Energy

Energy
Management

การจัดการพลังงานในมหาวิทยาลัยมหิดล

การใช้พลังงานไฟฟ้าของมหาวิทยาลัยมหิดล ศาลายา ประกอบด้วยการใช้พลังงานไฟฟ้าสำหรับการเรียนการสอน การให้บริการทางการแพทย์ การให้บริการทางด้านอื่น ๆ ตลอดจนการดำเนินกิจกรรมต่าง ๆ ของมหาวิทยาลัย ซึ่งทำให้ในแต่ละปีมีปริมาณความต้องการการใช้พลังงานที่สูง มหาวิทยาลัยมหิดลจึงได้เล็งเห็นถึงประโยชน์ของการจัดการพลังงาน เพื่อให้เกิดการใช้พลังงานอย่างยั่งยืนและมีประสิทธิภาพ อีกทั้งเป็นการลดการใช้พลังงานสิ้นเปลือง และส่งเสริมการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก จึงได้ดำเนินการส่งเสริมและสนับสนุนการใช้พลังงานทดแทน ไม่ว่าจะเป็นการใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์ หรือการนำไบโอดีเซลมาประยุกต์ใช้ ตลอดจนการนำเทคโนโลยีด้านพลังงานมาใช้ในการดำเนินงาน เป็นต้น ทั้งนี้ เพื่อเป็นการส่งเสริมการขับเคลื่อนมหาวิทยาลัยเชิงนิเวศและการพัฒนาอย่างยั่งยืน (Eco University and Sustainability) ของมหาวิทยาลัยมหิดล ให้บรรลุเป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืนในเป้าหมายที่ 7 พลังงานสะอาดที่เข้าถึงได้ (Affordable and Clean Energy) และเป้าหมายที่ 13 การรับมือกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (Climate Action)

เครื่องวัดพลังงานไฟฟ้าแบบดิจิทัล (Digital Power Meter)

ในปี พ.ศ. 2564 กองกายภาพและสิ่งแวดล้อม ได้ดำเนินการติดตั้งเครื่องวัดพลังงานไฟฟ้าแบบดิจิทัล ประเภท Automatic Meter Reading: AMR (Digital Power Meter: Automatic Meter Reading (AMR)) จำนวน 76 ชุด ให้แก่ส่วนงานภายในมหาวิทยาลัยมหิดล ศาลายา ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่สามารถดึงข้อมูลจากมิเตอร์และจดหน่วยออกใบแจ้งหนี้ให้กับส่วนงานเพื่อเรียกเก็บค่าไฟฟ้าได้แบบอัตโนมัติ ช่วยลดโอกาสในการเกิดความผิดพลาดจากการจดบันทึกข้อมูลหน่วยการใช้พลังงานของผู้ปฏิบัติงาน (Human Error) รวมถึงช่วยลดค่าใช้จ่ายในการจ้างเจ้าหน้าที่จากการไฟฟ้าดำเนินการจดหน่วยมิเตอร์ย่อยที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน นอกจากนี้ยังมีเว็บไซต์แสดงการใช้ข้อมูลการใช้พลังงานในแต่ละสถานที่ที่ติดตั้งมิเตอร์ไฟฟ้า ทำให้แต่ละส่วนงานภายในมหาวิทยาลัยสามารถนำข้อมูลดังกล่าวมาวิเคราะห์เพื่อหาการลดการใช้พลังงานไฟฟ้าของแต่ละส่วนงานภายในมหาวิทยาลัยมหิดลที่รับกระแสไฟฟ้าในระบบจำหน่าย 22 kV ภายในมหาวิทยาลัยมหิดล ศาลายา ได้ในอนาคตให้สามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพและเป็นระบบ อีกทั้งเพื่อให้การบริหารจัดการพลังงานเป็นไปตามวัตถุประสงค์ ของมหาวิทยาลัยมหิดล ส่วนงานภายในมหาวิทยาลัยมหิดล ศาลายา สามารถเข้าดูข้อมูลการใช้พลังงานไฟฟ้าได้ที่เว็บไซต์ www.mahidol-amr.com

กระบวนการการทำงานของระบบ Digital Power Meter System (Automatic Meter Reading: AMR)

สำหรับกระบวนการการทำงานของระบบ Digital Power Meter System (Automatic Meter Reading: AMR) แบ่งได้เป็น 4 ส่วนที่สำคัญ ดังนี้

1. ส่วนของ Hardware ประกอบด้วย

1.1 Meter
1.2 อุปกรณ์ประกอบเครื่องวัด (CT – VT)

การทำหน้าที่ของ Hardware โดยมิเตอร์จะทำหน้าที่บันทึกค่าพลังงานที่ใช้จริง และจะบันทึกทุก ๆ 15 นาที

2. ส่วนของ Communications ประกอบด้วย

2.1 Switch Hub
2.2 Media Converter

การทำหน้าที่ของ Communications จะทำหน้าที่การส่งข้อมูลค่าพลังงานที่บันทึกจากมิเตอร์ไปเก็บยัง Sever และยังทำหน้าที่เช็คสถานะว่าปัจจุบัน มิเตอร์ตัวดังกล่าวยังสามารถเชื่อมต่อกับระบบ AMR ได้หรือไม่

3. ส่วนของ System ประกอบด้วย

3.1 Asset Management
3.2 Data Collection
3.3 Device Control
3.4 Data Delivery

การทำหน้าที่ของ System จะทำหน้าที่รับข้อมูลค่าพลังงานที่บันทึกจากมิเตอร์มาประมวลผลบริหารจัดการคำนวณค่าไฟฟ้าตามโปรแกรมบริหารจัดการ เพื่อเตรียมออกใบแจ้งหนี้ และนำส่งข้อมูลการใช้พลังงานจริงขึ้นโชว์บนเว็บไซต์ ที่ทางมหาวิทยาลัย ได้จัดทำขึ้น

4. ส่วนของ Integration ประกอบด้วย

4.1 Billing
4.2 Scada
4.3 Reporting

การทำหน้าที่ของ Integration จะทำหน้าที่รับข้อมูล Report ที่ผ่านการบริหารจัดการและได้รับการอนุมัติจากผู้ดูแลระบบ เพื่ออนุมัติใบออกใบแจ้งนี้ เพื่อส่งต่อให้กับส่วนงานที่เกี่ยวข้องเรียกเก็บค่าไฟฟ้าในเดือนนั้นต่อไป พร้อมทั้งจัดเก็บ Report เพื่อให้ส่วนงานได้นำข้อมูลการใช้พลังงานไปใช้ในการกรอกข้อมูลต่าง ๆ ต่อไป

พลังงานแสงอาทิตย์
(Solar Energy)

ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2558 มหาวิทยาลัยมหิดลได้กำหนดแนวทางและมาตรการในการจัดการพลังงาน จึงได้เริ่มดำเนินการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์เข้ามาใช้ประโยชน์ในการจำหน่ายพลังงานไฟฟ้าในอาคารภายในมหาวิทยาลัย เป็นการส่งเสริมความเป็นสังคมคาร์บอนต่ำ (Low Carbon Society) อันตอบสนองต่อนโยบายของมหาวิทยาลัยในการสร้างความเป็นมหาวิทยาลัย เชิงนิเวศ (Eco-university) ตลอดจนช่วยลดภาระค่าใช้จ่ายด้านพลังงานไฟฟ้าของมหาวิทยาลัยด้วย โดยพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้จากระบบโซลาร์เซลล์ของอาคารที่มีการติดตั้ง จะนำมาใช้กับอุปกรณ์และเครื่องใช้ไฟฟ้าภายในอาคาร เช่น เครื่องปรับอากาศ โคมไฟฟ้าแสงสว่าง เครื่องคอมพิวเตอร์ เป็นต้น สำหรับระบบพลังงานแสงอาทิตย์ในมหาวิทยาลัยมหิดลที่ได้ดำเนินการติดตั้งนั้น มี 2 แบบ ได้แก่

1. ระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบ Off-grid
(Off-grid Solar Energy System)

ระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบ Off-grid ได้ถูกดำเนินการติดตั้งที่อาคารศูนย์การเรียนรู้มหิดล และสถานีพักคอยรถบัสมหาวิทยาลัยมหิดล โดยมีขนาดกำลังการผลิตสูงสุดอยู่ที่ 1.3 กิโลวัตต์ (kW) ติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ชนิด Polycrystalline ซึ่งเป็นแผงโซลาร์เซลล์ที่สามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าได้แม้จะมีแสงน้อย มีกำลังการผลิตต่อแผง 310 วัตต์ (W) เป็นจำนวน 4 แผง และติดตั้งแบตเตอรี่กักเก็บพลังงานขนาด 200 แอมแปร์-ชั่วโมง (Ah) จำนวน 4 ใบ เพื่อสำรองพลังงานไว้ในช่วงที่ไม่มีแสงอาทิตย์ ระบบพลังงานแสงอาทิตย์ประเภทนี้จะเป็นระบบพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตขึ้นมาจะไม่เชื่อมต่อกับระบบไฟฟ้าหลักของอาคาร โดยจัดเก็บพลังงานไว้ในแบตเตอรี่ สามารถสำรองพลังงานไว้ใช้งานได้ตลอดทั้งวันเพื่อให้บุคลากรและนักศึกษาที่เข้ามาใช้งานภายในพื้นที่ของอาคารศูนย์การเรียนรู้ และสถานีพักคอยรถบัสของมหาวิทยาลัย สามารถชาร์จอุปกรณ์ไฟฟ้าพกพา เช่น โทรศัพท์มือถือ, แล็ปท็อป, เพาเวอแบงค์ เป็นต้น

ตั้งแต่เริ่มดำเนินการติดตั้งระบบพลังงานแสงอาทิตย์สามารถผลิตพลังงานไฟฟ้ารวมทั้งสิ้น 202.7 วัตต์ (W) ประกอบด้วย
1) อาคารศูนย์การเรียนรู้มหิดล 14.3 W
2) สถานีพักคอยรถบัสมหาวิทยาลัยมหิดล 188.4 W

2. ระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบ On-grid
(On-grid Solar Energy System)

ระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบ On-grid เป็นระบบที่สามารถใช้พลังงานไฟฟ้าที่ผลิตจากโซลาร์เซลล์ควบคู่ไปกับการใช้พลังงานไฟฟ้าจากการไฟฟ้า โดยได้ดำเนินการติดตั้งที่อาคารสำนักงานระบบบำบัดน้ำเสียรวม มหาวิทยาลัยมหิดล ศาลายา ที่มีพื้นที่ขนาดใหญ่ประมาณ 4 ไร่ โดยในพื้นที่ประกอบด้วย อาคารสำนักงาน บ่อปรับสมดุลน้ำเสีย บ่อเติมอากาศ บ่อตกตะกอน บ่อสัมผัสคลอรีน และอาคารจ่าย และมีเครื่องจักรขนาดใหญ่ทำให้มีความต้องการใช้พลังงานสูง โดยมีการใช้พลังงานไฟฟ้าเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 28,000 หน่วยต่อเดือน หรือประมาณ 112,000 บาทต่อเดือน จึงได้ติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ ขนาดกำลังการผลิตรวมสูงสุด 21.78 กิโลวัตต์ (kW) ติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ชนิด Monocrystalline จำนวน 66 แผง มีกำลังการผลิตต่อแผงอยู่ที่ 330 วัตต์ (W) ซึ่งเป็นแผงโซลาร์เซลล์ที่มีประสิทธิภาพในการผลิตไฟฟ้ามากกว่าแบบ Polycrystalline สำหรับพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้นั้นสามารถนำมาจ่ายให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าต่าง ๆ ภายในสำนักงานระบบบำบัดน้ำเสีย (กรณีที่เปิดใช้งานพร้อมกัน) ได้ดังนี้

- เครื่องปรับอากาศ 24,000 btu จำนวน 2 เครื่อง
- เครื่องปรับอากาศ 18,000 btu จำนวน 2 เครื่อง
- โทรทัศน์ ขนาด 55 นิ้ว จำนวน 1 เครื่อง
- ตู้เย็น ขนาด 9.7 คิว (cubic foot) จำนวน 1 เครื่อง
- ปั๊มน้ำ 0.75 กิโลวัตต์ (kW) จำนวน 2 ตัว
- หลอดไฟ LED 18 วัตต์ (W) จำนวน 30 หลอด

อย่างไรก็ตามหากระบบผลิตไฟฟ้าได้มากกว่าปริมาณความต้องการไฟฟ้าของอาคารสำนักงานระบบบำบัดน้ำเสียรวม พลังงานไฟฟ้าส่วนที่เหลือจะถูกนำไปจ่ายให้กับเครื่องจักรต่าง ๆ ในระบบบำบัดน้ำเสียรวมของมหาวิทยาลัย เพื่อให้เกิดประโยชน์สูงสุดในการใช้พลังงานจากพลังงานทดแทน

Solar Rooftop อาคารสำนักงานระบบบำบัดน้ำเสียรวม มหาวิทยาลัยมหิดล ศาลายา ได้ดำเนินการเริ่มจ่ายไฟฟ้าตั้งแต่วันที่ 21 กุมภาพันธ์ 2564 ผลิตพลังงานไฟฟ้าได้วันละ 80-100 หน่วย สามารถประหยัดค่าไฟฟ้าประมาณเดือนละ 10,000 บาท ซึ่งในปัจจุบันระบบโซลาร์เซลล์ผลิตพลังงานไฟฟ้าจ่ายให้อาคารสำนักงานภายในสถานีบำบัดน้ำเสียรวมมหาวิทยาลัยมหิดล ไปแล้ว 9.69 เมกะวัตต์-ชั่วโมง (MWh) หรือเท่ากับลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 3,798.67 กิโลกรัม (kg) หรือเท่ากับการปลูกต้นไม้ทดแทนประมาณ 113 ต้น ผู้สนใจสามารถเข้าไปดูรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่เว็บไซต์ https://monitoringpublic.solaredge.com/solaredge-web/p/site/public?name=Mahidol-WTP#/dashboard

อุปกรณ์สำคัญของระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบ
Off-grid และ On-grid

แบบ Off-grid	แบบ On-grid
1. แผงโซลาร์เซลล์ (Solar Panel) 2. อุปกรณ์แปลงกระแสไฟฟ้า (Inverter) 3. แบตเตอรี่ (Battery)	1. แผงโซลาร์เซลล์ (Solar Panel) 2. อุปกรณ์แปลงกระแสไฟฟ้า (Inverter) 3. ตู้ควบคุมไฟฟ้า (Control Cabinet)

หน้าที่การทำงานของระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบ
Off grid และ On grid

แบบ Off-grid	แบบ On-grid
1. เมื่อแสงอาทิตย์ตกกระทบกับแผงโซลาร์เซลล์ที่ติดตั้งอยู่บนหลังคา แผงโซลาร์เซลล์ทั้งหมดจะทำการผลิตกระแสไฟฟ้าเป็นไฟฟ้ากระแสตรงจากระบบควบคุมเข้าสู่อินเวอร์เตอร์	1. เมื่อแสงอาทิตย์ตกกระทบกับแผงโซลาร์เซลล์ที่ติดตั้งอยู่บนหลังคา แผงโซลาร์เซลล์ทั้งหมดจะทำการผลิตกระแสไฟฟ้าเป็นไฟฟ้ากระแสตรงเข้าสู่อินเวอร์เตอร์ ซึ่งโซลาร์เซลล์ที่ได้ติดตั้งมีระบบที่สามารถดูการทำงานของแผงโซลาร์เซลล์ได้ทำให้สามารถตรวจสอบได้ว่าปัจจุบันแต่ละแผงผลิตไฟฟ้าอยู่กี่วัตต์
2. อินเวอร์เตอร์ทำหน้าที่เปลี่ยนไฟฟ้ากระแสตรงให้กลายเป็นไฟฟ้ากระแสสลับเพื่อจ่ายเข้าสู่ระบบไฟฟ้าต่าง ๆ ภายในอาคารที่ติดตั้งก็คือโต๊ะชาร์ตอุปกรณ์ และเก็บสำรองพลังงานไว้ในแบตเตอรี่ เนื่องจากเป็นระบบ Off-grid อินเวอร์เตอร์จะไม่มีการเชื่อมต่อกับระบบไฟฟ้าหลัก หรือไฟฟ้าจากการไฟฟ้าเข้ามา เพื่อแยกระบบการทำงานอย่างชัดเจน	2. หลังจากนั้นกระแสไฟฟ้าจะเข้าไปที่กริดไทอินเวอร์เตอร์ (Grid Tie Inverter) ซึ่งอินเวอร์เตอร์จะทำการแปลงไฟฟ้ากระแสตรงให้เป็นไฟฟ้ากระแสสลับและส่งผ่านเข้าสู่ตู้ควบคุมระบบไฟฟ้า โดยอินเวอร์เตอร์จะมีระบบการเก็บข้อมูลและสามารถดูข้อมูลพลังงานไฟฟ้าได้ผ่านทางเว็บไซต์
3. หากช่วงเวลาที่มีความเข้มของแสงอาทิตย์มีไม่มากพอหรือการใช้อุปกรณ์ที่มีกำลังการใช้ไฟฟ้าสูงมากกว่ากำลังที่ผลิตขึ้นมาได้จากโซลาร์เซลล์ ระบบจะมีการนำกำลังไฟฟ้าส่วนที่ขาดจากแบตเตอรี่ออกมาใช้เพื่อให้อุปกรณ์ไฟฟ้าสามารถใช้งานได้ตามปกติ	3. ตู้ควบคุมไฟฟ้าจะทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์ตัดตอนการส่งจ่ายพลังงานไฟฟ้า และป้องกันอุปกรณ์ต่าง ๆ เมื่อเกิดการลัดวงจร โดยพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้จะนำมาใช้งานกับอุปกรณ์เครื่องใช้ไฟฟ้าภายในอาคาร และหากกำลังการผลิตไฟฟ้ามีมากกว่าปริมาณความต้องการใช้ไฟฟ้า พลังงานส่วนที่เหลือจะถูกนำไปจ่ายให้กับอุปกรณ์อื่น ๆ ต่อไป

ไบโอดีเซล (Biodiesel)

มหาวิทยาลัยมหิดลได้ส่งเสริมการเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้ทรัพยากร (Efficiency Resources) โดยมีแนวคิดในนำน้ำมันที่ใช้แล้วจากการประกอบอาหารของศูนย์อาหารภายในมหาวิทยาลัยกลับมาใช้ประโยชน์อีกครั้ง ผ่านกระบวนการผลิตเป็นไบโอดีเซล เพื่อให้เป็นเชื้อเพลิงทางเลือกอีกประเภทหนึ่ง โดยเมื่อปี พ.ศ. 2560 ได้เริ่มต้นดำเนินการติดตั้งเครื่องผลิตไบโอดีเซลที่บริเวณด้านข้างของอาคารศูนย์การเรียนรู้มหิดล มหาวิทยาลัยมหิดล เนื่องจากพื้นที่บริเวณศูนย์การเรียนรู้มหิดล เป็นพื้นที่ส่วนกลางของมหาวิทยาลัยและมีศูนย์อาหารกลางที่สามารถรองรับผู้มาใช้บริการภายในอาคารได้มากกว่า 1,000 คน ทำให้ศูนย์อาหารแห่งนี้เกิดน้ำมันใช้แล้วจากการทอดซ้ำในปริมาณมาก

ในการผลิตไบโอดีเซลจากน้ำมันประกอบอาหาร เป็นการนำน้ำมันเก่าหรือน้ำมันที่ผ่านการใช้งานแล้ว เข้ากระบวนการใช้ปฏิกิริยาทรานส์เอสเทอริฟิเคชั่น (Transesterification) ผสมส่วนผสมต่าง ๆ จนออกมาเป็นไบโอดีเซลนั้น มีต้นทุนการผลิตไบโอดีเซลเพียง 20–24 บาท ต่อ 1 ลิตร โดยไบโอดีเซลที่ได้จากกระบวนการผลิตจะนำไปใช้กับรถขนของ และรถบรรทุกต่าง ๆ ภายในมหาวิทยาลัย จากความสำเร็จของในการผลิตไบโอดีเซลเพื่อใช้ประโยชน์ต่าง ๆ ในมหาวิทยาลัยดังกล่าวนั้น นำไปสู่การถ่ายทอดองค์ความรู้เกี่ยวกับไบโอดีเซลให้แก่ชุมชนโดยรอบอีกด้วย

ขั้นตอนการผลิตน้ำมันไบโอดีเซล

1. นำน้ำมันทอดซ้ำ 50 ลิตร กรองผ่านถังกรอง
2. น้ำมันที่ผ่านการกรองแล้วจะถูกปั๊มมาไว้ที่ถังทำปฏิกิริยา และมีการต้มไล่ความชื้น ที่อุณหภูมิ 110 ºC เป็นเวลา 30 นาที จากนั้นพักน้ำมันให้เย็น จนกระทั่ง น้ำมันมีอุณหภูมิ 50–55 ºC
3. เตรียมสารเคมีสำหรับใช้ในการผลิตไบโอดีเซลในถังผสมสาร โดยเติมเมทานอล 10 ลิตร (20% ของปริมาณน้ำมัน) ลงในถังกวนสาร จากนั้นเติมโปแทสเซียมไฮดรอกไซด์ 600 กรัม (1.2% ของปริมาณน้ำมัน) ลงในถัง ค่อย ๆ กวนสารให้เข้ากัน แล้วจึงปล่อยสารลงในถังทำปฏิกิริยา
4. ถังทำปฏิกิริยา จะมีน้ำมันที่ผ่านการกรองและสารเคมีที่ผสมแล้ว (เมทานอล+โปแทสเซียมไฮดรอกไซด์) ตั้งอุณหภูมิที่ 50-55 ºC และกวนสารเป็นเวลา 10 นาที
5. จากนั้นปล่อยให้น้ำมันแยกตัว (ใช้เวลาข้ามคืน) จะแยกส่วนของน้ำมันไบโอดีเซล (สีเหลืองใส) กับ กลีเซอรีน (สีน้ำตาลเข้ม)
6. ล้างทำความสะอาดน้ำมันไบโอดีเซล (สีเหลืองใส) ที่ได้ 3–4 ครั้ง แล้วจึงต้มไล่ความชื้นอีกครั้ง พักให้เย็น จึงปั๊มมาเก็บไว้ที่ถังสุดท้ายสำหรับเก็บไบโอดีเซล

น้ำมันไบโอดีเซลที่ผลิตได้ นำไปใช้กับรถขนของภายในมหาวิทยาลัยมหิดล ทำให้เกิดการนำมาใช้ใหม่ ช่วยลดปัญหาด้านสิ่งแวดล้อม นำไปสู่การถ่ายทอดองค์ความรู้สู่ชุมชนโดยรอบ และสร้างระบบการจัดการน้ำมันใช้แล้วอย่างยั่งยืนต่อ