วิธีการปรับปรุงค่าตัวประกอบกำลังไฟฟ้า

จำนวนผู้เยี่ยมชมหน้านี้

   ตามที่กล่าวแล้วว่าผลดีของตัวประกอบกำลังไฟฟ้าสูงมีมาก แต่เนื่องจากอุปกรณ์ประเภทเครื่องจักรกล หม้อแปลงไฟฟ้า เครื่องเชื่อม เตาเผาแบบอาร์ก และบัลลาสต์ ตัวประกอบกำลังไฟฟ้าต่ำ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องหาแหล่งกำเนิดกำลังไฟฟ้ารีแอกตีฟช่วยจ่ายให้ ได้แก่ ซิงโครนัสมอเตอร์และคาปาซิเตอร์ คาปาซิเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่จ่ายกำลังไฟฟ้ารีแอกตีฟชนิดหนึ่ง ที่ราคาถูก และนิยมใช้กันมาก ดังรูปที่ 1

รูปที่ 1 แสดงการแก้ตัวประกอบกำลังไฟฟ้าด้วยคาปาซิเตอร์

อุปกรณ์ไฟฟ้าในระบบเกือบทุกชนิด จะเป็นโหลดที่มีพื้นฐานเป็นตัวเหนี่ยวนำ จากคุณสมบัติความเป็นตัวเหนี่ยวนำ ทำให้กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านโหลดมีมุมล้าหลังจากมุมของแรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมโหลด แต่สำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าประเภทตัวเก็บประจุ หรือคาปาซิเตอร์ จะมีคุณสมบัติที่ตรงข้ามกับตัวเหนี่ยวนำ คือ มุมของกระแสที่ไหลผ่านตัวเก็บประจุ จะล้ำหน้ามุมของแรงดันที่ตกคร่อมตัวโหลดเอง

ตัวเหนี่ยวนำ และตัวเก็บประจุ หากพิจารณาในเฟสเซอร์ หรือสามเหลี่ยมกำลังไฟฟ้า จะพบว่าเป็นอุปกรณ์ที่ก่อให้เกิดกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟขึ้นในระบบไฟฟ้า แต่ตัวเหนี่ยวนำ จะก่อให้เกิดกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟที่เป็นบวก และตัวเก็บประจุ จะก่อให้เกิดกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟที่เป็นลบ ดังนั้นการติดตั้งตัวเก็บประจุในระบบไฟฟ้า กำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟของตัวเก็บประจุ จึงเข้าชดเชยกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟของโหลด ส่งผลให้ค่ารีแอกทีฟรวมของโหลดมีค่าลดลง การคำนวณหาค่ากำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟที่ชดเชยจากตัวเก็บประจุ (Q’)

สามารถคำนวณหาได้ดังนี้

                          Q’ = kVar₁ – kVar₂

                               = kW (tan θ1 - tan θ2)

             เมื่อ θ1 คือ มุมของสามเหลี่ยมกำลังไฟฟ้าของระบบเดิมก่อนการติดตั้งตัวเก็บประจุ

               θ2 คือ มุมของสามเหลี่ยมกำลังไฟฟ้าของระบบหลังจากติดตั้งตัวเก็บประจุ θ2 = COS^-1(PF)

ตัวอย่างที่ 1  โหลดขนาด 500 kW ตัวประกอบกำลังไฟฟ้า 0.6 ล้าหลัง ถ้าต้องการปรับปรุงตัวประกอบกำลังไฟฟ้าเป็น 0.95 ล้าหลัง จงคำนวณหาค่ากำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟที่ชดเชยจากตัวเก็บประจุ

              θ1 = cos-1 (0.6)

                         = 53.13°

                  θ2 = cos-1 (0.95)

                        = 18.19°

                   Q’ = 500 (tan 53.13°  - tan 18.19° )

                        = 500 (1.333 - 0.3285)

                       = 502.25 kVar

อย่างไรก็ตาม การติดตั้งคาปาซิเตอร์จำเป็นต้องลงทุนราคาประมาณกิโลวาร์ละ 700 บาท ดังนั้น ที่ 500 กิโลวาร์ จึงมีราคาประมาณ 700 x 500 คือ 350,000 บาท

แต่ในการปรับปรุงตัวประกอบกำลังไฟฟ้าเป็น 0.95 เจ้าของโรงงานสามารถประหยัดค่าไฟได้ 5,005 บาทต่อเดือน จึงคืนทุนในเวลา (350,000/5,005) ประมาณ 70 เดือน เมื่อคิดแบบ Simple Payback Period

ที่มา : เอกสารเทคนิคการประหยัดพลังงาน กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน