โครงการพัฒนาแพลตฟอร์มเมืองอัจฉริยะและการทดสอบในจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย หรือ Smart City Platform Development and Testing at Chulalongkorn University เป็นโครงการที่ได้รับการจัดสรรทุนวิจัยจากกองทุนพัฒนาไฟฟ้า เพื่อการส่งเสริมการใช้พลังงานหมุนเวียนและเทคโนโลยีที่ใช้ในการประกอบกิจการไฟฟ้าที่มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อย ตามกรอบประเด็นวิจัยที่ 6 พื้นที่ทดสอบมหาวิทยาลัยอัจฉริยะด้านพลังงานของจุฬาฯ : การซื้อขายไฟฟ้าแบบ Peer-to-Peer และอาคารอัจฉริยะ ซึ่งมีความสำคัญอย่างไร และจะสร้างประโยชน์ให้ทุกภาคส่วนอย่างไร ติดตามได้ในบทความนี้

แนวคิดของโครงการ

จากแนวโน้มการพัฒนาเทคโนโลยีสมัยใหม่ ทำให้ในอนาคตมีความเป็นไปได้อย่างมากที่จะมีการนำอุปกรณ์ตรวจวัดประเภทเครือข่ายรวมของอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อถึงกัน และเทคโนโลยีที่อำนวยความสะดวกในการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์กับระบบคลาวด์ ตลอดจนระหว่างอุปกรณ์ด้วยกันเอง (Internet of Things: IoT) ต่างๆ ทั้งที่เกี่ยวข้องกับด้านพลังงานและสิ่งแวดล้อมเข้ามาติดตั้งในอาคารมากขึ้น ซึ่งจะช่วยให้ผู้ใช้ไฟฟ้าทราบข้อมูลการใช้พลังงานและสามารถนำไปใช้ปรับเปลี่ยนพฤติกรรมการใช้พลังงานของตนได้ ประกอบกับปัจจุบัน ระบบผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์มีราคาลดลงอย่างมาก ทำให้ผู้ใช้ไฟฟ้าเริ่มเปลี่ยนบทบาทจากการเป็นผู้ใช้ไฟฟ้าเพียงอย่างเดียว (Consumer) มาเป็นผู้ผลิตไฟฟ้า (Producer) ในบางช่วงเวลา ซึ่งกลายมาเป็นคำศัพท์ใหม่ในกิจการไฟฟ้าที่เรียกว่า โปรซูเมอร์ (Prosumer) ซึ่งสถานการณ์ดังกล่าวมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และอาจส่งผลกระทบต่อการผลิตและการใช้ไฟฟ้า ซึ่งเกี่ยวข้องโดยตรงกับโครงสร้างการจัดหาไฟฟ้าและโครงสร้างกิจการไฟฟ้าของประเทศในอนาคต การติดตั้งอุปกรณ์ IoT ต่างๆ เพื่อให้ผู้ใช้ไฟฟ้ามีข้อมูลประกอบการตัดสินใจมากขึ้นประกอบกับการทดลองการซื้อขายไฟฟ้าของ Prosumer หลายรายในพื้นที่เมืองผ่านแพลตฟอร์มต่างๆ เช่น การซื้อขายไฟฟ้าแบบ Peer-to-Peer (P2P) ควบคู่ไปกับการทดสอบการบริหารจัดการการใช้พลังงานในระบบจำหน่ายไฟฟ้าจริง จะช่วยให้หน่วยงานทั้งภาคนโยบายและภาคกำกับดูแลเห็นประเด็นสำคัญที่สามารถนำไปเป็นบทเรียนเติมเต็มกับแผนปฏิรูปประเด็นต่างๆ เช่น การวิเคราะห์กลไกตลาด (Market Mechanisms) ที่เหมาะสม การปรับปรุงระเบียบการซื้อขายไฟฟ้าผ่านสัญญาอัจฉริยะ (Smart Contacts) และการออกแบบอัตราค่าผ่านทาง (Wheeling Charge) ที่เหมาะสมกับการซื้อขายไฟฟ้าแบบ P2P ได้ เป็นต้น

รศ.ดร.กุลยศ อุดมวงศ์เสรี ผู้อำนวยการสถาบันวิจัยพลังงาน กล่าวว่า จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยมีวิสัยทัศน์ในการพัฒนาพื้นที่ภายในมหาวิทยาลัยให้เป็นเมืองอัจฉริยะต้นแบบ หรือ Smart City ให้เป็นย่านแห่งนวัตกรรมที่สร้างสรรค์คุณค่าแก่ชุมชนและสังคม ผสานคุณภาพชีวิตโดยมุ่งหวังให้เกิดประโยชน์กับทุกภาคส่วน

ดังนั้นโครงการพัฒนาแพลตฟอร์มเมืองอัจฉริยะและการทดสอบในจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย (Chula Smart Campus) จึงมีความสำคัญยิ่ง ทั้งนี้ กองทุนพัฒนาไฟฟ้าได้เล็งเห็นประโยชน์จากการศึกษาวิจัยและพัฒนาแพลตฟอร์มนำร่องดังกล่าวจึงให้การสนับสนุนทุนวิจัย โดยคาดหวังว่าผลการศึกษานี้จะช่วยให้คณะกรรมการกำกับกิจการพลังงาน (กกพ.) สามารถนำไปเป็นข้อมูลประกอบการกำกับดูแลกิจการไฟฟ้าที่มีแนวโน้มจะเกิดขึ้นในอนาคต ใช้ตอบประเด็นการปฏิรูปประเทศด้านพลังงานในมิติต่างๆ และยังช่วยส่งเสริมการบรรลุเป้าหมายของแผนยุทธศาสตร์ชาติได้อีกด้วย

ที่ผ่านมาจุฬาฯ ได้มีการนำเทคโนโลยีเกี่ยวกับ IoT ต่างๆ ทั้งที่พัฒนาขึ้นเองและจากอุปกรณ์ที่มีขายในท้องตลาดมาใช้เพื่อรองรับการพัฒนาพื้นที่การศึกษาของมหาวิทยาลัยให้เป็น Chula Smart Campus ตามวิสัยทัศน์ SMART 5 มาระยะหนึ่งแล้ว แต่ในปัจจุบันระบบบริหารจัดการ ระบบวิเคราะห์ และระบบการเก็บข้อมูลจากอุปกรณ์ IoT แต่ละชนิดยังแยกกันอยู่ ไม่ได้มีการบูรณาการข้อมูลกัน จึงเล็งเห็นว่าเพื่อการพัฒนาเมืองอัจฉริยะอย่างยั่งยืน ควรจะมีการพัฒนาแพลตฟอร์มกลางสำหรับการพัฒนาเมืองอัจฉริยะ (Smart City Open Platform) ที่สามารถรองรับการเก็บข้อมูลและการบริหารจัดการเมืองอัจฉริยะได้แบบครบวงจร

เซ็นเซอร์วัดสถานะอุณหภูมิ ความชื้น และส่งสัญญาณควบคุมเครื่องปรับอากาศ

แพลตฟอร์มเมืองอัจฉริยะกับวิสัยทัศน์ SMART 5 ของจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยมีแนวคิดที่จะใช้พื้นที่ในมหาวิทยาลัยเพื่อพัฒนา ทดสอบ และสาธิตระบบแพลตฟอร์มเพื่อรองรับการทำงานของเมืองอัจฉริยะ (CU Smart City Platform) ตามวิสัยทัศน์ SMART 5 ซึ่งประกอบด้วย

1. Smart Energy การบริหารจัดการพลังงานอัจฉริยะผ่านระบบโครงสร้างพื้นฐานและเทคโนโลยีอัจฉริยะ เพื่อการบริหารจัดการการผลิต การจัดเก็บ และการส่งผ่านพลังงานให้มีประสิทธิภาพ ลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่เกิดจากการใช้พลังงานไฟฟ้าโดยรวม โดยกระบวนการผลิตไฟฟ้าจะเน้นไปที่การเพิ่มสัดส่วนการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียนมากขึ้น

2. Smart Environment การจัดการสิ่งแวดล้อมอัจฉริยะด้วยเทคโนโลยีในการตรวจสอบสภาพแวดล้อม เช่น คุณภาพอากาศ อุณหภูมิ ความชื้น และปริมาณฝุ่น รวมถึงการพยากรณ์อากาศเบื้องต้น เพื่อแจ้งเตือนความเสี่ยงต่างๆ หากอยู่ในสภาวะที่อันตรายต่อคนในชุมชนผ่านแอปพลิเคชัน และเพื่อแก้ปัญหาด้านสิ่งแวดล้อมได้อย่างทันท่วงที

3. Smart Mobility การสัญจรอัจฉริยะที่ตั้งใจพัฒนาระบบขนส่งในพื้นที่ให้มีความหลากหลาย สะดวกสบาย สามารถเชื่อมต่อการเดินทางของผู้อยู่อาศัยได้อย่างครบวงจร และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

โดยรถบัสโดยสารที่ให้บริการนิสิตนักศึกษาและประชาชนชนที่อยู่ในมหาวิทยาลัยและบริเวณใกล้เคียงนั้นเป็นรถบัสไฟฟ้าทั้งสิ้นประมาณ 20 คัน วิ่งรับส่งผู้โดยสาร 5 เส้นทาง เพื่อเชื่อมต่อไปยังระบบขนส่งมวลชน นอกจากนี้ภายในมหาวิทยาลัยยังมีจุดชาร์จไฟฟ้าสำหรับรถยนต์ รถบัส กระจายไปยังอาคารต่างๆ อีกด้วย

4. Smart Security การรักษาความปลอดภัยอัจฉริยะเพื่อการตรวจสอบและการรักษาความปลอดภัยทั้งทางด้านกายภาพและระบบออนไลน์ โดยรวมการควบคุมไว้ที่ศูนย์กลาง เมื่อเกิดเหตุไม่ปกติจะสามารถตรวจสอบและเข้าถึงข้อมูลได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ เพื่อความปลอดภัยของทรัพย์สินและข้อมูลของผู้อยู่อาศัยและผู้เข้ามาใช้งานในพื้นที่

5. Smart Community ชุมชนอัจฉริยะที่เกิดจากการสร้างเครือข่ายเชื่อมโยงกับฐานข้อมูลเพื่อตอบสนองและสนับสนุนผู้อยู่อาศัยและผู้ใช้งานให้เกิดการสื่อสารสองทาง และสร้างการมีปฏิสัมพันธ์ร่วมกัน ผ่านช่องทางที่ใช้เทคโนโลยีสารสนเทศ เพื่อยกระดับคุณภาพชีวิตให้ดีขึ้น​

โครงการพัฒนาแพลตฟอร์มเมืองอัจฉริยะและการทดสอบในจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยได้รับการจัดสรรเงินกองทุนพัฒนาไฟฟ้า เพื่อการส่งเสริมการใช้พลังงานหมุนเวียนและเทคโนโลยีที่ใช้ในการประกอบกิจการไฟฟ้าที่มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อย

โดยเน้นที่ระบบการบริหารจัดการพลังงานอัจฉริยะที่ประกอบด้วย การซื้อขายไฟฟ้าแบบ P2P และการพัฒนาอาคารอัจฉริยะเพื่อเก็บข้อมูลการใช้พลังงานแบบเรียลไทม์เป็นหลัก ซึ่งได้มีการติดตั้งระบบเซ็นเซอร์ ระบบมิเตอร์ อุปกรณ์ IoT และระบบอัจฉริยะอื่นๆ พร้อมทั้งมีการติดตั้งระบบการผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบติดตั้งบนหลังคาควบคู่กันไปด้วย 

ปัจจุบันจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยได้ทำสัญญาติดตั้งระบบผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ไปแล้วประมาณ 60 อาคาร จากอาคารทั้งหมดภายในจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย จำนวน 250 อาคาร โดยใช้งบประมาณของมหาวิทยาลัยเอง ระบบที่ติดตั้งสามารถผลิตไฟฟ้าได้สูงสุดประมาณ 8 เมกะวัตต์ โดยสามารถรองรับความต้องการใช้พลังงานไฟฟ้าของทั้งมหาวิทยาลัยได้ประมาณ 20%

แพลตฟอร์มเมืองอัจฉริยะกับการต่อยอดในอนาคต

รศ.ดร.วันเฉลิม โปรา รองหัวหน้าภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย กล่าวว่า โครงการนี้เป็นโครงการที่มีความแตกต่างจากโครงการอื่นๆ ที่เคยมีการดำเนินการภายในประเทศ เนื่องจากเป็นโครงการพัฒนาแพลตฟอร์มเมืองอัจฉริยะที่ดำเนินการครอบคลุมในหลายมิติและครอบคลุมพื้นที่ขนาดใหญ่ โดยจะมีการใช้งานจริงภายในมหาวิทยาลัยหลังจากจบโครงการวิจัยต่อไป ทั้งนี้ ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้าได้ร่วมกับสำนักบริหารระบบกายภาพ จุฬาฯ พัฒนาพื้นที่การศึกษาของมหาวิทยาลัยในแต่ละปีอยู่แล้ว โดยต่อยอดองค์ความรู้จากงานวิจัยของคณาจารย์ภายในภาควิชามาอย่างต่อเนื่องเป็นเวลาเกือบ 10 ปี อย่างไรก็ดี งบประมาณที่ได้จากมหาวิทยาลัยหรือแหล่งทุนต่างๆ ในอดีตค่อนข้างมีจำกัด “การได้รับการสนับสนุนจากกองทุนพัฒนาไฟฟ้าในครั้งนี้สามารถช่วยเร่งให้โครงการพัฒนาแพลตฟอร์มมหาวิทยาลัยอัจฉริยะสำเร็จครอบคลุมพื้นที่การศึกษาของจุฬาฯ ได้รวดเร็วขึ้นอย่างน้อย 6-7 ปี” นอกจากนี้ข้อมูลจากการตรวจวัดและจัดเก็บจากโครงการดังกล่าว เช่น ข้อมูลปริมาณการใช้พลังงานแยกตามประเภทอุปกรณ์สำหรับอาคารแต่ละประเภท ข้อมูลคุณภาพอากาศภายในอาคาร ข้อมูลฝุ่น PM2.5 ภายในมหาวิทยาลัย จำนวนคนเข้า-ออกอาคาร เป็นต้น จะเปิดให้นิสิตนักศึกษาหรือประชาชนทั่วไปที่สนใจข้อมูลเหล่านี้เข้ามาค้นคว้าได้ โดยจะทำเป็นฐานข้อมูลเปิด (Open Database) หรือแหล่งรวมข้อมูล (Data Center) ซึ่งภายในกลางปีนี้ทางภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้าจะจัดการแข่งขันขึ้น โดยให้บุคคลภายนอกนำข้อมูลไปพัฒนาต่อยอด เพื่อพัฒนาแอปพลิเคชันทางพลังงานสำหรับ Data Visualization หรือ Data Analytic ต่อไป

“โครงการดังกล่าวได้รับทุนจากกองทุนพัฒนาไฟฟ้า มาตรา 97 (4) ในปี 2562 ในวงเงินงบประมาณ 120 ล้านบาท ใช้ระยะเวลาวิจัยพัฒนา 3 ปี เพื่อพัฒนาอุปกรณ์ต้นแบบและนำไปติดตั้งในพื้นที่การศึกษาของจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ครอบคลุมกว่า 250 อาคาร ติดตั้งอุปกรณ์ตรวจวัดต่างๆ ไปแล้วมากกว่า 1,200 ชิ้น และมีระบบย่อยเพื่อรองรับการพัฒนาต่างๆ 15 ระบบย่อย ปัจจุบันได้ขอขยายระยะเวลาดำเนินการ 1 ปี โดยจะสิ้นสุดโครงการประมาณเดือนกันยายนนี้

เครื่องวัดคุณภาพอากาศภายในอาคาร

โครงการนี้จะเน้นที่ระบบการบริหารจัดการพลังงานอัจฉริยะ ที่ประกอบด้วย การซื้อขายไฟฟ้าแบบ P2P และอาคารอัจฉริยะเป็นหลัก และระบบอื่นๆ เป็นส่วนเสริมการทำงานของระบบบริหารจัดการพลังงานอัจฉริยะ ทั้งนี้ ทีมวิจัยได้ติดตั้งระบบเซ็นเซอร์ ระบบมิเตอร์ อุปกรณ์ IoT และระบบอัจฉริยะอื่นๆ เพื่อปรับปรุงและพัฒนาพื้นที่ที่เป็นอยู่ให้รองรับการผลิตและการใช้พลังงานที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม โดยเฉพาะระบบผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์แบบติดตั้งบนหลังคา ผนวกกับพัฒนาระบบบริหารจัดการความต้องการใช้ไฟฟ้าภายในอาคารให้เหมาะสม

พร้อมทั้งได้ทำการทดสอบการซื้อขายไฟฟ้าที่ผลิตได้ในระบบผ่านแพลตฟอร์มการซื้อขายแบบ P2P เพื่อศึกษาผลกระทบต่อระบบไฟฟ้าในประเด็นต่างๆ ทั้งการวิเคราะห์กลไกตลาด (Market Mechanisms) การออกแบบสัญญาอัจฉริยะ (Smart Contacts) สำหรับการซื้อขายไฟฟ้า และการออกแบบอัตราค่าผ่านทาง (Wheeling Charge) ที่เหมาะสมกับการซื้อขายไฟฟ้าแบบ P2P

นอกจากระบบบริหารจัดการพลังงานอัจฉริยะแล้ว ทีมวิจัยได้ร่วมกับทีมวิจัยอื่นๆ ในจุฬาฯ ทำการสาธิตการเชื่อมต่อ CU Smart City Platform กับระบบจัดการสิ่งแวดล้อมอัจฉริยะ ระบบการสัญจรอัจฉริยะ และระบบการรักษาความปลอดภัยอัจฉริยะ เพื่อให้เกิดการเข้าถึงข้อมูลด้านต่างๆ ที่กล่าวมาข้างต้น เพื่อให้เกิดเป็นชุมชนอัจฉริยะภายในพื้นที่จุฬาฯ ด้วย

กล้องวงจรปิดตรวจนับจำนวนรถเข้า-ออก

กองทุนพัฒนาไฟฟ้าภายใต้การกำกับของ กกพ.

สำหรับกองทุนพัฒนาไฟฟ้าเพื่อกิจการตามมาตรา 97 (4) เพื่อส่งเสริมการใช้พลังงานหมุนเวียนและเทคโนโลยีในการประกอบกิจการไฟฟ้าที่มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อย มีวัตถุประสงค์การใช้จ่ายเงินกองทุนสำหรับการส่งเสริมการใช้พลังงานหมุนเวียนโดยจัดสรรเงินกองทุนผ่านความร่วมมือกับหน่วยงานที่เกี่ยวข้อง และการศึกษา วิจัย ด้านพลังงานหมุนเวียนและเทคโนโลยีในการประกอบกิจการไฟฟ้า โดยจัดสรรเงินกองทุนผ่านความร่วมมือการดำเนินงานด้านการบริหารจัดการทุนวิจัยกองทุนพัฒนาไฟฟ้าระหว่างสำนักงาน กกพ. และสำนักงานคณะกรรมการส่งเสริมวิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม

ที่ผ่านมาได้กองทุนพัฒนาไฟฟ้าเพื่อกิจการตามมาตรา 97 (4) เพื่อส่งเสริมการใช้พลังงานหมุนเวียนและเทคโนโลยีที่ใช้ในการประกอบกิจการไฟฟ้าที่มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อย เพื่อส่งเสริมการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียน ตั้งแต่ปีงบประมาณ พ.ศ. 2564 เป็นต้นมา กกพ. จัดสรรเงินกองทุนพัฒนาไฟฟ้าเพื่อกิจการตามมาตรา 97 (4) เพื่อสนับสนุนการติดตั้งระบบผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ให้กับโรงพยาบาลในสังกัดต่างๆ ภายใต้โครงการส่งเสริมการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียนแบบมุ่งเป้า (แบบที่เชื่อมต่อระบบโครงข่ายไฟฟ้า On Grid) งบประมาณรวม 518.33 ล้านบาท

ประกอบด้วย

1. โรงพยาบาลในสังกัดกระทรวงสาธารณสุข จำนวน 68 แห่ง กำลังการผลิตติดตั้งรวม 6,800 กิโลวัตต์สูงสุด งบประมาณรวม 204 ล้านบาท
2. โรงพยาบาลของคณะแพทยศาสตร์ สังกัดกระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม และกรุงเทพมหานคร จำนวน 15 แห่ง กำลังการผลิตติดตั้งรวม 8,750 กิโลวัตต์สูงสุด งบประมาณรวม 251.64 ล้านบาท และ
3. โรงพยาบาลสังกัดสำนักการแพทย์ กรุงเทพมหานคร จำนวน 10 แห่ง กำลังการผลิตติดตั้งรวม 2,795 กิโลวัตต์สูงสุด งบประมาณรวม 81.50 ล้านบาท

ทั้งนี้ คาดว่าจะสามารถลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้ 13,806 kgCO2e/ปี โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อผลิตไฟฟ้าใช้เอง ลดภาระค่าใช้จ่าย ลดการปลดปล่อยก๊าซเรือนกระจก นอกจากนี้ สำนักงาน กกพ. อยู่ระหว่างการจัดสรรเงินกองทุนพัฒนาไฟฟ้าสำหรับโรงพยาบาลในสังกัดอื่นๆ ผ่านความร่วมมือกับหน่วยงานที่เกี่ยวข้อง เพื่อขับเคลื่อนการดำเนินงานให้สอดคล้องกับนโยบายของประเทศในการบรรลุเป้าหมายความเป็นกลางทางคาร์บอน (Carbon Neutral) ในปี ค.ศ. 2050