ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การเปลี่ยนผ่านด้านพลังงานของโลกกำลังเร่งตัวขึ้นอย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะการผลักดันไปสู่ระบบพลังงานสะอาด คาร์บอนต่ำ และการใช้เทคโนโลยีดิจิทัลเข้ามาเป็นแกนหลักในการบริหารจัดการพลังงาน หนึ่งในตัวอย่างที่ชัดเจนคือการพัฒนาศูนย์วิจัยและแพลตฟอร์มเทคโนโลยีพลังงานอัจฉริยะ ที่ผสานทั้งปัญญาประดิษฐ์ ระบบควบคุมอัตโนมัติ หุ่นยนต์ และการสื่อสารยุคใหม่เข้าด้วยกัน เพื่อรองรับโครงสร้างพลังงานขนาดใหญ่ในอนาคต
ศูนย์วิจัยพลังงานอัจฉริยะแบบครบวงจร
ที่ศูนย์วิจัย China Datang Corporation Ltd., เขตสือจิ่งชาน กรุงปักกิ่ง สาธารณรัฐประชาชนจีน
ศูนย์วิจัยแห่งนี้ถูกออกแบบให้เป็นแพลตฟอร์มวิจัยและพัฒนาแบบบูรณาการ ตั้งแต่ระดับชิป วงจรควบคุม บอร์ดฮาร์ดแวร์ ไปจนถึงระบบซอฟต์แวร์และการทดสอบจริงในภาคสนาม โดยมีเป้าหมายเพื่อรองรับการพัฒนาระบบพลังงานยุคใหม่ที่มีความซับซ้อนสูง
ภายในศูนย์ มีการดำเนินงานครอบคลุมตั้งแต่การออกแบบเทคโนโลยีระดับพื้นฐาน ไปจนถึงการประยุกต์ใช้ในโรงไฟฟ้าจริง ทั้งพลังงานลม พลังงานแสงอาทิตย์ และพลังงานความร้อน โดยเชื่อมโยงเป็นห่วงโซ่การวิจัยและพัฒนาแบบครบวงจร
ระบบควบคุมหลักของกังหันลม: “สมองของระบบพลังงาน”
หนึ่งในเทคโนโลยีสำคัญคือระบบควบคุมหลักของกังหันลม ซึ่งทำหน้าที่เปรียบเสมือน “สมอง” ของเครื่องจักร คอยควบคุมการทำงานทั้งหมดเพื่อให้กังหันลมสามารถทำงานได้อย่างปลอดภัย มีเสถียรภาพ และมีประสิทธิภาพสูงสุด
ระบบดังกล่าวถูกพัฒนาให้สามารถทำงานร่วมกับเทคโนโลยีอัจฉริยะอื่น ๆ เช่น ระบบตรวจจับอัจฉริยะ ระบบควบคุมอัตโนมัติ และระบบตอบสนองเหตุฉุกเฉิน เพื่อเพิ่มความสามารถในการบริหารจัดการพลังงานในระดับอุตสาหกรรม
แพลตฟอร์มควบคุมอัจฉริยะและการบริหารแบบรวมศูนย์
อีกหนึ่งหัวใจสำคัญคือแพลตฟอร์มควบคุมอัจฉริยะ (Intelligent Control Platform) ซึ่งสามารถรวบรวมข้อมูลจากอุปกรณ์ภาคสนามทั้งหมดมาวิเคราะห์แบบเรียลไทม์
ระบบนี้ช่วยให้สามารถบริหารจัดการโรงไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียนได้แบบรวมศูนย์ พร้อมทั้งวิเคราะห์สถานะการทำงานของอุปกรณ์ และสนับสนุนการควบคุมเชิงเหมาะสมที่สุด เพื่อเพิ่มความปลอดภัย ความยืดหยุ่น และประสิทธิภาพของระบบโดยรวม
ระบบพยากรณ์กำลังการผลิตไฟฟ้า: 3 บทบาทสำคัญ
ศูนย์วิจัยยังได้พัฒนาระบบพยากรณ์กำลังการผลิตไฟฟ้าแบบรวมศูนย์ (Centralized Power Forecasting System) ที่มีบทบาทสำคัญต่อระบบพลังงานสมัยใหม่ โดยทำหน้าที่หลัก 3 ด้าน ได้แก่
1. ด้านความปลอดภัยในการดำเนินงาน
ช่วยคาดการณ์ความผันผวนของการผลิตไฟฟ้าล่วงหน้า และสนับสนุนการประสานงานกับโครงข่ายไฟฟ้า
2. ด้านการพัฒนาระบบโครงข่ายไฟฟ้า
เพิ่มความแม่นยำของแผนการผลิตพลังงานหมุนเวียน และส่งเสริมการนำพลังงานสะอาดเข้าสู่ระบบโครงข่ายมากขึ้น
3. ด้านการสนับสนุนการตัดสินใจ
ใช้ในการวางแผนซื้อขายไฟฟ้า การจัดตารางการผลิต การเดินเครื่อง และการบริหารสมดุลของระบบไฟฟ้า
ระบบนี้ใช้ข้อมูลจากสภาพอากาศ เช่น ความเร็วลม แสงแดด และอุณหภูมิ ร่วมกับปัญญาประดิษฐ์ (AI) เพื่อคาดการณ์ปริมาณไฟฟ้าที่จะผลิตได้ในอนาคตอย่างแม่นยำ
การสื่อสารพลังงานยุคใหม่: 5G + ดาวเทียม + IoT
เพื่อรองรับการตรวจสอบในพื้นที่กว้างและห่างไกล ศูนย์วิจัยได้พัฒนาเครือข่ายสื่อสารแบบผสมผสาน โดยรวมเทคโนโลยี 5G การสื่อสารผ่านดาวเทียมวงโคจรต่ำ (LEO Satellite) และ Industrial IoT เข้าด้วยกัน
ระบบนี้ช่วยให้สามารถติดตามและควบคุมโรงไฟฟ้าในพื้นที่ห่างไกลได้อย่างมีประสิทธิภาพ และเพิ่มความเสถียรของระบบพลังงานโดยรวม
ระบบบริหารเหตุฉุกเฉินอัจฉริยะ
อีกหนึ่งนวัตกรรมสำคัญคือระบบบริหารจัดการเหตุฉุกเฉินแบบบูรณาการ Chang’an 5G+ ซึ่งใช้หมวกนิรภัยอัจฉริยะที่ติดตั้งเทคโนโลยี AR เป็นอุปกรณ์ปลายทาง
หมวกนิรภัยนี้สามารถส่งภาพวิดีโอ เสียง ระบุตำแหน่งบุคคล มอบหมายงาน และติดตามความคืบหน้าแบบเรียลไทม์ เชื่อมต่อระหว่างพื้นที่ปฏิบัติงานกับศูนย์ควบคุมได้ทันที
ในศูนย์ควบคุม เจ้าหน้าที่สามารถดูภาพหน้างานแบบสด และสั่งการได้โดยตรง พร้อมการเชื่อมโยงข้อมูลจากกล้องวงจรปิด ระบบป้องกันอัคคีภัย และระบบตรวจวัดอุทกวิทยา ทำให้สามารถแจ้งเตือนและตอบสนองเหตุฉุกเฉินได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ
หุ่นยนต์อัจฉริยะ: จากพื้นดิน สู่ใต้น้ำ และอากาศ
ศูนย์วิจัยยังได้พัฒนาหุ่นยนต์อัจฉริยะหลายรูปแบบ เพื่อรองรับการตรวจสอบในพื้นที่เสี่ยงและพื้นที่เข้าถึงยาก
* หุ่นยนต์ภาคพื้นดิน ใช้สำหรับการสำรวจและเก็บกู้อุปกรณ์ในพื้นที่ซับซ้อน
* หุ่นยนต์ทางอากาศ ใช้ตรวจสอบพื้นที่ขนาดใหญ่
* หุ่นยนต์ใต้น้ำ ใช้ตรวจสอบโครงสร้างเขื่อนและโรงไฟฟ้าพลังน้ำ
หุ่นยนต์ใต้น้ำสามารถตรวจจับการกัดกร่อนของเหล็กเสริม รอยร้าวของเขื่อน และความผิดปกติของโครงสร้างได้อย่างแม่นยำ ช่วยลดความเสี่ยงที่มนุษย์ต้องลงไปปฏิบัติงานในพื้นที่อันตราย
ระบบทั้งสามทำงานร่วมกันเป็น “ระบบตรวจสอบสามมิติ” ที่ครอบคลุมทั้งพื้นดิน ใต้น้ำ และอากาศ
“Zhidian No.1” หุ่นยนต์ตรวจสอบรอยเชื่อมกังหันลม
อีกหนึ่งนวัตกรรมที่โดดเด่นคือ “Zhidian No.1” หุ่นยนต์ตรวจสอบรอยเชื่อมของกังหันลมตัวแรกของจีน
หุ่นยนต์นี้สามารถเคลื่อนที่ไปตามแนวรอยเชื่อมโดยอัตโนมัติ ตรวจจับข้อบกพร่องได้อย่างแม่นยำ และสามารถทำงานแทนมนุษย์ในพื้นที่สูง ลดความเสี่ยงในการปฏิบัติงาน พร้อมเติมเต็มช่องว่างทางเทคโนโลยีภายในประเทศ
ระบบตรวจสอบสามมิติและการทำงานร่วมกัน
ระบบภาคพื้นดินและระบบทางอากาศถูกออกแบบให้ทำงานร่วมกันอย่างสมบูรณ์ ก่อให้เกิดระบบตรวจสอบแบบสามมิติที่มีความครอบคลุมสูง สามารถเชื่อมโยงข้อมูลจากทุกมิติของพื้นที่ปฏิบัติงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ
การจัดการฐานพลังงานขนาดใหญ่และ UHVDC
หนึ่งในโครงการสำคัญคือการพัฒนาฐานพลังงานสะอาดขนาดใหญ่ที่สุดในโลก ซึ่งใช้เทคโนโลยี UHVDC (Ultra High Voltage Direct Current Transmission) ในการส่งพลังงานไฟฟ้าไปยังพื้นที่ห่างไกล
แม้จะมีประสิทธิภาพสูง แต่ยังเผชิญความท้าทาย เช่น แรงดันไฟฟ้าเกินชั่วขณะ การแกว่งตัวของความถี่ และปัญหาเสถียรภาพของระบบ
เพื่อแก้ปัญหานี้ ห้องปฏิบัติการได้พัฒนาแนวทางการออกแบบระบบร่วมกัน โดยใช้เครื่องชดเชยกำลังไฟฟ้า (Synchronous Condenser) และระบบกักเก็บพลังงาน (Energy Storage System) ซึ่งช่วยลดจำนวนอุปกรณ์ที่ต้องใช้ และประหยัดต้นทุนการลงทุนได้หลายร้อยล้านหยวน
เป้าหมายคาร์บอนคู่และระบบพลังงานอนาคต
โครงการทั้งหมดมุ่งสนับสนุนเป้าหมาย “Dual Carbon” ของจีน คือการลดการปล่อยคาร์บอนและมุ่งสู่ความเป็นกลางทางคาร์บอน โดยเพิ่มสัดส่วนพลังงานหมุนเวียนในระบบไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง
ฐานพลังงานขนาดใหญ่ถือเป็น “สนามหลัก” ของการเปลี่ยนผ่านพลังงาน และเทคโนโลยีดิจิทัลคือเครื่องมือสำคัญในการขับเคลื่อนเป้าหมายนี้
การพัฒนาบุคลากรด้านวิศวกรรมพลังงาน
ในด้านบุคลากร มีการพัฒนาระบบการฝึกอบรมวิศวกรรมแบบบูรณาการร่วมกับมหาวิทยาลัยชั้นนำ เช่น ชิงหวา เทียนจิน ซีอานเจียวทง และ North China Electric Power University
มีผู้เข้ารับการฝึกอบรมรวมกว่า 350 คน โดยเน้นวิศวกรรุ่นใหม่อายุต่ำกว่า 35 ปี และบัณฑิตส่วนใหญ่เริ่มต้นอาชีพตั้งแต่อายุ 22–24 ปี เพื่อสร้างกำลังคนคุณภาพสูงรองรับอุตสาหกรรมพลังงานในอนาคต
“ห้องคอนโทรลส่งเสริมการใช้ระบบไฟฟ้าอัจฉิริยะ และพลังงานสะอาดในเขตเมืองหลวง”
ศูนย์วิจัยได้ดำเนินการตรวจสอบและติดตามระบบมิเตอร์ต่าง ๆ แบบเรียลไทม์ สั่งการเดินเครื่องจากระยะไกล การเชื่อมโยงระหว่างระบบผลิตไฟฟ้าความร้อนกับระบบสั่งการ และการติดตามค่าด้านสิ่งแวดล้อมแบบเรียลไทม์ด้วย
การใช้เทคโนโลยีอัจฉริยะและระบบดิจิทัลเหล่านี้ เราสามารถเสริมความมั่นคงของการดำเนินงานด้านความปลอดภัยในการผลิตไฟฟ้า และช่วยรับประกันความปลอดภัยของการจ่ายไฟฟ้าและพลังงานความร้อนให้กับเมืองหลวง
ระบบบริหารจัดการแบบบูรณาการช่วยให้สามารถตรวจสอบพารามิเระบบมิเตอร์ต่าง ๆ ของหน่วยผลิตแบบเรียลไทม์ ควบคุมการทำงานจากระยะไกล และสั่งการแบบไดนามิกระหว่างระบบโครงข่ายไฟฟ้าและระบบทำความร้อน รวมถึงการตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อมแบบศูนย์กลาง
ระบบทรัพยากรดิจิทัลและอัจฉริยะนี้ สามารถดำเนินมาตรการด้านความปลอดภัยในการปฏิบัติงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ และทำให้มั่นใจได้ถึงความมั่นคงของการจ่ายไฟฟ้าและพลังงานเพื่อสนับสนุนเมืองหลวง
โดยมี บริษัท จงตาถัง เกาจิ่ง เทอร์มอลพาวเวอร์ (China Datang Gaojing Thermal Power Company) เป็นกำลังหลักในการรักษาความมั่นคงด้านพลังงานของกรุงปักกิ่ง
ภายในปี 2025 กำลังการผลิตติดตั้งทั้งหมดของเครือข่ายไฟฟ้าในเขตปักกิ่ง–เทียนจิน–ถังซาน จะสูงถึง 24.79 ล้านกิโลวัตต์ และตลอดทั้งปีสามารถส่งพลังงานไฟฟ้าเข้าสู่เมืองหลวงได้ประมาณ 66.3 พันล้านกิโลวัตต์ชั่วโมง หรือกล่าวได้ว่าเกือบครึ่งหนึ่งของความต้องการไฟฟ้าของกรุงปักกิ่งได้รับการสนับสนุนจากกลุ่มบริษัทนี้
โรงไฟฟ้าเกาจิ่งเป็นโรงไฟฟ้ากังหันก๊าซที่ใหญ่ที่สุดที่ยังดำเนินการอยู่ของศูนย์วิจัยไชน่าต้าถัง China Datang มีเครื่องกังหันก๊าซ 3 เครื่อง และกังหันไอน้ำ 2 เครื่อง มีกำลังการผลิตติดตั้งรวม 1,380 เมกะวัตต์
การผลิตไฟฟ้าของโรงงานแห่งนี้คิดเป็นประมาณ 13% ของกำลังการผลิตไฟฟ้าจากกังหันก๊าซทั้งหมดภายใต้ระบบจ่ายไฟรวมของปักกิ่ง และพื้นที่ให้บริการด้านความร้อนครอบคลุมประมาณ 7% ของเขตเมืองชั้นในของกรุงปักกิ่ง
โรงไฟฟ้าสามารถตอบสนองความต้องการสำคัญสองด้านพร้อมกัน คือทั้งการจ่ายไฟฟ้าให้เมืองและการให้ความร้อนในฤดูหนาวแก่ประชาชน ซึ่งช่วยเสริมความมั่นคงด้านพลังงานของเมืองหลวงอย่างแข็งแกร่ง
นอกจากนี้ยังมีเทคโนโลยีจาก Cornell ซึ่งเป็นเทคโนโลยีแบบ Combined Cycle ที่สามารถใช้พลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูง โดยเป็นการผสานการทำงานของก๊าซธรรมชาติ ทำให้มีประสิทธิภาพในการผลิตไฟฟ้าสูง และช่วยลดการปล่อยมลพิษได้อย่างมีนัยสำคัญ เทคโนโลยีนี้ยังมีจุดเด่นคือสามารถเริ่มเดินเครื่องได้อย่างรวดเร็ว จึงตอบสนองต่อความต้องการพลังงานของเมืองที่เพิ่มขึ้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ในด้านสิ่งแวดล้อมและการพัฒนาคุณภาพชีวิตของประชาชน ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา ศูนย์วิจัยยังมีกระบวนการปรับเปลี่ยนระบบไปสู่ความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม (สีเขียว) อย่างต่อเนื่อง ในปีนี้ อาศัยการวางผังเชิงพื้นที่ในเขตกรุงปักกิ่ง ได้เริ่มเดินเครื่องโครงการผลิตไฟฟ้าพลังงานลมผสมพลังงานแสงอาทิตย์จำนวน 5 โครงการ และโครงการสาธิต “คาร์บอนเป็นศูนย์” อีก 1 โครงการ
ทั้งหมดนี้สะท้อนให้เห็นถึงการผสานเทคโนโลยีหลายด้านเข้าด้วยกัน ทั้ง AI ระบบควบคุมอัจฉริยะ หุ่นยนต์ การสื่อสารยุคใหม่ การวิเคราะห์ข้อมูล และระบบพลังงานหมุนเวียน
เป้าหมายไม่ใช่เพียงการผลิตไฟฟ้า แต่คือการสร้างระบบพลังงานที่ปลอดภัย มีประสิทธิภาพ ยืดหยุ่น และยั่งยืน เพื่อรองรับการเปลี่ยนผ่านสู่ยุคพลังงานสะอาดอย่างเต็มรูปแบบในอนาคต
ภาพ -ข่าว มณีนาถ อ่อนพรรณา
