ตอนเด็ก ๆ เคยเห็นโคมหลอดฟลูออเรสเซนต์ที่บ้านญาติที่ต่างจังหวัดมีวัตถุทรงกระบอกอันใหญ่ ๆ (เทียบกับขนาดหลอด) ติดตั้งอยู่ ซึ่งตอนนั้นก็ไม่รู้ว่ามันคืออะไรเพราะที่บ้านที่กรุงเทพไม่มี มารู้เอาตอนโตขึ้นว่ามันคือตัวเก็บประจุที่เอาไว้ปรับค่าตัวประกอบกำลัง (power factor ที่ย่อว่า pf บ้าง PF บ้าง) ในยุคสมัยนั้น (ก็กว่า ๔๐ ปีที่แล้ว) เป็นยุคสมัยที่กำลังการผลิตไฟฟ้าของไทยจะเรียกว่าไม่ค่อยพอเพียงก็ได้ ตอนหัวค่ำต้องประหยัดไฟกันทั้งประเทศ ไฟถนนต้องเปิดดวงเว้นดวง สถานีโทรทัศน์ต่าง ๆ งดออกรายการช่วง ๑๘.๓๐ ถึง ๒๐.๐๐ น (เพื่อให้ทุกบ้านปิดโทรทัศน์ จะได้ประหยัดไฟ ซึ่งตอนนั้นยังไม่มีเครื่องเล่นวิดิทัศน์)
ชุดหลอดฟลูออเรสเซนต์เป็นอุปกรณ์ที่มีค่าตัวประกอบกำลังต่ำตัวหนึ่ง สำหรับบ้านพักอาศัยทั่วไปที่ไม่ได้ติดตั้งหลอดชนิดนี้จำนวนมาก ค่าตัวประกอบกำลังที่ต่ำนี้ก็ไม่ได้ส่งผลต่อปริมาณกระแสไฟที่ต้องไหลเข้าบ้านมากเท่าใดนัก แต่ในอาคารพาณิชย์ที่มีการใช้หลอดฟลูออเรสเซนต์เป็นจำนวนมาก และมีการเปิดใช้งานจำนวนมากในเวลาเดียวกัน ปริมาณกระแสที่ต้องจ่ายเพิ่มขึ้นเนื่องจากค่าตัวประกอบกำลังที่ต่ำนั้นจัดว่าสูงอยู่เหมือนกัน
วิธีการลดปริมาณกระแสที่ต้องจ่ายทำได้ด้วยการติดตั้งตัวเก็บประจุขนานเข้ากับวงจรหลอดฟลูออเรสเซนต์ ตัวเก็บประจุจะทำให้ค่าตัวประกอบกำลังเพิ่มสูงขึ้น (เฟสของความต่างศักย์และกระแสใกล้เคียงกันมากขึ้น) ตัวอย่างที่แสดงในรูปที่ ๑ ข้างล่างเป็นของโคมไฟของชั้นที่ผมทำงานอยู่ ชั้นนี้ติดตั้งโคมชนิด ๓ หลอด (บางชั้นติดตั้งโคมชนิด ๔ หลอด) ซึ่งตอนนี้โคมเหล่านี้อายุการใช้งานมันก็มากแล้ว ถ้าชั้วหลอดยังใช้ได้อยู่เขาก็เปลี่ยนเป็นหลอดแอลอีดีแทน แต่ถ้าขั้วหลอดมันเปราะหมดแล้วก็จะเปลี่ยนทั้งโคม ตัวสีส้มที่เห็นในรูปที่ ๑ ข้างล่าง (รวมทั้งในกรอบสี่เหลี่ยมด้วย) ก็คือตัวเก็บประจุที่ติดตั้งมาเพื่อปรับค่าตัวประกอบกำลังให้เข้าใกล้ 1.0
รูปที่ ๒ เป็นวงจรการต่อหลอดฟลูออเรสเซนต์ที่มีการติดตั้งตัวเก็บประจุ (C2) ในรูปแบบขนานกับวงจรหลอด เพื่อทำหน้าที่ปรับค่าตัวประกอบกำลังให้สูงขึ้น ตัวหลักที่ทำให้ค่าตัวประกอบกำลังของหลอดฟลูออเรสเซนต์มีค่าต่ำก็น่าจะเป็นตัวบัลลาสต์ (ballast) ที่โครงสร้างเป็นขดลวดพันอยู่บนแกนเหล็ก ส่วนตัวเก็บประจุ C1 นั้นในความเป็นจริงมันไม่มี มันเป็นค่าของตัวสตาร์ทเตอร์ (starter) ที่เขาเขียนแยกออกมาเพื่อให้เห็นภาพชัดเจนขึ้น เพราะตัวสตาร์ทเตอร์เองเมื่อหลอดติดแล้วตัวขั้วโลหะจะแยกออกจากกัน ทำให้มีคุณสมบัติเป็นเหมือนตัวเก็บประจุที่เก็บประจุได้นิดหน่อย
ด้วยการที่ได้ซื้อ micro power monitor จาก shopee มาเล่นกว่าปี มาวันนี้ก็เลยทดลองนำเครื่องดังกล่าวมาวัดค่าตัวประกอบกำลังของหลอดไฟที่มีอยู่ในบ้าน ๔ ชนิด ชนิดแรกคือหลอดไส้หรือ incandescent lamp ขนาด 40วัตต์ที่เป็นหลอดยุคเก่าและที่บ้านยังมีอยู่ ซึ่งผลออกมาก็คือตัวประกอบกำลังมีค่าเป็น 1.00
ทีนี้พอลองวัดค่าของหลอดคอมแพคฟลูออเรสเซนต์หรือที่เราเรียกว่าหลอดตะเกียบขนาด 11 วัตต์ดูบ้าง ก็วัดค่าตัวประกอบกำลังได้ประมาณ 0.71 และพอเปลี่ยนเป็นหลอดแอลอีดีขนาด 7 วัตต์ ก็ได้ค่าตัวประกอบกำลังประมาณ 0.64
หลอดสุดท้ายที่ทำการทดสอบคือโคมฟลูออเรสเซนต์ 18 วัตต์ที่ยังใช้บัลลาสต์แบบเก่าอยู่ (ที่ไม่ใช่ชนิด low loss) ก็วัดค่าตัวประกอบกำลังได้เพียงแค่ประมาณ 0.33 และกินไฟอยู่ที่ประมาณ 30 วัตต์ แสดงว่าการสูญเสียที่ตัวบัลลาสต์นั้นอยู่ที่ประมาณ 10 วัตต์ ซึ่งน่าจะเป็นเข่นนั้น เพราะชนิด low loss นั้นการสูญเสียอยู่ที่ประมาณ 5 วัตต์
นั่นแสดงว่าการเปลี่ยนจากหลอดฟลูออเรสเซนต์มาเป็นหลอดแอลอีดีนั้น แม้ว่าจะสามารถลดการสูญเสียพลังงานลงได้มากจากการที่ได้ความสว่างเท่าเดิมแต่ใช้พลังงานไฟน้อยลง แต่เราก็ยังสามารถลดการสูญเสียนี้ลงไปได้อีก (ถ้าต้องการ แต่จะคุ้มหรือเปล่าก็ไม่รู้) ด้วยการติดตั้งตัวเก็บประจุเข้าไป โคมหลอดแอลอีดี 10 วัตต์ที่นำมาใช้แทนหลอดฟลูออเรสเซนต์ 18 วัตต์ก็มีค่าตัวประกอบกำลังอยู่ที่ประมาณ 0.6
ตัวโคมสำหรับติดตามบ้านที่เห็นขายกันอยู่นั้นไม่เห็นมีการติดตั้งตัวเก็บประจุ เป็นเพียงแค่ฐานเปล่า ๆ สำหรับติดหลอด แต่ถ้าเป็นโคมสำหรับติดฝ้าเพดานในอาคารต่าง ๆ นั้นก็ไม่รู้เหมือนกันว่ามีการติดตั้งตัวเก็บประจุมาให้ด้วยหรือเปล่า เพราะยังไม่มีโอกาสไปรื้อดู
การประหยัดพลังงานของโคมไฟแสงสว่างก็เห็นเปลี่ยนมาเรื่อย ๆ จากยุคของการใช้หลอดไส้มาเป็นหลอดตะเกียบ จากยุคของการใช้หลอดฟลูออเรสเซนต์แบบเดิมที่อ้วนมาเป็นขนาดปัจจุบันที่เรียกว่าหลอดผอม (หลอดกินไฟลดลง 40 วัตต์เหลือ 36 วัตต์ และจาก 20 วัตต์เหลือ 18 วัตต์) และการเปลี่ยนบัลลาสต์เป็นชนิด low loss (การสูญเสียลดลงจาก 10 วัตต์เหลือ 5 วัตต์) ถ้าเป็นอาคารที่ใช้โคมไฟจำนวนมากก็จะมีการใช้โคมที่มีการติดตั้งตัวเก็บประจุเพื่อปรับค่าตัวประกอบกำลัง จนเข้าสู่ยุคปัจจุบันที่หลอดฟลูออเรสเซนต์แบบเดิมถูกแทนที่ด้วยหลอดแอลอีดี
ภาพล่างสุดไม่เกี่ยวอะไรกับบทความนี้ เป็นบรรยากาศการสอบ (ที่ต้องไปคุมสอบ) วิชาของตัวเองเมื่อวันศุกร์ที่ ๒๖ ตุลาคม ๒๕๖๘ ที่ผ่านมา ขอเอามาบันทึกไว้สักหน่อย เพราะปีการศึกษาหน้าก็คงจะไม่ต้องเข้าคุมสอบแล้ว
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น