มหาวิทยาลัยมาลากาได้ริเริ่มโครงการที่ก้าวไปไกลกว่าการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์บนหลังคาเพียงอย่างเดียว จุดมุ่งหมายคือการสร้าง... วงแหวนพลังงานแสงอาทิตย์ที่สามารถจ่ายไฟให้กับทั้งวิทยาเขตได้ประสานงานการผลิต การบริโภค และการจัดเก็บ เพื่อให้บรรลุเป้าหมายการพึ่งพาตนเองด้านไฟฟ้า และลดการปล่อยมลพิษที่เกี่ยวข้องกับแสงสว่างที่ใช้ในสถาบันให้เหลือศูนย์
วงแหวนพลังงานนี้จะวางอยู่บน ไมโครกริดแรงดันปานกลางภายในขนาดใหญ่ โครงการนี้จะเชื่อมต่ออาคารต่างๆ ของมหาวิทยาลัย UMA เข้าด้วยกันผ่านการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์จำนวนมากและระบบแบตเตอรี่ความจุสูง ทั้งหมดนี้จะได้รับการจัดการภายใต้สถาปัตยกรรมที่เป็นนวัตกรรมใหม่ ซึ่งออกแบบมาเพื่อให้มหาวิทยาลัยทำหน้าที่เป็นระบบนิเวศพลังงานของตนเอง แทบจะไม่ต้องพึ่งพาโครงข่ายไฟฟ้าภายนอกเลย
วงแหวนพลังงานแสงอาทิตย์ UMA: ประกอบด้วยอะไรบ้าง
หัวใจสำคัญของโครงการนี้คือ วงแหวนไฟฟ้าแรงดันปานกลาง ซึ่งจะเชื่อมโยงสิ่งอำนวยความสะดวกต่างๆ ของมหาวิทยาลัยเข้าด้วยกัน และช่วยให้พลังงานแสงอาทิตย์หมุนเวียนไปทั่ววิทยาเขตตามความต้องการในแต่ละช่วงเวลา แทนที่แต่ละอาคารจะทำงานแยกจากกัน ระบบนี้จะสร้าง... เครือข่ายภายในแบบร่วมมือกัน โดยเงินส่วนเกินของบางศูนย์จะถูกนำไปใช้ชดเชยเงินที่ขาดดุลของศูนย์อื่นๆ
วงแหวนนี้ถูกผสานรวมเข้ากับระบบผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์แบบกระจาย ซึ่งเมื่อสร้างเสร็จสมบูรณ์แล้ว จะมีกำลังการผลิตติดตั้งเกิน 15 เมกะวัตต์พี (MWp)คาดการณ์ว่าปริมาณการผลิตไฟฟ้าต่อปีจะเกิน 28 กิกะวัตต์ชั่วโมง (GWh) ซึ่งสูงกว่าปริมาณการใช้ไฟฟ้าประมาณ 25 กิกะวัตต์ชั่วโมง (GWh) ในปัจจุบันของ UMA ทั้งหมด ทำให้สามารถตอบสนองความต้องการไฟฟ้าประจำปีได้ 100% ผ่านการใช้ไฟฟ้าร่วมกันเอง
บริษัท GSL (OSI UTE) ซึ่งตั้งอยู่ในเมืองมาลากา และเป็นบริษัทแม่ของ Solar Lighting Group ได้รับสัญญาสำหรับโครงการนี้ จัดหา ติดตั้ง และดำเนินการระบบผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์และระบบจัดเก็บพลังงานข้อตกลงนี้มีมูลค่าประมาณ 42,2 ล้านยูโร และมีระยะเวลาดำเนินการและการใช้งานรวมกว่าทศวรรษ ทำให้โครงข่ายพลังงานแสงอาทิตย์นี้เป็นหนึ่งในโครงการผลิตไฟฟ้าใช้เองภายในมหาวิทยาลัยที่ทะเยอทะยานที่สุดในสเปน
โครงสร้างพื้นฐานได้รับการออกแบบมาเพื่อรองรับ ชุมชนที่มีนักเรียนมากกว่า 35.000 คน และพนักงาน 4.000 คนพื้นที่ดังกล่าวมีขนาดเกือบสองล้านตารางเมตร โดยมีพื้นที่ก่อสร้างแล้วกว่า 400.000 ตารางเมตร รูปแบบการใช้ไฟฟ้าส่วนใหญ่ในช่วงกลางวันเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ และเอื้อต่อการใช้ไฟฟ้าที่ผลิตได้จากแผงโซลาร์เซลล์โดยตรง
อีกแง่มุมที่สำคัญของวงแหวนพลังงานแสงอาทิตย์คือ แนวคิดที่ว่ามันถูกออกแบบมาในลักษณะนี้ การบริโภคเองร่วมกันระหว่างศูนย์ทั้งหมดดังนั้น ไม่เพียงแต่มีการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์บนหลังคาเท่านั้น แต่ยังมีการปรับโครงสร้างวิธีการจัดซื้อ ผลิต และกระจายพลังงานของมหาวิทยาลัยใหม่ทั้งหมด โดยเปลี่ยนจากรูปแบบที่เน้นการบริโภคอย่างเดียว มาเป็นรูปแบบที่เน้นการผลิตและบริหารจัดการด้วย
สถาปัตยกรรมพลังงานแสงอาทิตย์: สามระดับเพื่อจัดระเบียบวงแหวนพลังงาน
โซลูชันทางเทคนิคที่กำหนดรูปร่างของวงแหวนพลังงานแสงอาทิตย์นั้น มีพื้นฐานมาจากแนวคิดของ “สถาปัตยกรรมพลังงานแสงอาทิตย์”โครงสร้างแบบลำดับชั้นจัดระบบออกเป็นสามระดับความสำคัญ โครงสร้างนี้ช่วยให้วิทยาเขตสามารถทำงานได้อย่างเป็นองค์รวม ในขณะเดียวกันก็รับประกันว่าแต่ละอาคารมีศักยภาพในการผลิตและจัดการพลังงานของตนเอง
ในระดับแรกที่เรียกว่า ลำดับความสำคัญที่ 1 หรือ “เซลล์”อาคารแต่ละหลังได้รับการออกแบบให้เป็นหน่วยพลังงานที่พึ่งพาตนเองได้ แผงโซลาร์เซลล์ที่ติดตั้งบนหลังคาจะผลิตกระแสไฟฟ้าที่ใช้ได้ทันที ณ จุดที่ผลิต โดยให้ความสำคัญกับการใช้เองในพื้นที่เป็นอันดับแรก เป้าหมายคือเพื่อให้แต่ละศูนย์ลดการพึ่งพาโครงข่ายไฟฟ้าภายใน และแน่นอนว่ารวมถึงการพึ่งพาโครงข่ายไฟฟ้าภายนอกด้วย
ระดับที่สอง ลำดับความสำคัญที่ 2 หรือ “ระบบไหลเวียนโลหิต”ระบบนี้จะทำงานเมื่ออาคารผลิตพลังงานได้มากกว่าที่ต้องการ แทนที่จะส่งไฟฟ้าส่วนเกินนั้นเข้าสู่ระบบสายส่งหลักโดยตรง พลังงานส่วนเกินจะถูกส่งผ่านวงแหวนแรงดันปานกลางไปจ่ายไฟให้กับอาคารอื่นๆ ในวิทยาเขตที่กำลังประสบปัญหาขาดแคลนพลังงาน ด้วยวิธีนี้ ไมโครกริดภายในจึงทำหน้าที่เสมือนวงจรที่กระจายพลังงานแสงอาทิตย์ไปยังจุดที่ต้องการใช้งาน
La ลำดับความสำคัญที่ 3 เน้นที่ความเสถียรและการจัดเก็บระบบนี้จะทำงานเมื่อทั้งการใช้พลังงานในพื้นที่และการใช้พลังงานร่วมกันไม่สามารถรองรับการผลิตพลังงานในทันทีทั้งหมดได้ ในกรณีเช่นนั้น พลังงานส่วนเกินจะถูกส่งไปยังระบบแบตเตอรี่ ซึ่งจะเก็บสะสมกิโลวัตต์ชั่วโมงเหล่านั้นไว้เพื่อปล่อยออกมาใช้ในภายหลัง ไม่ว่าจะเป็นในช่วงที่ไม่มีแสงแดด หรือเมื่อมีความต้องการใช้พลังงานเพิ่มขึ้นเป็นครั้งคราว
วิธีการแบบสามชั้นนี้จะเปลี่ยนวงแหวนพลังงานแสงอาทิตย์ UMA ให้กลายเป็น ไมโครกริดอัจฉริยะที่แท้จริงขั้นแรก พลังงานจะถูกนำมาใช้ประโยชน์ ณ จุดที่ผลิต จากนั้นจึงแบ่งปันภายในวิทยาเขต และหากจำเป็นจริงๆ จึงค่อยเก็บไว้ในแบตเตอรี่ เพื่อลดการสูญเสียและเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานโดยรวม
ระบบแบตเตอรี่ที่ช่วยรักษาเสถียรภาพของระบบไฟฟ้าขนาดเล็กภายในมหาวิทยาลัย
เพื่อให้มั่นใจว่าวงแหวนพลังงานแสงอาทิตย์ทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือในทุกสถานการณ์ UMA จะบูรณาการระบบต่างๆ เข้าด้วยกัน ระบบกักเก็บพลังงานขนาด 9 เมกะวัตต์ ความจุใช้งานได้ 30 เมกะวัตต์ชั่วโมงแบตเตอรี่เหล่านี้ไม่ได้มีไว้แค่สำหรับเก็บพลังงานเท่านั้น แต่ยังมีบทบาทสำคัญในการรักษาเสถียรภาพของเครือข่ายภายในมหาวิทยาลัยทั้งหมดอีกด้วย
กุญแจสำคัญอยู่ที่เทคโนโลยี “การสร้างตาราง” ซึ่งระบบจะทำงานโดยอาศัยเงื่อนไขดังกล่าว แตกต่างจากรุ่นอื่นๆ ที่แบตเตอรี่จะทำงานตามสภาพของระบบไฟฟ้าเท่านั้น ในกรณีนี้แบตเตอรี่จะสามารถ... ระบุค่าอ้างอิงแรงดันไฟฟ้าและความถี่ ของวงแหวนแรงดันปานกลาง ในทางปฏิบัติแล้ว มันจะทำหน้าที่เป็น "ตัวควบคุมหลัก" ของไมโครกริด คล้ายกับที่โรงไฟฟ้าทั่วไปทำ แต่ในระดับวิทยาเขต
ด้วยโครงการนี้ วงแหวนเซลล์แสงอาทิตย์ของ UMA จะสามารถ... เพื่อให้สามารถทำงานได้อย่างเสถียรต่อไป แม้จะมีสิ่งรบกวนหรือไฟดับในเครือข่ายภายนอกแบตเตอรี่จะดูดซับช่วงเวลาที่มีการผลิตพลังงานสูงสุดเมื่อมีปริมาณแสงอาทิตย์สูงและความต้องการใช้พลังงานต่ำ และยังสามารถชดเชยช่วงเวลาที่มีการใช้พลังงานสูงสุดในช่วงเวลาวิกฤต เช่น ในห้องปฏิบัติการ อุปกรณ์วิจัย หรือระบบคอมพิวเตอร์ที่ไม่สามารถหยุดชะงักได้
การผสมผสานระหว่างแผงโซลาร์เซลล์ วงแหวนแรงดันปานกลาง และระบบจัดเก็บพลังงาน ทำให้มหาวิทยาลัยสามารถก้าวไปสู่สถานการณ์ที่... ความสามารถในการพึ่งพาตนเองในการดำเนินงานเครือข่ายโดยรวมจะกลายเป็นแหล่งสำรอง ไม่ใช่แหล่งหลัก และมหาวิทยาลัยจะมีความยืดหยุ่นมากขึ้นในการรับมือกับความผันผวนของราคาและปัญหาด้านการจัดหาจากภายนอกมหาวิทยาลัย
การประหยัดต้นทุนและการเปลี่ยนผ่านสู่มหาวิทยาลัยที่ลดการปล่อยคาร์บอน
การติดตั้งวงแหวนพลังงานแสงอาทิตย์ไม่เพียงแต่ส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมเท่านั้น แต่ในแง่ของการเงิน การดำเนินงานนี้ยังถือเป็นการลงทุนจำนวนมหาศาลอีกด้วย การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างในบิลค่าไฟฟ้าของ UMAในปี 2023 มหาวิทยาลัยจ่ายค่าพลังงานไปประมาณ 9,3 ล้านยูโร ซึ่งตัวเลขนี้ลดลงเหลือ 5,08 ล้านยูโรในปี 2025 แล้ว เนื่องมาจากมาตรการเพิ่มประสิทธิภาพและสัญญาที่ปรับปรุงให้เหมาะสมยิ่งขึ้น
เมื่อระบบการใช้ไฟฟ้าร่วมกันแบบใหม่เริ่มใช้งานแล้ว และวงแหวนพลังงานแสงอาทิตย์ทำงานเต็มกำลังแล้ว การคาดการณ์บ่งชี้ว่า ค่าใช้จ่ายประจำปีจะลดลงเหลือประมาณ 3,3 ล้านยูโรเมื่อเงินลงทุนเริ่มต้นได้รับการคืนทุนแล้ว ค่าใช้จ่ายที่เกิดขึ้นเป็นประจำอาจคงที่อยู่ที่ประมาณหนึ่งล้านยูโรต่อปี โดยส่วนใหญ่จะจัดสรรให้กับ... การใช้งาน การบำรุงรักษา และการปรับปรุงอุปกรณ์.
นอกเหนือจากการประหยัดโดยตรงเหล่านี้แล้ว ยังมีช่องทางอื่นๆ ในการสร้างผลตอบแทนทางเศรษฐกิจ เช่น การออกใบรับรองการประหยัดพลังงานที่เป็นไปได้ใบรับรองเหล่านี้ ซึ่งถือเป็นการปรับปรุงที่ประเมินได้ในการประกวดราคา จะช่วยให้สามารถแปลงการลดการบริโภคและการปล่อยมลพิษเป็นมูลค่าทางการเงินได้บางส่วน ซึ่งจะช่วยเสริมสร้างความยั่งยืนของโครงการในระยะกลางและระยะยาว
ในขณะเดียวกัน การทยอยเปลี่ยนจากการผลิตไฟฟ้าจากเชื้อเพลิงฟอสซิลมาเป็นการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ในครัวเรือนก็สอดคล้องกับวัตถุประสงค์ของ แผนพลังงานและสภาพภูมิอากาศแห่งชาติแบบบูรณาการ (PNIEC) ปี 2021-2030 และสอดคล้องกับยุทธศาสตร์ความเป็นกลางทางสภาพภูมิอากาศของยุโรป ดังนั้น UMA จึงมุ่งมั่นที่จะเสริมสร้างความแข็งแกร่งให้แก่ตนเองในฐานะ... วิทยาเขตปลอดคาร์บอน 100% ในแง่ของการใช้พลังงานไฟฟ้าซึ่งทำให้มหาวิทยาลัยแห่งนี้เป็นต้นแบบในด้านความยั่งยืนในแวดวงมหาวิทยาลัยของสเปน
บทบาทของ GSL และขอบเขตของโครงการสำหรับประชาคมมหาวิทยาลัย
การดำเนินการติดตั้งวงแหวนพลังงานแสงอาทิตย์และระบบไมโครกริดที่เกี่ยวข้องทั้งหมดเป็นหน้าที่ของ... GSL (OSI UTE) กลุ่มบริษัทที่ตั้งอยู่ในเมืองมาลากา ซึ่งเชี่ยวชาญด้านพลังงานหมุนเวียนบริษัทมีโครงการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลมที่พัฒนาหรือก่อสร้างแล้วกว่า 1 กิกะวัตต์ รวมถึงระบบจัดเก็บพลังงานอีก 1 กิกะวัตต์ โดยมีฐานอยู่ในทั้งสเปนและหลายประเทศในละตินอเมริกา
ประสบการณ์นี้ในด้านโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่และโซลูชันต่างๆ การบริโภคและการจัดเก็บด้วยตนเองขั้นสูง สิ่งนี้เป็นปัจจัยสำคัญในการรับมือกับโครงการที่ซับซ้อนอย่างเช่นโครงการ UMA ซึ่งการผสมผสานระหว่างอาคาร ตารางเวลา ห้องปฏิบัติการ และการใช้งานเฉพาะต่างๆ ทำให้จำเป็นต้องมีการออกแบบที่เหมาะสมกับแต่ละโครงการ
สำหรับประชาคมมหาวิทยาลัย วงแหวนพลังงานแสงอาทิตย์ไม่ใช่เพียงแค่โครงสร้างพื้นฐานที่ “มองไม่เห็น” เท่านั้น นอกเหนือจากการรับประกันการจ่ายพลังงานแล้ว ระบบนี้ยังเปิดประตูสู่โอกาสต่างๆ อีกด้วย แนวทางการวิจัยและการฝึกอบรมใหม่ๆ ในด้านต่างๆ เช่น ไมโครกริด การจัดการความต้องการใช้พลังงานอัจฉริยะ ระบบจัดเก็บพลังงาน หรือการบูรณาการพลังงานหมุนเวียนในสภาพแวดล้อมเมือง
มหาวิทยาลัยจะสามารถใช้พื้นที่วิทยาเขตของตนเองได้ดังนี้ ห้องปฏิบัติการที่มีชีวิตสิ่งนี้ช่วยอำนวยความสะดวกในการฝึกงาน โครงการปีสุดท้าย และงานวิจัยที่เชื่อมโยงกับการดำเนินงานจริงของระบบพลังงานหมุนเวียน ซึ่งจะช่วยเสริมสร้างความเชื่อมโยงระหว่างการเปลี่ยนผ่านด้านพลังงานกับการเรียนการสอนและกิจกรรมทางวิทยาศาสตร์ และทำให้มหาวิทยาลัยมาลากา (UMA) อยู่ในตำแหน่งที่ได้เปรียบในการเข้าร่วมโครงการริเริ่มของยุโรปที่เกี่ยวข้องกับการลดการปล่อยคาร์บอนในอาคารและโครงสร้างพื้นฐานทางการศึกษา
ด้วยองค์ประกอบทั้งหมดนี้ วงแหวนพลังงานแสงอาทิตย์ของมหาวิทยาลัยมาลากาจึงถูกออกแบบดังนี้ ต้นแบบระบบไมโครกริดของมหาวิทยาลัยที่เป็นนวัตกรรมใหม่ในสเปนซึ่งเป็นการผสมผสานระหว่างการพึ่งพาตนเองด้านไฟฟ้า ความเสถียรของโครงข่ายภายใน การประหยัดค่าใช้จ่าย และการสอดคล้องกับเป้าหมายด้านสภาพภูมิอากาศของยุโรป ขณะเดียวกันก็เปลี่ยนวิทยาเขตให้เป็นพื้นที่การเรียนรู้เชิงปฏิบัติเกี่ยวกับพลังงานแห่งอนาคต