จากบทความนี้ ปัญหาการเชื่อมขนานไฟโซล่าเซลล์ เข้ากับไฟกริด โรงงานที่มี CapBank ได้อธิบายแนวทางแก้ไขปัญหากรณีที่ติดตั้งโซล่าเซลล์ ในโรงงานที่มี Capbank แล้วทำให้ระบบ Capbank รวน หรือ ทำงานผิดพลาด ซึ่งก็มีหลากหลายแนวทาง ก็ขอให้ไปอ่านตามบทความข้างต้น

 >>> ทีนี้บางท่าน ยังงงๆ ว่า ปกติค่า Power Factor เท่ากับ 1 ของอินเวอร์เตอร์ยี่ห้อดีๆดังๆ (ที่ทำหน้าที่แปลงไฟฟ้า DC จากโซล่าเซลล์ เป็นไฟฟ้า AC ) ซึ่งก็ไม่น่าจะทำให้เกิด กำลังไฟฟ้าสูญเสีย หรือค่า kVar ในระบบ อันนี้ค่อนข้างยาว เดี๊ยวมีโอกาสจะมาเขียน ทำไมขนานไฟฟ้าโซล่าเซลล์ แล้วค่า Power Factor จึงลดลง ทำให้ kVar ขึ้น ขอติดไว้ก่อน <<< สำหรับตอนนี้ก็จะมาขยายความว่า ทำไมติดตั้งโซล่าเซลล์ แล้วค่า Power Factor หรือ kVar เพิ่มขึ้น?

สำหรับตอนนี้ก็จะมาขยายความว่า ทำไมติดตั้งโซล่าเซลล์ แล้วค่า Power Factor หรือ kVar เพิ่มขึ้น?

♦ Real Power (P) >>> กำลังไฟฟ้าจริง มีหน่วยเป็น วัตต์ W.

♦ Apparent Power (S) >>> กำลังไฟฟ้าปรากฏ มีหน่วยเป็น kVA 

♦ Reactive Power (Q) >>> กำลังไฟฟ้าแฝง มีหน่วยเป็น kVar 

♦ ตัวประกอบกำลัง หรือ Power Factor : cosΦ = Real Power (P) ⁄ Apparent Power (S)

                                                                 = kW ⁄  kVA

  จากสูตร ตัวประกอบกำลัง หรือ Power Factor : cosΦ = kW ⁄  kVA   จะพบว่า หากค่า kW.ลดต่ำลง จะทำให้ค่า Power factor ลดต่ำลงด้วยนั่นเอง เพราะลดลงตามสัดส่วน

***** ขอบคุณรูปภาพประกอบและข้อมูลชั้นเยี่ยมจาก Schneider Electric และข้อมูลเพิ่มเติม youtube.com/watch?v=WEklvzdloW0     *****   

→ 1. จากรูปนี้ แสดงถึงสามเหลี่ยมเวคเตอร์ ที่แสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์กัน ของค่าต่างๆ โดย Power Factor : cosΦ คือค่ามุม และค่ากำลังไฟฟ้าสูญเสีย หรือค่า kVar 

โดยหากค่ามุม cosΦ = 1 แล้วก็จะทำให้ค่า kVA มีค่าเท่ากับ kW ซึ่งก็หมายความว่าไม่มีค่า kVar เลย หรือค่ากำลังไฟฟ้าสูญเสียเท่ากับศูนย์ นั่นเอง

→ 2. ทีนี้มาว่ากันในชีวิตจริง ผู้ให้บริการโครงข่ายไฟฟ้า หรือการไฟฟ้าฯ ก็มีการเก็บค่ากำลังไฟฟ้าสูญเสีย จากโรงงาน หากค่ามุม หรือ Power Factor ต่ำกว่า 0.85 >>> ซึ่งความหมายคือ ผู้ให้บริการโครงข่ายไฟฟ้า ยอมให้มีพลังงานไฟฟ้าสูญเสียได้ส่วนหนึ่ง (ประมาณ 15%) แต่หากโรงงาน ปลายทางมีการใช้โหลดที่เป็นขดลวดมากเกินไป ก็จะทำให้เกิดกำลังไฟฟ้าสูญเสียมากเกินไป ก็ต้องหาทางแก้ไข โดยติดตั้ง Capacitor นั่นเอง

ซึ่งเราก็จะเรียกว่าติด CapBank เพื่อชดเชยค่ามุม cosΦ  ให้เพิ่มขึ้นมากกว่า 0.85 เพื่อจะได้ไม่เสียค่า kVar จากการไฟฟ้าฯ 

→ 3. รูปนี้แสดง โครงข่ายไฟฟ้าจ่ายพลังงานไฟฟ้าให้โรงงาน ก็จะมีกำลังไฟฟ้าจริง kW และ กำลังไฟฟ้าสูญเสีย kVar ควบคู่กันไปด้วย โดยโรงงานก็จะรับแหล่งจ่ายมาแค่ 1 แหล่งจ่าย คือ โครงข่ายไฟฟ้า หรือ กริด (Grid)

→ 4.รูปแสดง โรงงานมีการติดตั้งโซล่าเซลล์ เพิ่มอีก 1 แหล่งจ่าย โดยก็จะมีค่าkWเพิ่มขึ้นมา  แต่ค่า kVarไม่เพิ่มขึ้น เนื่องจากส่วนมากInverter รุ่นใหม่ๆ ยี่ห้อดีๆดังๆ จะไม่มีค่า kVar หรือไม่มีค่ากำลังไฟฟ้าสูญเสียเลย

ซึ่งก็จะทำให้ ค่า kWที่รับจากกริดลดลง (เพราะได้ kWเพิ่มมาจากโซล่าเซลล์) แต่ค่า kVarยังคงเท่าเดิม ซึ่งก็มาจากค่าPower Factor : cosΦ  ลดลงนั่นเอง<<< ณ จุดนี้เอง คือคำตอบว่า ทำไมเราติดตั้งระบบโซล่าเซลล์แบบออนกริดแล้ว ค่า Power factor จึงลดลง เป็นผลต่อเนื่องให้โรงงานเสียค่า kVar เพิ่มนั่นเอง

→ 5. ทีนี้วิธีแก้ไข ของ Schneider Electric เค้าก็บอกว่าให้ไปปรับแต่งที่ Inverter ให้ค่า kVar มันเพิ่มขึ้น ให้มันพอดีกับ ไม่เสียค่าปรับ (ในที่นี้ในเมืองไทย PEA และ MEA จะเรียกเก็บค่า kVar ก็ต่อเมื่อ ค่า Power Factor ของดรงงานต่ำกว่า 0.85 ) ดังนั้นเราก็ต้องปรับแต่ค่า ไปเรื่อยๆ จนกว่าจะได้ค่าที่เหมาะสม ที่ 0.85 ซึ่งก็เป็นการยากพอสมควร

→ 6. การที่จะปรับแต่ค่า Power Factor ให้มีค่าที่เหมาะสม เราก็ต้องมีชุด Control System แล้วก็ต้องมี CT วัดค่าทางไฟฟ้าที่เมนไฟฟ้าของโรงงาน เพื่อเป้นข้อมูลประกอบในการปรับแต่งค่าอัตโนมัติอย่างเหมาะสม

 → 7. รูปนี้ก็แสดงให้เห็นว่า ช่วงกลางวัน ระบบโซล่าจะผลิตพลังงานไฟฟ้า ส่วนเวลากลางคืนไม่มีการผลิตพลังงานไฟฟ้า ซึ่งชุด Control System ก็ต้องปรับแต่งค่า Pwer factor ในแต่ละช่วงเวลาให้เหมาะสม

 → 8. แสดงตัวอย่างว่า โหลดมีการใช้กำลังไฟฟ้า 200 kW มีค่า Power Factor = 0.96 โดยเวลากลางคืน จะมีค่าพลังงานไฟฟ้าสูญเสีย เท่ากันทั้งฝั่งกริดและโหลด คือ 60 kVar

แต่พอเวลากลางวัน เมื่อโซล่าเซลล์ผลิตพลังงานไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอีก 1 แหล่งจ่าย ทำให้ค่า kWจากกริดลดลง แต่ค่า kVar ของโหลดยังเท่าเดิม ดังนั้นชุด Control System จึงต้องสั่งให้ตัว Inverterปรับแต่ค่า Power Factor ของอินเวอร์เตอร์ลดลงเพื่อให้ค่า kVarของอินเวอร์เตอร์เพิ่มขึ้น มาชดเชยสัดส่วน ของกริด ก็เป็นผลให้ค่า Power Factor ในภาพรวมของกริด ำม่ลดลงต่ำกว่า 0.85 ตามที่เราตั้งค่าไว้

→ 9. สรุปของ Schneider Electric เมื่อติดตั้งระบบโซล่าเซลล์ ก็เป็นไปได้ที่ ค่า Power Factor ลดลง เป็นผลให้ค่า kVarเพิ่มขึ้นได้ แก้ไขโดยต้องติดตั้งชุด Control System และคล้อง CT ที่เมนไฟฟ้าโรงงาน เพื่อปรับแต่งค่าที่ Inverter ให้ปรับค่าPower factor ที่ตัวอินเวอร์เตอร์ให้เหมาะสมในแต่ละช่วงเวลา

>>> ถามว่า แล้วไม่ติดตั้งชุด Control System แล้วเรามาปรับแต่งค่าที่ตัว Inverter โดยตรงได้หรือไม่ ตอบว่า ได้และไม่ได้ เพราะว่าต้องเข้าใจก่อนว่าค่าโหลดที่ใช้งานไม่ได้นิ่งเท่ากันตลอดเวลา และพลังงานไฟฟ้าจากแสงแดด ก็ไม่ได้มาเท่ากันตลอดเวลา ดังนั้นชุด Control System มีหน้าที่ปรับแต่งค่าทางไฟฟ้า ในแต่ละช่วงเวลา 

บทความนี้ออธิบายว่าติดโซล่าเซลล์แล้ว ค่า kVar เพิ่ม และวิธีการแก้ไขของ Schneider Electric แต่หากท่าผู้ใดไม่อยากแก้ไข แบวิธีการของ Schneider Electric ก็ขอให้ไปอ่านบทความนี้มีวิธีการแก้ไขที่ง่ายกว่า ปัญหาการเชื่อมขนานไฟโซล่าเซลล์ เข้ากับไฟกริด โรงงานที่มี CapBank

 ***** ท้ายนี้ ขอบคุณรูปภาพประกอบและข้อมูลชั้นเยี่ยมจาก Schneider Electric ข้อมูลเพิ่มเติมที่นี่