Development of Smart Meter for Electricity Consumption in Energy Park, KamphaengPhetRajabhat University

Abstract

In this study, we aimed to create smart meters for use in electrical energy management in an energy garden. A smart meter that is designed and built can be made according to the requirements, measure the electrical energy of each electrical device, communicate with electrical devices, can turn on-off electrical devices through a smartphone meter, and be able to alert the user when the use of electricity exceeds the limit. Based on the requirements, the researcher selected a combination of main electronic components, namely a NodeMCU (ESP-8266) microcontroller, a Pzem-004T power sensor, a relay (Relay), a smartphone, and a Blynk application to connect to electrical devices. Then bring the aforementioned devices to build a smartphone meter according to the Single Line Circuit Smartphone Meter and send it for testing. Accurate electricity measurement at SGTech, Naresuan University showed measurement results compared with YOGOKAWA testing machines for R, RC, and RL loads. The average tolerance for voltage is 0.32%, 0.42%, and 0.45%, respectively, and the average current tolerance is 0.17%, 0.38%, and 0.34%, respectively. The study of the energy management model in the energy park using a smartphone meter found that the smartphone meter can help reduce electricity consumption. On average, there was a decrease of 15.23 percent in the use of electricity in the energy garden at Kamphaeng Phet Rajabhat University, and the results of the study on the energy use of air conditioning found that using a smartphone meter to control the temperature of the air conditioner can reduce energy consumption by a decrease of 14.63 percent for the energy garden office at Kamphaeng Phet Rajabhat University and reduced to 15.75 percent for general residential buildings. In addition, a study on the energy consumption of air conditioners found that setting the temperature at 28–29 degrees Celsius consumed the least energy at 13.74 -14.08kWh.

งานวิจัยฉบับนี้มีวัตถุประสงค์ออกแบบและสร้างสมาร์ตโฟนมิเตอร์ มาบริหารจัดการพลังงานในสวนพลังงานฯ โดยมีข้อกำหนดขอบเขตความสามารถรวมของระบบสมาร์ตโฟนมิเตอร์ ดังต่อไปนี้ สามารถวัดค่าพลังงานไฟฟ้าของแต่ละอุปกรณ์ไฟฟ้าได้ สามารถสื่อสารกับอุปกรณ์ไฟฟ้าได้ สามารถเปิด-ปิดอุปกรณ์ไฟฟ้าผ่านสมาร์ตโฟนมิเตอร์ได้ และสามารถแจ้งเตือนการใช้ไฟฟ้าเกินกำหนดได้ จากข้อกำหนด ผู้วิจัยเลือกอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หลักประกอบรวมกัน ได้แก่ ไมโครคอนโทรลเลอร์ NodeMCU (ESP-8266) เซ็นเซอร์วัดกำลังไฟฟ้า Pzem-004T รีเลย์ (Relay) สมาร์ตโฟน และแอปพลิเคชัน Blynk เป็นตัวเชื่อมต่ออุปกรณ์ไฟฟ้า โดยนำอุปกรณ์ที่กล่าวมาสร้างสมาร์ตโฟนมิเตอร์ตาม Single Line Circuit สมาร์ตโฟนมิเตอร์แล้วส่งทดสอบ การวัดค่าไฟฟ้าความแม่นยำ ณ SGTech มหาวิทยาลัยนเรศวร ผลการวัดเปรียบเทียบกับเครื่องทดสอบ YOGOKAWA โหลด R, RC และ RL ค่าความคลาดเคลื่อนเฉลี่ยของแรงดันไฟฟ้า คือ 0.32%, 0.42% และ 0.45% ตามลำดับและค่าความคลาดเคลื่อนเฉลี่ยกระแสไฟฟ้า คือ 0.17%, 0.38% และ 0.34% ตามลำดับ นอกจากนี้ ผลศึกษารูปแบบการบริหารจัดการพลังงานในสวนพลังงานโดยใช้สมาร์ตโฟนมิเตอร์พบว่าสมาร์ตโฟนมิเตอร์สามารถช่วยลดการใช้พลังงานไฟฟ้าได้ โดยเฉลี่ยลดลงถึงร้อยละ 15.23 ในการใช้พลังงานไฟฟ้าในสวนพลังงาน มหาวิทยาลัยราชภัฏกำแพงเพชร และผลการศึกษาเกี่ยวกับการใช้พลังงานของเครื่องปรับอากาศพบว่าการใช้สมาร์ตโฟนมิเตอร์ในการควบคุมอุณหภูมิของเครื่องปรับอากาศสามารถลดการใช้พลังงานได้ โดยลดลงถึงร้อยละ 14.63 สำหรับห้องออฟฟิศสวนพลังงาน มหาวิทยาลัยราชภัฏกำแพงเพชร และลดลงถึงร้อยละ 15.75 สำหรับอาคารพักอาศัยทั่วไป นอกจากนี้ การศึกษาด้านการใช้พลังงานของเครื่องปรับอากาศพบว่าการตั้งอุณหภูมิที่ 28-29 องศาเซลเซียสใช้พลังงานน้อยที่สุดคือ 13.74 -14.08kWh