การใช้พลังงานในอาคารเป็นหนึ่งในภาคส่วนที่มีการใช้พลังงานสูงที่สุด คิดเป็น 28% ของการใช้พลังงานขั้นสุดท้ายทั่วโลก (IEA, 2024) โดยเฉพาะระบบปรับอากาศและระบบแสงสว่างซึ่งมีสัดส่วนมากกว่า 60% ของการใช้พลังงานในอาคารพาณิชย์ การจัดการพลังงานที่มีประสิทธิภาพจึงเป็นสิ่งจำเป็น Energy Management System (BEMS) จึงได้ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อสนับสนุนการอนุรักษ์พลังงาน โดยมีจุดเริ่มต้นจาก Building Monitoring System (BMS) ที่สามารถตรวจวัดและติดตามข้อมูลการใช้พลังงานในอาคาร และพัฒนามาเป็น BEMS ที่สามารถวิเคราะห์และควบคุมระบบพลังงานได้แบบอัตโนมัติ ทำให้อาคารสามารถประหยัดพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในบทความนี้อธิบายแนวคิด กลไกการทำงาน บทบาท ของ BEMS เพื่อชี้ให้เห็นถึงความสำคัญของการบูรณาการเทคโนโลยีดังกล่าวเพื่อให้สามารถบรรลุเป้าหมายด้านการอนุรักษ์พลังงานและสิ่งแวดล้อม

แนวคิดและองค์ประกอบของ BEMS

                ระบบ Building Energy Management System (BEMS) ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อตอบโจทย์ความท้าทายด้านการใช้พลังงานในอาคารยุคใหม่ โดยมีหน้าที่หลักคือการรวบรวม จัดเก็บ วิเคราะห์ และควบคุมการใช้พลังงานของระบบต่าง ๆ ภายในอาคารอย่างเป็นระบบและต่อเนื่อง แนวคิดของ BEMS มีการพัฒนาจากการเฝ้าติดตาม (monitoring) แบบดั้งเดิมไปสู่ระบบการจัดการที่สามารถปรับเปลี่ยนการทำงานของอุปกรณ์และระบบอาคารแบบอัตโนมัติเพื่อบรรลุเป้าหมายการใช้พลังงานให้มีประสิทธิภาพสูงสุด โดยองค์ประกอบหลักของ BEMS มีดังนี้

                1. ระบบตรวจวัด (Sensors & Meters)

                องค์ประกอบแรกคือเครือข่ายเซนเซอร์และมิเตอร์ที่ทำหน้าที่ตรวจวัดข้อมูลพลังงานและสภาพแวดล้อม ในอาคารแบบเรียลไทม์ เช่น มิเตอร์ไฟฟ้าที่วัดการใช้พลังงานในแต่ละชั้นหรือห้องของอาคาร มิเตอร์น้ำ มิเตอร์แก๊ส เครื่องวัดอุณหภูมิ ความชื้นสัมพัทธ์ อัตราการไหลของอากาศ รวมถึงตัวจับการเคลื่อนไหว (motion sensors) เพื่อใช้ในการเปิด–ปิดอุปกรณ์ต่าง ๆ ตามการใช้งานจริง การเก็บข้อมูลเหล่านี้อย่างละเอียดเป็น “ฐานข้อมูลพลังงาน” ของอาคาร ซึ่งเป็นพื้นฐานสำคัญสำหรับการวิเคราะห์และควบคุมต่อไป

                2. ระบบควบคุม (Control Systems)

                เมื่อได้ข้อมูลจากการตรวจวัดแล้ว ระบบควบคุมจะมีหน้าที่ในการจัดการอุปกรณ์ในอาคารให้ทำงานสอดคล้องกับสภาวะที่ต้องการ ตัวอย่างเช่น การปรับรอบพัดลมของเครื่องปรับอากาศเพื่อลดการใช้พลังงานในช่วงที่โหลดต่ำ การปรับลดความเข้มของแสงสว่างจากไฟฟ้าลงอัตโนมัติเมื่อมีแสงธรรมชาติเข้ามามากเพียงพอ การควบคุมลิฟต์และบันไดเลื่อนตามจำนวนผู้ใช้งานจริง หรือการตั้งค่าตารางเวลา (scheduling) เพื่อปิดอุปกรณ์ที่ไม่จำเป็นนอกเวลาทำการ ระบบควบคุมเหล่านี้เป็นกลไกที่ทำให้ BEMS ก้าวข้ามจากการ “เฝ้าติดตาม” ไปสู่การ “จัดการ” พลังงาน

                3. ซอฟต์แวร์วิเคราะห์ข้อมูล (Analytics Platform)

                หัวใจของ BEMS อยู่ที่การวิเคราะห์ข้อมูล ซอฟต์แวร์กลางจะทำหน้าที่รวบรวมข้อมูลจากเซนเซอร์และมิเตอร์ทั้งหมด จากนั้นใช้เทคนิคการวิเคราะห์จาก ปัญญาประดิษฐ์ (AI) และการเรียนรู้ของเครื่อง (Machine Learning: ML) เพื่อค้นหาความสัมพันธ์และแนวโน้มการใช้พลังงาน นอกจากนี้ยังสามารถคาดการณ์ความต้องการพลังงานในอนาคต (load forecasting) เพื่อช่วยวางแผนการดำเนินงาน และตรวจจับความผิดปกติ (anomaly detection) เช่น อุปกรณ์ที่กินไฟมากผิดปกติหรือมีแนวโน้มเสียหายก่อนเวลาอันควร ซึ่งช่วยลดทั้งปริมาณการใช้พลังงานและค่าใช้จ่ายด้านการซ่อมบำรุง

                4. ระบบสื่อสาร (Communication Network)

                การทำงานของ BEMS จำเป็นต้องมีโครงสร้างการสื่อสารที่เชื่อมโยงอุปกรณ์ทั้งหมดเข้าด้วยกันอย่างมีประสิทธิภาพ โดยมาตรฐานที่นิยมใช้ ได้แก่ BACnet, Modbus และ KNX สำหรับระบบอาคารแบบดั้งเดิม รวมถึงโปรโตคอลของ Internet of Things (IoT) ในอาคารยุคใหม่ ระบบสื่อสารนี้ช่วยให้ข้อมูลจากเซนเซอร์และคำสั่งควบคุมจากซอฟต์แวร์ถูกส่งไปยังอุปกรณ์ได้อย่างรวดเร็วและปลอดภัย ทำให้เกิดการทำงานที่เป็นแบบบูรณาการและสามารถตอบสนองได้ทันที

                5. แดชบอร์ดและรายงาน (Dashboard & Reporting)

                องค์ประกอบสุดท้ายคือส่วนที่เชื่อมต่อกับผู้ใช้งานหรือผู้บริหารอาคารผ่านแดชบอร์ดที่ออกแบบให้เข้าใจง่ายและทำงานได้แบบเรียลไทม์ ผู้บริหารสามารถดูค่าใช้พลังงานเปรียบเทียบระหว่างช่วงเวลา ระหว่างชั้นของอาคาร หรือแม้กระทั่งระหว่างอาคารหลายแห่งในเครือเดียวกัน รายงานเหล่านี้ช่วยให้การตัดสินใจด้านการบำรุงรักษา และการจัดการพลังงานมีข้อมูลสนับสนุนที่ชัดเจนและตรวจสอบได้

กลไกการทำงานของ BEMS

                กลไกการทำงานของ Building Energy Management System (BEMS) สามารถอธิบายได้เป็น 4 ขั้นตอนหลักที่ทำงานต่อเนื่องกันอย่างเป็นระบบ ได้แก่ Monitoring, Analysis, Control และ Optimization ซึ่งทั้ง 4 ขั้นตอนนี้เป็นวงจรที่ช่วยให้อาคารสามารถจัดการพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

                1. Monitoring การตรวจวัดและเก็บข้อมูล ระบบจะติดตั้งเซนเซอร์และมิเตอร์ในจุดสำคัญต่าง ๆ ของอาคารเพื่อเก็บข้อมูลการใช้พลังงานและสภาพแวดล้อมแบบเรียลไทม์

                2. Analysis การวิเคราะห์ข้อมูล โดยการประมวลผลเพื่อค้นหารูปแบบการใช้พลังงาน รวมถึงตรวจจับความผิดปกติ เช่น การพบว่าเครื่องปรับอากาศในบางพื้นที่ใช้พลังงานสูงกว่าปกติ หรือมีการใช้ไฟฟ้าในช่วงเวลาที่อาคารไม่ได้มีการใช้งานจริง การวิเคราะห์เหล่านี้ช่วยให้ผู้จัดการอาคารสามารถหาสาเหตุและแก้ไขได้ตรงจุด รวมทั้งช่วยให้สามารถวางแผนการบำรุงรักษาเชิงป้องกันได้

                3. Control การควบคุม ซึ่งเป็นจุดที่ทำให้ BEMS แตกต่างจากระบบ BMS อย่างชัดเจน เพราะ BEMS สามารถสั่งการอุปกรณ์ต่าง ๆ ได้โดยอัตโนมัติ หรือสามารถกำหนดตารางเวลาการทำงานของอุปกรณ์ต่าง ๆ เพื่อหลีกเลี่ยงการใช้พลังงานเกินความจำเป็น ระบบควบคุมนี้ช่วยให้การใช้พลังงานเป็นไปอย่างเหมาะสมตลอดเวลาโดยไม่ต้องพึ่งพาการตัดสินใจของผู้บริหารจัดการอาคารเพียงอย่างเดียว

                4. Optimization การเพิ่มประสิทธิภาพ ระบบจะใช้การประมวลผลข้อมูลขั้นสูง เช่น การวิเคราะห์เชิงคาดการณ์ เพื่อประเมินความต้องการพลังงานในอนาคต และปรับการทำงานของระบบอาคารล่วงหน้า ตัวอย่างเช่น หากทราบว่ามีการประชุมใหญ่ที่จะมีผู้คนจำนวนมากเข้าร่วม ระบบสามารถปรับโหลดของเครื่องปรับอากาศและระบบไฟฟ้าให้พร้อมรองรับได้ล่วงหน้า นอกจากนี้ยังสามารถประสานงานกับระบบพลังงานหมุนเวียนหรือระบบกักเก็บพลังงาน เพื่อปรับสมดุลระหว่างการผลิตและการใช้พลังงานอย่างเหมาะสม

บทบาทของ BEMS ในอาคารยุคใหม่

                บทบาทของระบบ Building Monitoring System (BMS) และ Building Energy Management System (BEMS) ในอาคารยุคใหม่มีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากอาคารถือเป็นหนึ่งในภาคส่วนที่ใช้พลังงานมาก โดยเฉพาะระบบปรับอากาศและระบบแสงสว่างซึ่งรวมกันมีสัดส่วนมากกว่า 60% ของการใช้พลังงานทั้งหมดในอาคาร การติดตั้ง BEMS ไม่เพียงแต่ช่วยให้ผู้บริหารจัดการอาคารสามารถติดตามการใช้พลังงานได้แบบ real time แต่ยังทำให้เกิดการจัดการพลังงานอย่างเป็นระบบที่สามารถนำไปสู่การลดการใช้ไฟฟ้าอย่างมีนัยสำคัญ

                ในด้านการอนุรักษ์พลังงาน BMS ทำหน้าที่เป็นเครื่องมือในการเก็บข้อมูลและวิเคราะห์พฤติกรรมการใช้พลังงานภายในอาคาร การแสดงผลข้อมูลที่ชัดเจนช่วยให้สามารถระบุจุดที่สิ้นเปลืองพลังงาน เช่น ห้องที่เปิดไฟโดยไม่จำเป็นหรือระบบปรับอากาศที่ทำงานเกินกำลัง ขณะที่ BEMS ซึ่งเป็นการพัฒนาต่อจาก BMS สามารถยกระดับไปสู่การจัดการแบบอัตโนมัติ ใช้อัลกอริทึมและปัญญาประดิษฐ์ในการปรับโหลดและควบคุมอุปกรณ์ไฟฟ้า ส่งผลให้การใช้พลังงานลดลงได้มากถึง 16 % (Lee & Cheng, 2016) ซึ่งผลลัพธ์ที่ได้จากการลดการใช้พลังงานจะส่งผลโดยตรงต่อสิ่งแวดล้อม เนื่องจากการใช้ไฟฟ้าที่ลดลงหมายถึงการลดการผลิตไฟฟ้าจากเชื้อเพลิงฟอสซิลและลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก

                ในด้านนโยบายและมาตรฐาน BMS และ BEMS มีความสำคัญต่อการบังคับใช้ Building Energy Codes และการดำเนินงานด้านประสิทธิภาพพลังงานของประเทศต่าง ๆ โดยรายงานของ IEA (2024) ระบุว่าการเริ่มปรับปรุงและติดตั้งระบบการจัดการพลังงานในอาคารเก่าก่อนจะเป็นมาตรการที่มีประสิทธิภาพและคุ้มค่า สำหรับ ในประเทศไทย การไฟฟ้านครหลวง (MEA) ได้จัดทำโครงการ MEA Energy Awards ซึ่งเป็นกลไกเชิงนโยบายที่ส่งเสริมให้ภาคอาคารมีการปรับปรุงประสิทธิภาพพลังงาน โดยมอบรางวัลให้แก่อาคารที่มีการดำเนินงานด้านพลังงานอย่างเป็นรูปธรรม เช่น CW Tower และอาคารสำนักงานนวัตกรรมแห่งชาติ (NIA) ที่ได้รับรางวัลระดับ Platinum และ Gold ตามลำดับ (NIA, 2023) โครงการนี้ไม่เพียงแต่เป็นแรงจูงใจเชิงภาพลักษณ์ แต่ยังเป็นการสร้างมาตรฐานและกระบวนการตรวจวัดผลที่โปร่งใสของการประหยัดพลังงานในอาคารสอดคล้องกับแนวทางสากล

เอกสารอ้างอิง

                1. Green Network Thailand. (2024). CW Tower receives Platinum MEA Energy Awards 2024. https://www.greennetworkthailand.com/mea-energy-awards-2024

                2. International Energy Agency (IEA). (2024). Energy Efficiency 2024. Paris: IEA. https://www.iea.org/reports/energy-efficiency-2024?utm_source=chatgpt.com

                3. Lee, D.-S., & Cheng, C.-C. (2016). Energy savings by energy management systems: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 56, 760–777. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1364032115013349?via%3Dihub

                4. Metropolitan Electricity Authority (MEA). (2022). MEA Energy Awards: Energy Conservation in Buildings Project. https://www.meaenergyawards.info

                5. National Innovation Agency (NIA). (2023). NIA Building wins Gold MEA Energy Awards 2023. https://nia.or.th/MEA-ENERGY-AWARDS-7