การใช้ไฟฟ้าให้คุ้มค่า ต้องรู้ว่าไฟฟ้ามีการจ่ายไฟมาอย่างไร เพราะบางทีอาจได้ไฟฟ้ามาไม่เต็มกำลัง Power Factor จึงมีส่วนสำคัญอย่างมากกับระบบไฟฟ้า บทความนี้จะพาไปสำรวจรายละเอียดของ Power Factor ว่าคืออะไร สำคัญอย่างไร ใช้สูตรใดคำนวณหาค่า Power Factor พร้อมวิธีปรับปรุงค่า Power Factor
Power Factor คือ ค่าเพาเวอร์แฟคเตอร์ หรือค่าตัวประกอบกำลังไฟฟ้า ซึ่งเป็นความสัมพันธ์ระหว่างกำลังไฟฟ้าที่ใช้งานจริง (Active Power) และกำลังงานที่ปรากฏ (Apparent Power) ในระบบไฟฟ้ากระแสสลับ (AC)
โดยกำลังไฟฟ้าที่ใช้งานจริง คือ กำลังที่จ่ายให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้า และเป็นพลังงานที่ใช้ได้จริง แต่กำลังงานที่ปรากฏ คือ ผลรวมของกำลังไฟฟ้าที่ใช้งานจริง และกำลังไฟฟ้าที่ใช้ในการสร้างสนามแม่เหล็ก หรือจัดเก็บพลังงาน (Reactive Power) ซึ่งเป็นพลังงานที่ไม่ถูกใช้งานโดยตรง ค่าเพาเวอร์แฟคเตอร์จะมีค่าเท่ากับความสัมพันธ์ระหว่างกำลังไฟฟ้าจริงและกำลังงานที่ปรากฏ และมักแทนด้วย cos (θ) โดยที่ค่า cos (θ) มีค่าไม่เกิน 1
ค่าเพาเวอร์แฟคเตอร์เป็นข้อมูลสำคัญในระบบไฟฟ้า เนื่องจากมีผลต่อค่าใช้จ่าย และประสิทธิภาพของระบบไฟฟ้า โดยหากค่าเพาเวอร์แฟคเตอร์ หรือค่า cos(θ) ต่ำ อาจทำให้มอเตอร์ หรืออุปกรณ์ใช้งานได้น้อยลง และทำเกิดการสูญเสียพลังงานในสายไฟ และหม้อแปลงมากขึ้น ในทางตรงกันข้าม หากค่าเพาเวอร์แฟคเตอร์ หรือค่า cos(θ) สูง จะช่วยทำให้ระบบมีประสิทธิภาพมากขึ้น และค่าใช้จ่ายลดลง ค่าเพาเวอร์แฟคเตอร์จึงเป็นข้อมูลที่สำคัญในการวิเคราะห์ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในระบบไฟฟ้า และควบคุมระบบไฟฟ้าของหน่วยงาน หรือองค์กรต่างๆ ให้มีประสิทธิภาพมากที่สุด
สูตรคำนวณหาค่า Power Factor คือการหารค่ากำลังไฟฟ้าจริง (P) ด้วยค่ากำลังงานที่ปรากฏ (S) ในระบบไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) เพื่อหาค่าที่ระบบไฟฟ้าที่ใช้งานจริง และปรากฏต่อกัน โดยค่า Power Factor มักมีค่าระหว่าง 0 ถึง 1 ซึ่งค่าสูงแสดงถึงประสิทธิภาพในการใช้งานพลังงานไฟฟ้าที่สูง และค่าต่ำแสดงถึงประสิทธิภาพของระบบที่ต่ำ
สูตรคำนวณหาค่า Power Factor ในระบบไฟฟ้าสลับ (AC) คือ
Power Factor (PF) = กำลังไฟฟ้าจริง (Active Power, P) / กำลังงานที่ปรากฏ (Apparent Power, S)
โดยแต่ละสัญลักษณ์จะหมายถึง
Power Factor (PF) คือ ค่าเพาเวอร์แฟคเตอร์
กำลังไฟฟ้าจริง (Active Power, P) คือ กำลังที่จ่ายให้กับอุปกรณ์ และเป็นพลังงานที่ใช้ได้จริงโดยมักใช้หน่วยเป็น วัตต์ (W)
กำลังงานที่ปรากฏ (Apparent Power, S) คือ ผลรวมของกำลังไฟฟ้าจริง และกำลังไฟฟ้าที่ใช้ในการสร้างสนามแม่เหล็กหรือเก็บพลังงานในระบบไฟฟ้ามักใช้หน่วยเป็น วีเอ (VA) หรือ โวลต์-แอมป์
นอกจากค่ากำลังไฟฟ้าที่ทำให้เกิด Power Factor แล้ว โหลดกำลังไฟแต่ละประเภทก็ส่งผลกับระบบไฟฟ้าต่างกัน ได้แก่ โหลดความต้านทาน (Resistive Load, R) โหลดตัวเหนี่ยวนำ (Inductive Load, L) และโหลดตัวเก็บประจุ (Capacitive Load, C) ซึ่งมีผลต่อค่า Power Factor ของระบบไฟฟ้า ดังนี้
โหลดความต้านทาน เช่น หลอดไฟฟ้าทั่วไป หรือเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ไม่มีส่วนตัวเหนี่ยวนำ หรือตัวเก็บประจุมาก จะมีค่า Power Factor เท่ากับ 1 (1.0) ค่า Power Factor เป็นมาตรการของความสัมพันธ์ระหว่างกระแสและแรงดันในระบบ โดยแรงดันและกระแสมีมุมเฟสเท่ากัน ทำให้ไม่มีการใช้พลังงานรีแอคทีฟ และไม่เกิดการสูญเสียของพลังงานในระบบ
โหลดตัวเหนี่ยวนำ เช่น มอเตอร์ หรืออุปกรณ์ที่มีส่วนตัวเหนี่ยวนำมาก เป็นต้น ซึ่งโดยทั่วไปมีค่า Power Factor ไม่เท่ากับ 1 (Power Factor Lagging) ทำให้กระแสล้าหลังแรงดันอยู่ที่ 90 องศา หรือมีมุมทางไฟฟ้าต่างกัน (Phase-Shifted) ทำให้ระบบมีการใช้พลังงานรีแอคทีฟ และเกิดการสูญเสียพลังงานในระบบ
โหลดตัวเก็บประจุ เช่น การใช้ Capacitor Bank บางประเภทในอุตสาหกรรม จะทำให้ค่า Power Factor ไม่เท่ากับ 1 (Power Factor Leading) ทำให้กระแสนำหน้าแรงดันอยู่ 90 องศา หรือมีมุมทางไฟฟ้าต่างกัน (Phase-Shifted) ทำให้ระบบมีการใช้พลังงานรีแอคทีฟ และเกิดการสูญเสียพลังงานในระบบ
การปรับค่า Power Factor ในบิลค่าไฟฟ้าคือเรื่องที่มีความสำคัญทั้งในระบบไฟฟ้านครหลวง และระบบไฟฟ้าส่วนภูมิภาค โดยผู้ใช้ไฟฟ้าสามารถแบ่งได้เป็น 8 ประเภท ดังนี้
บ้านอยู่อาศัย เช่น Power Factor ที่ใช้ในไฟบ้าน
กิจการขนาดเล็ก เช่น กิจการที่ต้องการพลังไฟฟ้าเฉลี่ยใน 15 นาทีที่สูงสุด ต่ำกว่า 30 กิโลวัตต์ โดยต่อผ่านเครื่องวัดหน่วยไฟฟ้าเครื่องเดียว
กิจการขนาดกลาง เช่น กิจการที่มีความต้องการพลังไฟฟ้าเฉลี่ยใน 15 นาทีที่สูงสุด ตั้งแต่ 30 ถึง 999 กิโลวัตต์ และมีปริมาณการใช้พลังงานไฟฟ้าเฉลี่ย 3 เดือนไม่เกิน 250,000 หน่วยต่อเดือน
กิจการขนาดใหญ่ เช่น กิจการที่มีความต้องการพลังไฟฟ้าเฉลี่ยใน 15 นาทีที่สูงสุด ตั้งแต่ 1,000 กิโลวัตต์ขึ้นไป หรือมีปริมาณการใช้พลังงานไฟฟ้าเฉลี่ย 3 เดือน เกินกว่า 250,000 หน่วยต่อเดือน
กิจการเฉพาะอย่าง เช่น กิจการโรงแรม และกิจการให้เช่าพักอาศัย ซึ่งมีความต้องการพลังไฟฟ้าเฉลี่ยใน 15 นาทีที่สูงสุดตั้งแต่ 30 กิโลวัตต์ขึ้นไป
ส่วนราชการ และองค์กรที่ไม่แสวงหากําไร เช่น สำหรับการใช้ไฟฟ้าขององค์กรที่มีวัตถุประสงค์ในการให้บริการ โดยไม่คิดค่าตอบแทน รวมถึงสถานที่ที่ใช้ในการประกอบศาสนกิจ
กิจการสูบน้ำเพื่อการเกษตร เช่น การใช้ไฟฟ้ากับเครื่องสูบน้ำเพื่อการเกษตรของหน่วยงาน
ผู้ใช้ไฟฟ้าชั่วคราว เช่น สำหรับการใช้ไฟฟ้าชั่วคราว เพื่อใช้ในการก่อสร้างอาคารทั่วไป หรือสิ่งปลูกสร้าง
บิลค่าไฟฟ้าผู้ใช้ประเภทที่ 3-7 จะถูกปรับค่า Power Factor หากค่า PF ต่ำกว่า 0.85 และความต้องการกิโลวาร์เฉลี่ยใน 15 นาทีที่สูงสุดเกิน 61.97% ของความต้องการกิโลวัตต์เฉลี่ยตามมาตรฐาน โดยค่า PF และกิโลวาร์มาจากบิล สามารถคำนวณค่าปรับ PF ด้วยสูตร
ค่าปรับ PF = [ค่ากิโลวาร์ − (ค่ากิโลวัตต์ × 61.97/100)] × 56.07
ยกตัวอย่างเช่น หากบิลค่าไฟฟ้าของโรงงานอุตสาหกรรมแสดงว่าต้องเสียค่าปรับ Power Factor ทั้งโรงงานเป็นจำนวน 11,118.63 บาท + VAT โดยระบบไฟฟ้าของโรงงานมีค่า Power Factor ต่ำกว่า 0.85 การคำนวณค่านี้ใช้ค่ากิโลวัตต์ (kW) ที่สูงสุด และค่ากิโลวาร์ (kVAR) โดยค่าปรับ Power Factor คำนวณดังนี้
ค่าปรับ Power Factor (บาท) = [ค่ากิโลวาร์ (kVAR) - (ค่ากิโลวัตต์ (kW) * 61.97/100)] * 56.07
ในกรณีนี้
ค่ากิโลวาร์ (kVAR) = 511.20
ค่ากิโลวัตต์ (kW) = 487.20
คำนวณได้ว่า
[511.20 - (487.20 * 61.97/100)] * 56.07
= [511.20 - 301.92] * 56.07
= [209.28] * 56.07
ค่าปรับ Power Factor คือ 11,718.63 บาท
ดังนั้น ระบบไฟฟ้าของโรงงานต้องเสียค่าปรับ Power Factor ในจำนวน 11,718.63 บาท
การปรับปรุงค่า Power Factor คือกระบวนการที่ใช้เพื่อเพิ่มค่า Power Factor ในระบบไฟฟ้าของอาคารสำนักงาน หรือโรงงานอุตสาหกรรม ซึ่งเป็นหัวใจที่ทำให้ระบบไฟฟ้ามีประสิทธิภาพมากขึ้น ค่า Power Factor เป็นตัววัดความสัมพันธ์ระหว่างกำลังไฟฟ้าจริง (Active Power) และกำลังไฟฟ้ารีแอคทีฟ (Reactive Power) ในระบบ โดยค่า Power Factor ที่ต่ำจะแสดงถึงการสูญเสียพลังงาน และเพิ่มค่าใช้จ่ายในการใช้กำลังไฟฟ้า ดังนั้น การปรับปรุงค่า Power Factor เป็นสิ่งสำคัญอย่างมากในทั้งอาคารสำนักงาน และโรงงานอุตสาหกรรม
คาปาซิเตอร์ (Capacitor) เป็นอุปกรณ์ในระบบไฟฟ้าที่ใช้เพื่อปรับปรุงค่า Power Factor (PF) โดยลดค่ากำลังไฟฟ้ารีแอคทีฟ (Reactive Power) ในระบบ เพื่อให้ Power Factor เข้าใกล้ หรือเท่ากับ 1.0 ซึ่งเป็นค่า Power Factor ที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด ซึ่งอุปกรณ์นี้เป็นอุปกรณ์ที่มีค่าปรับได้หลากหลายขนาด และต้องมีการกำหนดให้เหมาะสมกับระบบไฟฟ้า และความต้องการของผู้ใช้งาน โดยมีตัวแปรที่เกี่ยวข้อง ดังนี้
kVAR (kilo Volt-Ampere Reactive) หน่วยของกำลังไฟฟ้ารีแอคทีฟที่ Capacitor จะเพิ่ม หรือลด (สัญลักษณ์ kVAR)
kW (kilo Watt) หน่วยของกำลังไฟฟ้าจริงที่ระบบไฟฟ้าใช้ (สัญลักษณ์ kW)
θ (theta) มุมระหว่างกำลังไฟฟ้าจริง (kW) และกำลังไฟฟ้ารีแอคทีฟ (kVAR) ที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างพวกเขา
ความสัมพันธ์ระหว่าง kVAR, kW, และ θ สามารถคำนวณได้ด้วยสูตรต่อไปนี้
kVAR = kW x tan (θ)
ค่า kVAR จะบ่งบอกปริมาณกำลังไฟฟ้ารีแอคทีฟที่ต้องใช้เพิ่ม หรือลดโดย Capacitor เพื่อปรับ Power Factor ให้ต้องการแรงดันไฟฟ้าแทบไม่มีค่ามุม (θ เป็นเลขเป็นศูนย์) ที่กำลังไฟฟ้าจริง (kW) และกำลังไฟฟ้ารีแอคทีฟ (kVAR) สามารถดูแลให้ค่า Power Factor ใกล้เคียงกับ 1 (เพาเวอร์แฟคเตอร์สูง) และประหยัดค่าใช้จ่ายในการใช้งานระบบไฟฟ้าของคุณ
Power Factor คือสิ่งสำคัญในระบบไฟฟ้า และส่งผลต่อประสิทธิภาพ และการประหยัดค่าใช้จ่ายของการใช้ไฟฟ้าในอาคาร และโรงงานอุตสาหกรรม หากต่ำไปก็จ่ายไฟได้ไม่เต็มที่ และยังถูกปรับเงินเพิ่มในบิลค่าไฟได้อีกด้วย จึงควรทำการคำนวณด้วยสูตรเพื่อหาค่า Power Factor หากรู้ผลลัพธ์ว่าค่า PF ต่ำไป จึงค่อยใช้ Capacitor มาปรับค่า PF ทีหลัง เพื่อให้สามารถใช้ไฟได้เต็มที่ โดยไม่ต้องเสียค่าปรับ หากโรงงานไหนรู้สึกว่ามีการจ่ายไฟได้ไม่เต็มที่ หรือไม่มีประสิทธิภาพ สามารถใช้บริการเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจาก Siam Generator ได้ ทางเรามีวิศวกรมืออาชีพมาช่วยวิเคราะห์ ควบคุม รวมถึงทีมเจ้าหน้าที่คอยดูแลทั้งการติดตั้ง และบริการหลังการขาย เพื่อให้การจ่ายไฟฟ้าในโรงงานของคุณเป็นไปอย่างเต็มที่ ไม่ต้องเสียค่าปรับ PF
Powered by Froala Editor
Powered by Froala Editor
Powered by Froala Editor
Copyright © 2020 Siam Generator Co.Ltd.
TH
EN
