การกำหนดขนาดของแบตเตอรี่ที่เหมาะสมในระบบผลิตไฟฟ้าโดยคำนึงถึงอัตราการเปลี่ยนแปลงของโหลดและการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียน

Abstract

จากความต้องการใช้ไฟฟ้าของประเทศที่เพิ่มสูงขึ้นทุกปี ทำให้ภาครัฐต้องจัดหาเชื้อเพลิงเพื่อนำมาผลิตไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานหลัก คือ เชื้อเพลิงประเภทฟอสซิล อย่างไรก็ดี การใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลสร้างผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและมีเป็นเชื้อเพลิงที่มีแนวโน้มจะหมดไปในอนาคต ดังนั้น พลังงานหมุนเวียนจึงเป็นทางเลือกหนึ่งที่สามารถนำมาช่วยในการผลิตไฟฟ้าได้ กระทรวงพลังงานมีแผนการส่งเสริมการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียนให้มีมากขึ้นทุกๆ ปี อย่างไรก็ตาม การใช้งานพลังงานหมุนเวียนในสัดส่วนสูงอาจก่อให้เกิดปัญหากับระบบไฟฟ้าได้ เช่น ปัญหาความไม่แน่นอนของกำลังไฟฟ้าที่ผลิตได้โดยเฉพาะจากพลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์ ซึ่งพลังงานแสงอาทิตย์ที่ผลิตได้มากในเวลากลางวันแต่ไม่สามารถผลิตได้ในเวลากลางคืน ส่งผลกระทบทำให้ระบบไฟฟ้าขาดเสถียรภาพ ซึ่งปัญหาหนึ่งที่เห็นได้เด่นชัด คือ ปัญหาการตอบสนองของระบบผลิตไฟฟ้าต่ออัตราการเปลี่ยนแปลงของโหลด กล่าวคือ โรงไฟฟ้าที่เดินเครื่องอยู่ในระบบอาจไม่สามารถตอบสนองต่อการเพิ่มและลดลงอย่างฉับพลันของโหลดได้ ดังนั้น วิทยานิพนธ์ฉบับนี้ จึงได้นำเสนอแนวคิดของการนำแบตเตอรี่มาช่วยในการแก้ไขปัญหาดังกล่าวเพื่อเพิ่มความมั่นคงต่อระบบไฟฟ้าและลดปัญหาที่เกิดจากอัตราการเปลี่ยนแปลงของโหลดที่สูงขึ้นจากการใช้พลังงานหมุนเวียนในสัดส่วนสูง วิทยานิพนธ์ฉบับนี้ นำเสนอวิธีการหาขนาดของแบตเตอรี่ที่เหมาะสมเพื่อแก้ปัญหาการตอบสนองต่ออัตราการเปลี่ยนแปลงของโหลดเมื่อมีพลังงานหมุนเวียนในสัดส่วนสูงเข้าสู่ระบบ ทั้งนี้ จะอาศัยการวิเคราะห์ข้อมูลของกำลังการผลิตไฟฟ้าของประเทศไทย ณ ปี 2579 ซึ่งเป็นปีสุดท้ายของแผนพัฒนากำลังผลิตไฟฟ้าของประเทศ และแผนพัฒนาพลังงานทดแทนและพลังงานทางเลือก และจะแบ่งการพิจารณาแยกรายพื้นที่โดยแบ่งออกเป็น 6 พื้นที่ตามลักษณะทางภูมิศาสตร์ของประเทศไทย โดยในขั้นตอนการวิเคราะห์ จะเริ่มจากสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของพลังงานหมุนเวียนและความต้องการใช้ไฟฟ้า สำหรับในส่วนของแบตเตอรี่นั้นจะใช้แบบจำลองในสภาวะอยู่ตัวของแบตเตอรี่ชนิดลิเธียมไอออน ผลที่ได้จากการทดลองพบว่าอัตราการเปลี่ยนแปลงของโหลดเปลี่ยนแปลงอย่างเห็นได้ชัด