นวัตกรรมด้านพลังงานของสวิตเซอร์แลนด์

นวัตกรรมด้านพลังงานของสวิตเซอร์แลนด์

1 เม.ย. 2564

57 view

๑. การพัฒนาระบบปัญญาประดิษฐ์ (AI) เพื่อควบคุมการใช้พลังงานในอาคารและที่พักอาศัย

๑.๑ นักวิจัยของสถาบันวิจัยด้านวัสดุศาสตร์และเทคโนโลยี (The Federal Institute for Material Science and Technology: Empa)[๑] ของสวิตเซอร์แลนด์ อยู่ระหว่างการพัฒนาปัญญาประดิษฐ์ (AI)
เพื่อควบคุมการใช้พลังงานแบบอัตโนมัติสำหรับบ้านพักที่มีแหล่งผลิตไฟฟ้าจากแหล่งต่าง ๆ อาทิ แสงอาทิตย์ หรือมีแหล่งไฟฟ้าจากภายนอกที่หลากหลาย อาทิ ระบบจ่ายไฟฟ้าทั่วไป ปั๊มความร้อน และถังเก็บน้ำร้อน
ของท้องถิ่นรวมทั้งแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าที่อาจมีไฟฟ้าเหลืออยู่หลังการใช้งานตลอดวัน โดย AI จะเรียนรู้
จังหวะการใช้ไฟฟ้าของผู้อยู่อาศัยและบริหารจัดการแหล่งไฟฟ้าเพื่อให้การใช้ไฟฟ้ามีประสิทธิภาพสูงสุด
และลดค่าไฟฟ้าได้มากที่สุด ทั้งนี้ ระบบ AI สามารถเรียนรู้การใช้พลังงานของผู้อยู่อาศัยแต่ละคนได้เอง
โดยไม่จำเป็นต้องมีผู้เชี่ยวชาญตั้งโปรแกรม

๑.๒ การทดสอบจะแบ่งเป็น ๒ ขั้น ในขั้นแรก นักวิจัยฯ ได้จำลองระบบควบคุมผ่านคอมพิวเตอร์
โดยป้อนข้อมูลสภาพอากาศและอุณหภูมิภายในห้องของปีที่ผ่านมา รวมถึงข้อมูลอัตราค่าไฟฟ้าที่แตกต่างกัน
โดยแบ่งเป็น ๒ ช่วง คือ ช่วงระหว่าง ๐๘.๐๐ – ๒๐.๐๐ น. ซึ่งค่าไฟฟ้าจะสูง และช่วงกลางคืนซึ่งค่าไฟฟ้าจะถูกกว่า โดยโจทย์คือการทำความอบอุ่นภายในห้องด้วยไฟฟ้าให้คงอุณหภูมิในระดับที่ต้องการ พร้อมกับการจ่ายไฟ
ให้แก่แท่นชาร์จแบตเตอรี่สำหรับรถยนต์ไฟฟ้าให้ได้อย่างน้อยร้อยละ ๖๐ ในช่วงเวลากลางคืน โดยภายใต้
การควบคุมด้วยระบบ AI สามารถประหยัดพลังงานได้ร้อยละ ๑๖ เมื่อเทียบกับระบบโปรแกรมธรรมดาที่ไม่มี AI

          ในการทดสอบขั้นที่สอง นักวิจัยฯ ได้ทดลองระบบ AI ในอาคาร The Nest ของสถาบัน Empa
โดยใช้อัลกอริทึม ของ AI ควบคุมอุณหภูมิในห้องนอนของนักศึกษาห้องหนึ่ง และใช้แบตเตอรี่ที่สามารถจัดเก็บไฟฟ้าขนาด ๑๐๐ kWh จำลองเป็นแบตเตอรี่ของรถยนต์ไฟฟ้า ซึ่งผลการทดลองพบว่า ตลอด ๑ สัปดาห์
ในเดือนกุมภาพันธ์ ๒๕๖๓ ซึ่งอากาศยังหนาวอยู่ ระบบ AI ช่วยประหยัดพลังงานไฟฟ้าในการทำความอบอุ่นห้องทดลองได้กว่าร้อยละ ๒๗ เมื่อเทียบกับระบบโปรแกรมธรรมดาที่ไม่มี AI      

๑.๓ ขณะนี้ นักวิจัยฯ อยู่ระหว่างพัฒนาระบบ AI ให้สามารถขยายพื้นที่ครอบคลุมทั้งอาคาร
และเป็นการวางรากฐานสำหรับระบบที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น โดยขั้นทดลองเป็นไปเพื่อวางแบบบ้านสำหรับอนาคต
ที่รูปแบบเปลี่ยนแปลงไปตามความประสงค์ของมนุษย์ อีกทั้ง ต้องมีการปรับรถยนต์ไฟฟ้าให้รองรับกับระบบ AI ด้วย โดยปัจจุบันรถยนต์ไฟฟ้าสามารถรับไฟฟ้าได้อย่างเดียวแต่ไม่สามารถจ่ายไฟฟ้ากลับคืนได้

๒. โครงการการผลิตเชื้อเพลิงสังเคราะห์ที่มีคุณภาพสูงที่สุด เพื่อทดแทนการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล

๒.๑ สถาบัน Empa ร่วมกับสถาบัน Paul Scherrer Institute (PSI)[๒] ริเริ่มโครงการ SynFuels
โดยได้รับงบประมาณสนับสนุนการวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีสวิส (ETH) เพื่อพัฒนากระบวนการผลิตเชื้อเพลิงสังเคราะห์ที่มีคุณภาพสูงที่สุด เพื่อทดแทนการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล

๒.๒ การผลิตเชื้อเพลิงสังเคราะห์จะใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากหลายแหล่ง อาทิ ชีวมวล อากาศ หรือกระบวนการผลิตทางอุตสาหกรรม มาสังเคราะห์รวมกับไฮโดรเจนจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน ผ่านตัวกลาง อาทิ ก๊าซมีเทน คาร์บอนมอนออกไซด์ หรือ เมทานอล ด้วยวิธีที่แตกต่างกัน เพื่อให้ได้ส่วนผสมของเชื้อเพลิงสังเคราะห์เหลวที่มีคุณภาพสูงที่สุด ซึ่งในเบื้องต้น พบว่า ก๊าซมีเทนเป็นไฮโดรคาร์บอนที่ผลิต
จากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และไฮโดรเจนได้ง่ายที่สุด

๒.๓ สถาบัน Empa เป็นองค์กรที่มีส่วนสำคัญในการพัฒนาการผลิตเชื้อเพลิงจากพลังงานหมุนเวียน โดยเฉพาะอย่างยิ่งการพัฒนาเชื้อเพลิงไฮโดรเจน โดยเป็นผู้ดำเนินโครงการก่อสร้างสถานีเติมไฮโดรเจน
แห่งแรกในสวิตเซอร์แลนด์ โดยมีเป้าหมายเพื่อพัฒนาเชื้อเพลิงสังเคราะห์แทนเชื้อเพลิงฟอสซิล
เพื่อใช้ในการคมนาคม

*************************

กรมยุโรป

กองยุโรปกลาง

มีนาคม 2564

 

[๑] สถาบัน EMPA เป็นหน่วยงานวิจัยด้านวัสดุศาสตร์และเทคโนโลยี ซึ่งเป็นหน่วยงานของสถาบันเทคโนโลยีภายใต้การดูแลของรัฐบาลสวิส

[๒] สถาบัน PSI เป็นหน่วยงานวิจัยด้านวิทยาศาสตร์ธรรมชาติและวิศวกรรม ซึ่งเป็นหน่วยงานของสถาบันเทคโนโลยีภายใต้การดูแลของรัฐบาลสวิส

Credit รูปภาพปก : https://www.empa.ch/documents/56164/62344/EmpaQuarterly53-NESTspecial-EN.pdf/4a134a1a-b9a2-4cd1-ae7a-d70cfb523f92