้หากปราศจากความร่วมมือที่ดีกับลูกค้าในโครงการPowerwall "โครงการนำร่องนี้มีความพิเศษและมีความสำคัญ เนื่องจากเป็นการสร้างจากนวัตกรรมและความร่วมมือที่มีอยู่ของเรา เพื่อส่งมอบการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญให้กับฟังก์ชันกริดที่สำคัญ โดยการลดการปล่อยคาร์บอน เพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน และลดต้นทุน"
SunPower Corp. ผู้ให้บริการเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์ประกาศเมื่อเดือนพฤศจิกายน 2564ว่าได้เปิดตัวโรงไฟฟ้าเสมือนจริงของตนเอง ระบบใหม่นี้ช่วยให้ลูกค้าของ Eversource และ National Grid ในแมสซาชูเซตส์ รัฐโรดไอแลนด์ และคอนเนตทิคัต ที่มีแบตเตอรี่จัดเก็บข้อมูล SunVault จะได้รับเงินสำหรับการอนุญาตให้สาธารณูปโภคใช้พลังงานที่เก็บไว้ในช่วงเวลาที่มีความต้องการสูงสุด
ประโยชน์ของโรงไฟฟ้าเสมือน
ในบางแง่ โรงไฟฟ้าเสมือนมีความคล้ายคลึงกับ ระบบ คอมพิวเตอร์แบบกริดซึ่งเครือข่ายคอมพิวเตอร์สามารถแบ่งปันทรัพยากรและแม้กระทั่งรวมความสามารถในการทำงานตามข้อมูลของBill Schofield เขาเป็นรองประธานฝ่ายบริการ Future-Grid สำหรับ CES ซึ่งเป็นบริษัทในฟิลาเดลเฟียซึ่งให้คำแนะนำและบริการให้คำปรึกษาแก่บริษัทต่างๆ ในธุรกิจพลังงาน รวมถึงผู้ผลิตพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลม หนึ่งในลูกค้าของ CES คือ Green Mountain Power
"[โรงไฟฟ้าเสมือน] จำหน่าย ... แบตเตอรี่หรือโรงไฟฟ้าขนาดเล็กและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองในพื้นที่" Schofield อธิบาย "[เป็น] แนวคิดที่คล้ายคลึงกันมากกับการใช้การเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตเพื่อเชื่อมต่อทรัพยากรเล็กๆ น้อยๆ จำนวนมากที่สามารถทำงานแบบเดียวกับโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่แห่งเดียวได้"
ลักษณะการกระจายอำนาจของโรงไฟฟ้าเสมือนทำให้พวกเขามีความยืดหยุ่นมากขึ้นเมื่อเกิดสภาพอากาศเลวร้ายหรือภัยพิบัติอื่นๆ
“สมมุติว่าพายุทอร์นาโดพัดผ่านบริเวณหนึ่งแล้วทำให้สายส่งพังลงมาที่โรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ คุณสูญเสียพลังงานทั้งหมดใช่ไหม” โชฟิลด์กล่าว “แต่ถ้าคุณมีโรงไฟฟ้าเสมือนจริง ซึ่งมีทรัพยากรเพียงเล็กน้อยกระจายอยู่ทั่วทุกแห่ง พายุทอร์นาโดอาจทำลายโรงไฟฟ้าเสมือน 10 เปอร์เซ็นต์ แต่อีก 90 เปอร์เซ็นต์ยังคงอยู่ที่นั่นและพร้อมใช้งาน”
โรงไฟฟ้าเสมือนมีประโยชน์สำหรับกริดในด้านอื่นๆ เช่นกัน รวมถึงการรองรับแรงดันไฟฟ้า ปัจจัยสำคัญในโครงข่ายไฟฟ้าที่เชื่อถือได้คือการรักษา ระดับ แรงดันไฟ ให้ อยู่ในระดับที่ยอมรับได้ มิฉะนั้น อุปกรณ์อาจเสียหาย อาจเกิดไฟฟ้าดับ ฯลฯ แต่แรงดันไฟฟ้าจะแตกต่างกันไปตามกริดและในแต่ละอินเทอร์เฟซ (สถานีย่อย หม้อแปลง ฯลฯ) ต้องรักษาแรงดันไฟฟ้าที่ถูกต้อง
ด้วยโรงไฟฟ้าเสมือนจริง มีสิ่งเหล่านี้น้อยกว่า "คุณมีทรัพยากรเพียงเล็กน้อยอยู่ใกล้หรืออยู่ในสถานที่เดียวกันกับที่มีการใช้ไฟฟ้า" Schofield อธิบาย "คุณไม่จำเป็นต้องสร้างสายส่งหรือสายส่งขนาดใหญ่เพื่อรักษาแรงดันไฟฟ้าที่ถูกต้อง"
พลังงานหมุนเวียนคือกุญแจสำคัญ
ข้อดีอีกประการของโรงไฟฟ้าเสมือนคือช่วยให้ควบคุมแหล่งพลังงานหมุนเวียน ได้ง่ายขึ้น และเพื่อให้สามารถควบคุมปริมาณไฟฟ้าที่เข้าสู่กริดได้เช่นเดียวกับโรงไฟฟ้าที่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลแบบธรรมดา
"โรงไฟฟ้าเสมือนสามารถรวมแบตเตอรี่ขนาดเล็กสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองได้ แต่ภายใต้เงื่อนไขทั่วไปรวมถึงสิ่งที่เรียกว่า 'การตอบสนองต่อความต้องการ'" Schofield กล่าว
ยูทิลิตี้ที่มีโรงไฟฟ้าเสมือนจริงสามารถส่งข้อความถึงลูกค้าเพื่อปฏิเสธการใช้งานได้ในบางช่วงเวลา โดยอาจเสนอบัตรกำนัลสำหรับร้านอาหารในท้องถิ่นเพื่อเป็นแรงจูงใจ ในส่วนของประเทศที่สาธารณูปโภคซื้อไฟฟ้าจากซัพพลายเออร์หลายราย โรงไฟฟ้าเสมือนจริงสามารถช่วยบริษัทสาธารณูปโภคให้ตอบสนองต่อราคาไฟฟ้าในตลาดได้
ทางอ้อม สิ่งจูงใจเหล่านั้นสามารถช่วยอำนวยความสะดวกให้กับแหล่งพลังงานหมุนเวียน เช่น ลมและพลังงานแสงอาทิตย์ Schofield กล่าว เนื่องจากไฟฟ้าไม่คงที่ - หมายถึงดวงอาทิตย์หยุดส่องแสงและลมหยุดพัด ปริมาณไฟฟ้าที่จ่ายไปจึงต้องปรับให้เข้ากับความสามารถในการรองรับได้ ตามเนื้อผ้า สมดุลจะถูกชดเชยโดยผู้ให้บริการเชื้อเพลิงฟอสซิล
Schofield กล่าวว่า "โรงไฟฟ้าเสมือนมีจุดมุ่งหมายเพื่อทำงานแบบเดียวกัน หรือเพื่อให้บริการแบบเดียวกับที่โรงไฟฟ้าขนาดใหญ่สามารถทำได้" Schofield กล่าว "และสามารถจัดส่งได้ หมายความว่าฉันสามารถสื่อสารกับมันและบอกให้ทำอย่างอื่น . ทางลาดขึ้นหรือลงเป็นส่วนหนึ่งของมูลค่า."
โดยการโต้ตอบกับผู้บริโภคและการสรรหาพวกเขาเพื่อช่วยในการจัดการการใช้พลังงาน โรงไฟฟ้าเสมือนจริงสามารถมีบทบาทในการแก้ปัญหาอันยาวนานอย่างหนึ่งของอุตสาหกรรมสาธารณูปโภค: การใช้งานสูงสุด
Schofield กล่าวว่า "ค่าใช้จ่ายส่วนใหญ่ในการจัดหาไฟฟ้าเป็นเพียงการจัดการในช่วงที่มีนักท่องเที่ยวสูงสุดเท่านั้น “ถ้าคุณสามารถให้ผู้บริโภคทุกประเภทใช้การบริโภคในลักษณะดังกล่าวได้ อาจจะแปรงฟันด้วยแปรงสีฟันธรรมดาแทนแปรงสีฟันไฟฟ้า … คุณก็จะสามารถหักค่าใช้จ่ายจากระบบได้มาก และคุณยังสามารถรับ ความจำเป็นอย่างมากในการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลแต่นี่เป็นเรื่องยากมากในอดีตเพราะ ... คนทั่วไปจะไม่ทำให้ตัวเองลำบากมากนัก”
แต่เขายังบอกว่ามีการเปลี่ยนแปลง คนรุ่นใหม่มีสติสัมปชัญญะอย่างยั่งยืนและทุกคนมีสมาร์ทโฟน บางทีวันหนึ่งคุณอาจได้รับการแจ้งเตือนทางโทรศัพท์ว่า "การแจ้งเตือนการใช้ไฟฟ้า โปรดปิดตัวควบคุมอุณหภูมิ" และคุณจะได้รับคะแนนจูงใจหากคุณทำได้ คุณจะ?
Schofield บอกว่าคุณอาจจะ “คนส่วนใหญ่ต้องการทำสิ่งที่ดี เพราะจริงๆ แล้วพวกเขาจ่ายราคาคงที่ และค่าใช้จ่ายจริงสำหรับพวกเขาในการบริโภคไฟฟ้านั้นค่อนข้างเล็ก” เขากล่าว “แต่ถ้าคุณได้รับคำตอบจากผู้คนหลายพันคน เพียงเล็กน้อยก็รวมกันเป็นบางสิ่งที่มีความหมาย”
ตอนนี้น่าสนใจ
สำนักงานพลังงานระหว่างประเทศคาดการณ์ว่าความต้องการไฟฟ้าทั่วโลกจะเพิ่มขึ้น 2.5 เท่าภายในปี 2593 และต้องใช้เงิน 14 ล้านล้านดอลลาร์ในการอัพเกรดกริดไฟฟ้าของโลกเพื่อรับมือ
