Power Factor คืออะไร...ทำไมโรงงาน เสียค่าปรับ เป็น หมื่นๆ แสนๆๆ !!

สวัสดีครับยินดีต้อนรับทุกท่านเข้าสู่ช่อง ZimZimDIY
สำหรับวันนี้ ผมจะมาพูดถึงเรื่อง Power Factor หรือ ตัวประกอบกำลังไฟฟ้าว่า มันคืออะไร ผมขอ อธิบายแบบง่ายๆ ตามสไตล์ช่อง ZimZim ละกันนะครับ
Power Factor ที่จริง ก็คือ ค่าๆหนึ่ง
ที่มี อัตราส่วน ระหว่าง (Ture Power) กำลังไฟที่ใช้จริง ส่วนด้วย (Apparent Power) กำลังไฟที่ปรากฏ
สูตรของมันก็คือ PF = kW ส่วนด้วย kVA
ปกติค่า Power Factor
มันไม่มีหน่วยเรียกนะครับ จะเป็นค่า ตัวเลข และมีค่าไม่เกิน 1 เรามัก จะใช้คำนวณ ในระบบไฟฟ้ากระแสสลับ
แล้วถามว่า มันสำคัญ หรือเปล่า
ก็ถือว่าสำคัญมาก สำหรับ เจ้าของกิจการ หรือ โรงงานอุตสาหกรรม
เพราะเขา มักจะโดนค่าปรับจากค่า PowerFactor ที่ไม่ค่อยมีประสิทธิภาพ ตรงส่วน นี้แหละครับ เดี๋ยวเรื่องนี้เราพูดคุยกันอีกทีหนึ่งนะครับ
แต่ตอนนี้ เรามาดู
การเปรียบเทียบ Power Factor ที่เข้าใจง่ายที่สุดกันก่อนครับ นั้นก็คือการเปรียบเทียบกับแก้วเบียร์
สมมุติว่า เพื่อนๆ จ่ายตังซื้อเบียร์ 1 แก้ว เราก็จะได้ผลลัพท์กลับมา 2 ส่วนใช่ไหมครับ
ส่วนแรกก็จะเป็น ของเหลวที่เป็น เบียร์ และส่วนที่ 2 ก็คือ ฟองโฟม ที่อยู่ด้านบน
ยิ่งเบียร์ มี มาก และ มีฟองด้านบน น้อยๆ เราก็จะรู้สึกถึงความคุ้มค่า สำหรับเงินที่เราเสียไป
แต่ตรงกันข้าม ถ้าหาก เบียร์ มีฟองมาก และ มีเบียร์ น้อย เราก็จะรู้สึกถึงความไม่คุ้มค่า กับเงินที่เราเสียไป
และเราอาจจะมีปัญหา กับ คนที่รินเบียร์ ให้เรา นั้นเอง
เพราะฉะนั้น ใจเย็นก่อน นะครับ

เบียร์ ก็เปรียบเสมือน กำลังไฟที่ใช้จริง หรือเขาเรียกว่า ture Power เพราะเวลาเราดื่ม มันเข้าไป แล้วเรา รู้สึก อิ่ม จริงๆ รู้สึก มึน จริงๆ แล้วก็รู้สึก เมาจริงๆ ครับ
ค่าของมัน จะอยู่ใน หน่วย กิโลวัตต์ นั้นก็คือตัว k เล็ก กับตัว W ใหญ่
ส่วนฟองโฟมด้านบนผมขอเรียกมันว่า เป็น กำลังไฟเสมือน หรือเขาเรียกว่า Reactive Power หน่วยเป็น กิโลโวลท์แอมป์รีแอกทีฟ หรือ กิโลวา (kVAr)
สิ่งนี้ นี้ไม่ค่อยมีประโยชน์ สักเท่าไหร่ และ นักดื่ม ส่วนใหญ่ไม่ค่อยต้องการ
แต่เบียร์ 1 แก้ว เราจำเป็นต้องจ่าย ราคาเต็มของมัน จากทั้งสองส่วนที่มาประกอบกัน แม้เราจะไม่ได้ดื่มฟองของมันด้วยก็ตาม
เมื่อเรารวม ค่าทั้งสอง กับ kW + กับ kVar เราจะเรียกมันว่า กำลังไฟฟ้าที่ปรากฏ หรือ Apparent Power หน่วยเป็น กิโลโวลต์ - แอมป์ หรือ kVA
เมื่อเราได้ค่าตัวแปร มา 3 ส่วน เราก็สามารถหาค่า Powerfactor ได้แล้วครับ
ค่า Powerfactor จึงมากจาก Ture Power(kW) ต่อ Apparent Power(kVA)
หรือ เบียร์จริงที่ดื่มได้ (kW) ต่อ ปริมาณ 1แก้วที่เราจ่าย (kVA)
ดังนั้นค่า Powerfactor มันจึงสามารถ บอกเราได้ว่า เบียร์ 1 แก้วเนี้ยะ มันคุ้มค่ากับเงินกับที่เราเสียไปหรือเปล่า
ถ้าหากเพื่อนๆไม่ชอบเบียร์
เขายังมี นิพจน์ สามเหลี่ยมกำลัง ด้วยนะครับ
ก็คือ ยิ่งมุม เซต้ามากเท่าไหร่ ก็จะยิ่งฟองเยอะ
ถ้าใครอยากลงลึก สามารถใช้ สูตร ตรีโกณมิติ เพื่อคำนวณ สามเหลี่ยมนี้ออกมาได้ แต่คลิปนี้ ผมไม่ขอเอ่ยถึงครับ


ถ้าเรามาดู ใบแจ้งค่าไฟฟ้า ที่บ้าน หรือ ที่พักอาศัย ทั่วไป
การไฟฟ้า จะคิดค่าบริการเพียงแค่ กิโลวัตต์
แต่ สำหรับ ใบแจ้งค่าไฟฟ้า ในเชิงพาณิชย์ หรือ ในโรงงาน อุตสาหกรรม
เขาจะ รวม กิโลวาร์ ลงไปด้วย
บางโรงงาน โดนค่ากิโลวาร์ เป็นหลักแสนเลยก็มีครับ
ที่เป็นแบบนี้ เพราะว่า โรงงานมักจะมีค่า Powerfactor ที่ไม่ดี เกิดขึ้น
เดี๋ยวผมจะยกตัวอย่าง จำลองโรงงาน ทั้ง 3 ใช้ไฟ จากการไฟฟ้า
โรงงานแรก ใช้ไฟปกติ โรงงานที่ สามใช้ไฟปกติ
แต่โรงงานที่ 2 ผู้ประกอบการ มีค่า Power Factor ที่ไม่ค่อยดี นัก

ค่า Powerfactor ที่ไม่ดี จะส่งผลให้ เกิดการดูดพลังงานไปใช้มากขึ้น
เมื่อ กระแสไหลผ่าน โรงงานที่ 2 เป็นจำนวณมากขึ้น อาจะทำให้เกิดไฟฟ้าตก ไฟฟ้า ติดๆดับๆ หรือไฟ ไปไม่ถึง ตึกที่ 3
ซึ่งเป็นผลเสียอย่างใหญ่หลวง
และยิ่งมีโรงงานที่ 4 สร้างเพิ่มขึ้นมาใหม่ ต้องการใช้ไฟ จากเดิมที่ มัน แย่อยู่แล้ว ก็ยิ่งแย่ขึ้นไปอีก
สายเคเบิ้ล อาจจะ รับไม่ไหว
หรือ หม้อก็อาจจะ แปลงร้อน และตุยขึ่้นได้ในที่สุด
ถ้าเป็นแบบนั้น จำเป็นต้องจะเดินระบบไฟใหม่ หรือ ติดตั้ง สายเคเบิลเพิ่มเติม
ซึ่งเพิ่มภาระค่าใช่จ่ายในส่วนนี้อีก
แล้วค่า Power Factor ที่ดี ต้องเท่าไหร่
ปกติค่าที่ดี ค่าที่สมบูรณ์แบบ ก็คือ 1
แต่ในความเป็นจริง เป็นไปได้ ยากมาก ๆ ที่จะไปถึง จุดนั้น
โดยทั่วไป ค่าที่เกิน 0.95 ขึ่นไป ก็ถือว่า ดีเยี่ยมมากแล้วครับ ถือว่าเป็นการ ช่วยชาติประหยัดพลังงาน ช่วยโลกให้ดีขึ้น
0.85 - 0.95 ก็ถือว่า พอไหวอยู่
ส่วนค่าที่ต่ำกว่า 0.85 ก็ถือว่าแย่

เพราะฉะนั้น สำหรับ การไฟฟ้า เขาก็เลย ได้มีมาตรการ กำหนดให้ผู้ใช้ไฟฟ้า ต้องปรับปรุงระบบให้มีค่า Power Factor
ให้อยู่ สูงกว่า 0.85 ขึ้นไป ถึงจะไม่โดนค่าปรับ

ถ้าหากเรามีโหลด ประเภท ตัวต้านทาน อย่างเช่น เครื่องทำความร้อน เครื่องทำน้ำอุ่น หม้อหุงข้าว เตารีด หลอดไฟไส้
พวกนี้ แรงดันไฟฟ้า และ กระแสไฟฟ้า เฟส ของมัน ถ้ามาดูที่รูป จะใกล้เคียงกันมากครับ ก็คือขึ้นสุด ลงสุด ในเวลาเดียวกัน
การ กินพลังงาน ก็กินอย่างมีประสิทธิภาพ ค่า Power Factor อาจจะเป็น 1 ได้เลย

แต่ถ้าโหลดประเภท มอเตอร์ มีขดลวด มีตัวเหนี่ยวนำ
สนามแม่เหล็กจะต่อต้านการไหลของกระแสไฟ
กระแสไฟ จึงจะล่าช้ากว่า แรงดัน สังเกตุได้จาก รูปนี้ กระแสไฟจะไหล ผ่านจุด 0 ตามหลัง แรงดัน
และ กระแสจะล้าหลังแรงดันอยู่ที่ 90 องศาเสมอๆ
เขาจะเรียกเหตุการณ์นี้ว่า Power factor Lagging

แต่ถ้า หากเราใช้โหลดแบบคาปาซิเตอร์ มันจะตรงกันข้าม
กระแสจะนำหน้าแรงดัน 90 องศาเสทอ
เขาจะเรียกว่า Power Factor Leading

เรา สามารถแก้ไข ค่าทีไม่ดีเหล่านี้ โดยการ เพิ่ม ตัวเก็บประจุ ให้กับวงจร มันก็จะปรับ แนวเฟส ของแรงดันและกระแสให้ดีขึ้น ค่า PowerFactor ก็จะใกล้เคียง กับค่า 1 มากขึ้่น
ขอบคุณเพื่อนๆทุกท่านที่ติดตามรับชมครับ

#PowerFactorคืออะไร