ช่วงหลังๆมานี้ ได้รับคำถามจากเพื่อนๆช่าง ว่าพอติดตั้งโซล่าเซลล์ แล้ว ค่า kVar ของโรงงานเพิ่มขึ้น และบางทีก็พบว่าระบบ CapBank เสีย ยังไม่มีแนวทางแก้ไขปัญหา ?

ซึ่งที่ผ่านมา ทีมโซล่าฮับ ก็พบเจอปัญหานี้เช่นกัน แต่ก็พอมีทางแก้ไขอยู่ ก่อนที่จะมาหาวิธีแก้ไขเราต้องย้อนมาที่ทฤษฎีไฟฟ้า เบื้องต้นกันก่อน

     ♣ ทฤษฎีไฟฟ้ากำลัง

♦ P = E x I    ===>>> กำลังไฟฟ้า P (Watt : W.) = แรงดันไฟฟ้า E (Volt : V.) คูณ กระแสไฟฟ้า I (Ampere : A.)

หากใครเรียนมาทางด้านไฟฟ้า จะทราบว่า กำลังไฟฟ้า ไม่ได้มีแค่ตัว P เท่านั้น มีตัวแปร อีก 2 ตัว ที่เราต้องมาทำความรู้จักกัน คือ 

>>> P กำลังไฟฟ้าจริง ( Real Power ) มีหน่วยเป็นวัตต์ หรือกิโลวัตต์ (W. or kW.)

>>> Q กำลังไฟฟ้ารีแอคทีพ ( Reactive Power ) มีหน่วยเป็นวาร์ หรือ กิโลวาร์ (Var. or kVar.)

>>> S กำลังไฟฟ้าจริง ( Real Power ) มีหน่วยเป็นวัตต์ (Va. หรือ kVa)

♦ ความสัมพันธ์ ทั้ง 3 ค่า คือ กำลังไฟฟ้าปรากฏ = กำลังไฟฟ้าจริง + กำลังไฟฟ้าแฝง

♦ จากรูปนี้เคยอธิบายแล้วในบทความ Solar Energy FAQ Episode 4 ซึ่งเป็นการเปรียบเทียบ อธิบายว่า แก้วเบียร์ เมื่อเรารินเบียร์ใส่แก้วเราจะได้น้ำเบียร์ส่วนหนึ่ง และฟองเบียร์อีกส่วนหนึ่ง

สิ่งที่เราต้องการจริงๆ คือปริมาตรของน้ำเบียร์ที่เรานำมาดื่มได้จริง ส่วนฟองเบียร์นั้นเราไม่ต้องการ

แต่เมื่อรินใส่แก้วแล้วก็หลีกเลี่ยงไม่ได้ที่ต้องมีฟองเบียร์มาด้วย แต่เราสามารถลดปริมาณของฟองเบียร์ให้น้อยลงได้โดยการรินเบาๆ หรือตะแคงแก้ว ก็ทำให้เกิดฟองเบียร์น้อยลงและก็ทำให้เราได้ปริมาตรของน้ำเบียร์เพิ่มมากขึ้นในแก้วเดียวกัน

♦ ระบบแหล่งกำเนิดไฟฟ้า ก็เช่นกันที่เราหลีกเลี่ยงกำลังไฟฟ้าแฝง หรือกำลังไฟฟ้าสูญเสีย (ค่า kVar) ไม่ได้ แต่เราทำให้มันน้อยลงได้

โดยทางเวคเตอร์หรือทางวิศวกรรมเราเรียกว่าการเพิ่มค่า Power Factor ตามรูปด้านล่าง ของสามเหลี่ยมกำลังไฟฟ้า Power Factor : PF ก็คือมุมหรือองศา นั่นเอง

♦ ค่าพาวเวอร์แฟคเตอร์ (Power Factor) จะมีค่าได้ตั้งแต่ 0 ถึง 1 โดยค่า Power Factor ยิ่งเข้าใกล้ 1 ยิ่งดี

โดยธรรมชาติของระบบพลังงานไฟฟ้าเมื่อการไฟฟ้าฯ ส่งพลังงานไฟฟ้าผ่านทางสายส่ง มายังโรงงาน อาคาร หรือบ้านพักอาศัยของเรา ซึ่งก็จะมีอุปกรณ์ (เรียกว่าโหลด : Load) ไฟฟ้าต่างๆ นำพลังงานไฟฟ้านั้นไปใช้งาน

ซึ่งโหลดที่นำมาต่อใช้งานไฟฟ้า ที่เป็นจำพวกที่มีขดลวด เช่น มอเตอร์ ปั๊มน้ำ นี้เอง ที่เป็นต้นเหตุทำให้เกิดค่า Power Factor ลดต่ำลง ซึ่งเป็นผลให้ ค่า kVar เพิ่มขึ้น นั่นเอง

♦ การคิดค่าไฟฟ้าของการไฟฟ้าฯ สำหรับบ้านพักอาศัย หรือธุรกิจขนาดเล็ก การไฟฟ้าฯจะคิดค่าไฟฟ้าเฉพาะค่า P :  กำลังไฟฟ้าจริง เท่านั้น

แต่สำหรับสถานประกอบการขนาดใหญ่ การไฟฟ้าฯ จะนำค่า kVar มาคำนวณด้วย โดยถ้า Power Factor มีค่าต่ำกว่า 0.85 จะต้องเสียค่าปรับให้กับการไฟฟ้าฯ โดยคิดจากกิโลวาร์ kVar ที่เกิน 61.97 % ของค่าความต้องการพลังไฟฟ้าสูงสุดในรอบเดือนนั้น กิโลวาร์ละ 14.02 บาท เป็นต้น

♦ สำหรับสถานประกอบการขนาดใหญ่ ในทางปฏิบัติการเพิ่มค่า Power Factor เข้าในระบบโรงงาน ส่วนใหญ่ก็จะใส่ค่า Capacitor Bank หรือเรียกง่ายๆว่า CapBank เข้าไปในระบบ เพื่อเพิ่มค่ามุมหรือองศา PF ให้สูงขึ้น

เนื่องจากในโรงงานฯ โหลดส่วนใหญ่จะเป็นแบบเหนี่ยวนำ หรือมอเตอร์ไฟฟ้านั่นเอง ใส่ค่า Capacitor Bank เพื่อให้หักล้างฯในระบบ ทั้งนี้รายละเอียดการเพิ่มค่า Power Factor เรียนเป็นเดือนๆ ก็ไม่จบครับ เอาแบบพอรู้หลักการเป็นน้ำจิ้มว่าโรงงานส่วนใหญ่ จะมีการติดตั้ง CapBank เพื่อเพิ่มค่า PF แล้วทำให้ ค่า kVar ลดลง เท่านั้นพอ

♦ เพิ่มเติมอีกอย่างนึง อินเวอร์เตอร์ ยี่ห้อดีๆดังๆ จะมีค่า Power Factor : PF = 1 แต่ในโรงงาน ที่มีโหลดประเภทมอเตอร์ ก็จะมี PF ต่ำๆ พอเราติดตั้งระบบโซล่าเซลล์ขนานเข้าไป ก็เสมือนเพิ่มแหล่งกำเนิดไฟฟ้าอีกแหล่งนึงเข้าไป ซึ่งมีผลทำให้ สัดส่วน หรือมีอัตราส่วนทำให้ ค่า PF ในภาพรวมของโรงงานนั้นต่ำลง (เดี๊ยวจะมีอีกบทความนึง ที่ขยายความว่าทำไม PF จึงต่ำลง รอหน่อยเน้อ )

     ♣ ปัญหาที่พบเจอ

♦  จากรูปด้านล่าง แสดงการเชื่อมต่อระบบไฟฟ้าในโรงงาน แล้วติดตั้ง Cap Bank เพื่อเพิ่ม power factor ลดค่า kVarในโรงงานอุตสาหกรรมต่างๆ แล้วมีการติดตั้งระบบโซล่าเซลล์ เชื่อมขนานเข้าระบบฯ 

จากรูปด้านบน 

     ◊ ข้อ 1. โรงงานมี CapBank ซึ่งก็จะมีตัวคอนโทรล CapBank โดยจะคล้อง CT (Current Transformer) ที่เมนเบรคเกอร์โรงงาน ที่คอยทำหน้าที่ตรวจวัดค่าทางไฟฟ้าส่งไปยัง Control CapBank ตรวจเช็คว่าในระบบมีค่า PF เท่าไหร่ หากมีค่าต่ำกว่าค่าที่กำหนด ก็จะสั่งให้ CapBankgเชื่อเข้าระบบ เป็นสเต็ปๆ ตามที่ตั้งค่าไว้ ซึ่งก็จะทำให้ ค่า PF เพิ่มขึ้น มีผลให้ kVar ลดลง

         >>> หากเราทำการเชื่อมขนานไฟ ที่ Busbar หลังชุด Capbank ก็จะทำให้ ระบบคอนโทรล Cap Bank เรรวน รวนเร ทำงานผิดปกติ เพราะงงๆกับทิศทางการไหลของกระแส งงๆ ค่า P , Q , S ... จนนานๆไป ก็ทำให้ระบบ CapBank ชำรุดเสียหาย ในลำดับต่อไป

      ◊ ข้อ 2. โรงงานมี CapBank ซึ่งก็จะมีตัวคอนโทรล CapBank แต่ไม่มีการคล้อง CT เพิ่มเติม แต่มีการนำสัญญาณไฟฟ้า มาจาก CT ของโรงงานที่คล้องสำหรับวัดค่าไฟฟ้าต่างๆ ของโรงงาน

(กรณีนี้อาจอนุกรม สายCT วนมายังมิเตอร์ของ Control CapBank หรืออาจเอาสัญญาณดิจิตอล ของมิเตอร์โรงงาน ก็ได้แล้วแต่ประเภทอุปกรณ์ ที่นำมาใช้งาน )  ส่งไปยัง Control CapBank ตรวจเช็คว่าในระบบมีค่า PF เท่าไหร่ หากมีค่าต่ำกว่าค่าที่กำหนด ก็จะสั่งให้ CapBankgเชื่อเข้าระบบ เป็นสเต็ปๆ ตามที่ตั้งค่าไว้ ซึ่งก็จะทำให้ ค่า PF เพิ่มขึ้น มีผลให้ kVar ลดลง

         >>> หากเราทำการเชื่อมขนานไฟ ที่ Busbar หลังชุด Capbank ก็จะทำให้ ระบบคอนโทรล Cap Bank เรรวน รวนเร ทำงานผิดปกติ เพราะงงๆกับทิศทางการไหลของกระแส งงๆ ค่า P , Q , S ... จนนานๆไป ก็ทำให้ระบบ CapBank ชำรุดเสียหาย ในลำดับต่อไป

ตามข้อมูลข้างต้นก็จะพบปัญหาฯ ดังนั้นทีมงานโซล่าฮับ จึงหาวิธีการแก้ไขเบื้องต้น ที่ไม่ต้องลงทุนค่าใช้จ่ายเพิ่มแต่อย่างใด ***ขอย้ำว่าวิธีนี้ไม่ใช่แนวทางที่ถูกต้องที่สุด แล้วแต่ปัจจัยประกอบแต่ละแห่ง ซึ่งแนวทางแก้ไข มีหลายวิธีการ และได้สรุปอยู่ในท้ายบทความนี้ ***

     ♣ วิธีการที่ ทีมงานโซล่าฮับ แก้ไข ก็ทำง่ายๆ ดังรูปข้างล่างนี้

     ◊ ข้อ 3. เป็นวิธีการแก้ไขปัญหาข้อ 1. คือเราจะทำการเชื่อมขนานไฟโซล่าเซลล์ ก่อน CT ของ Control CapBank เพื่อรวมไฟฟ้าจากไฟกริด กับ ไฟโซล่า ให้เรียบร้อยก่อน แล้วค่อยวัดค่าทางไฟฟ้า เพื่อทำให้ตัว Control capbank ไม่สับสน งงงวย ซึ่งก็ทำให้ capbak ทำงานได้เป็นปกติ

      ◊ ข้อ 4. เป็นวิธีการแก้ไขปัญหาข้อ 2. เนื่องจากกรณี นี้ไม่มี CT ของ CapBank แต่ฝากรับสัญญาณจากมิเตอร์โรงงาน ดังนั้นกรณีนี้เราก็จะทำการติดตั้ง CT เพิ่มเพื่อจะได้ย้ายตำแหน่งการวัดค่าทางไฟฟ้า ให้อยู่หลังจุดขนานไฟของโซล่าเซลล์

      ***ทั้งนี้การแก้ไข้ ตามข้อ 3 และ 4 นี้อาจพบปัญหาว่า บางโรงงาน เมื่อติดตั้งระบบโซล่าเซลล์ แล้วทำให้ค่า kVar หรือกำลังไฟฟ้าแฝง หรือกำลังไฟฟ้าสูญเสียเพิ่มขึ้นได้ ซึ่งก็อาจจะทำให้โรงงานโดนเรียกเก็บค่า kVar ชาร์จ ในส่วนที่ค่า PF ต่ำกว่า 0.85

แต่จากประสบการณ์ที่ผ่านมา ติดตั้งโซล่าเซลล์ขนาดประมาณ 500 kW. ประหยัดค่าไฟได้เดือนละ 2-3แสนบาทต่อเดือน แต่เสียค่า kVar Charge  เดือนละ 3-4พันบาทต่อเดือน ดังนั้นในภาพรวมเลยไม่ค่อยกระทบสักเท่าไหร่นัก อันนี้ก็ต้องขึ้นอยู่กับโหลดของแต่ละโรงงาน ***

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

     ♣ บทสรุป ปัญหา และแนวทางแก้ปัญหา เมื่อขนานไฟโซล่าเซลล์แล้วทำให้ค่า Power Factor ต่ำลง

1.ถ้า CT โซล่า คล้องหลัง CTของCapBank ทำให้ Control CapBank รวน หรือ error จนอาจพังได้

2.CT โซล่า ถ้าคล้องก่อน CT CapBank ทำให้ Control CapBank ปกติ ไม่รวน ไม่มี error แต่อาจทำให้ค่า kVar ของโรงงานเพิ่มขึ้น >>> ที่ผ่านมา solarhub ใช้วิธีนี้ คือพยายามหาทางคล้อง CT โซล่า ก่อน CT CapBank ตามวิธีในรูปข้อ 3 และ 4

3.แก้ไข โดยเมื่อติดตั้งระบบโซล่าเซลล์แล้ว ต้องนำข้อมูลทั้งระบบมาพิจารณาแก้ไข ปรับแต่ง Power Factor Control และหรืออาจต้องเพิ่มเติม ค่า kVarของ CapBank   อันนี้ก็ต้องไปดูข้อมูล ของ CapBankเดิม ด้วย

( ข้อนี้ ทีมโซล่าฮับ ไม่ได้ดำเนินการ เนื่องจากต้องติดต่อกับทีม CapBank เดิม และต้องคุยกับโรงงานให้เข้าใจ ในปัญหาและธรรมชาติของระบบโซล่าเซลล์ ที่ PF=1 ประกอบกับทีมโซล่าฮับ ได้เตรียมการแก้ไขก่อนการเชื่อมขนานไฟแล้ว ตามรูปข้อ 3 และ 4 ) 

หรือเพื่อนช่างกำลังเจอปัญหา ก็สามารถติดต่อ กับ  บริษัท ไอเดียร์ ฟิลด์ จำกัด ที่ได้เอื้อเฟื้อข้อมูล เกี่ยวกับ Power Factor และทาง บ.ไอเดียร์ ฟิลด์ ก็รับงานแก้ไข เรื่องนี้ด้วย เห็นบอกว่า ค่าดำเนินการหลักหมื่น แต่จะหมื่น หรือหมื่นปลาย ก็ลองโทรไปสอบถาม ตามลิงค์ที่ให้ไว้ https://www.ideafield.co.th 

4. จ้าง บ.schaneider แก้ไข ปรับปรุง ไม่ทราบราคาค่าดำเนินการ ลองศึกษาตาม vdo นี้ แล้วก็จะเข้าใจเรื่อง PF , CabBank , kVar , โซล่าเซลล์...

5. เปลี่ยน CapBank เป็นแบบ Static Var Generator (svg) ข้อนี้หลักล้าน ( เนื่องจากเมื่อหลายปีก่อน ทีมโซล่าฮับ เคยให้บริษัท ผูชำนาญการเกี่ยวกับ SVG ตีราคาแล้ว ล้านกว่า เลยไม่เป็นไร จ่ายค่า kVar เดือนละ 4-5พันบาทต่อเดือนดีกว่า )

>>> ท่านเลือกแนวทางแก้ไขปัญหา ตามแนวทางที่เหมาะสม เพราะแต่ละแห่ง ปัจจัย และสิ่งแวดล้อมไม่เหมือนกัน <<<

เพิ่มเติม วิธีแก้ไขปัญหา ที่ทาง บ.ไอเดียร์ ฟิลด์ จะดำเนินการ ตามข้อ 3. >>> ขอบคุณข้อมูลดีๆ จากบ.ไอเดียร์ ฟิลด์

 1. ถ้าติดกันย้อนที่แรงต่ำตู้เดียวกับ CAP BANK (คล้อง CT กันย้อน จุดเดียวกับ CAP BANK)

     1.1 กรณี Load น้อยๆ แนะนำว่าให้มองข้ามไป ใช้วิธีอธิบายลูกค้าดีกว่าครับ สาเหตุมาจาก CAP ที่ใช้ Step มันใหญ่ครับ เช่น CAP 50kVar แต่ระบบ อาจต้องการ แค่ 10kvar 5kvar 15 kvar เปลี่ยนค่าไปเรื่อยๆตาม Power ของ solar (ถ้าจะแก้ต้องใช้ SVG) ในกรณีนี้ PFC จะไม่ทำงานเป็นเรื่องปกติ วิธีเชคว่าเข้ากรณีนี้ไหม ลอง Manual cap ดูสัก 1 Step ครับ ค่า PF จะกลายเป็น LEAD แต่พอโหลดเราใช้งานมากขึ้นเป็นปกติ ดูข้อ 1.2 ครับ
     1.2 กรณี Load ปกติหรือ load เยอะๆ PF จะต่ำกว่าตอนไม่ติด SOLAR บ้างขึ้นอยู่ว่า Power จาก SOLAR มากหรือน้อย ปัญหาที่มักพบเจอคือ CAP ไม่พอครับ PFC On ทุก STEP แล้ว PF ก็ยังต่ำอยู่ เคสนี้ต้องเพิ่ม CAP ครับ

2. ถ้าติดกันย้อนที่แรงต่ำตู้เดียวกับ CAP BANK (แต่คล้อง CT กันย้อนคนละจุดกับ CAP BANK)
โดยให้ CT กันย้อน วัดไฟรวม ทั้งหมด CT ของ PFC วัดเฉพาะ LOAD+ CAP BANK
     วิธีนี้เป็นวิธีเลี่ยงปัญหาได้ระดับหนึ่ง แต่จะเจอปัญหาจุกจิกที่ต้องอธิบายลูกค้าภายหลัง คือ มิเตอร์กันย้อนจะอ่านค่าได้ไม่ตรงกับ PFC และมิเตอร์เดิมของโรงงาน ซึ่งถ้าติด SOLAR เยอะๆ อาจถูกปรับค่า PF จากการไฟฟ้าโดยไม่รู้ตัว ซึ่งอาจจะมีคำถามจากลูกค้ามาภายหลัง

3. ถ้าติดกันย้อนที่แรงสูงแล้วมีหม้อแปลงหลายลูก
     3.1 กรณี Load ที่ตู้ที่เราเชื่อมต่อ solar มีค่าน้อยๆ Power จะย้อนออกแรงสูงไปช่วยจ่ายโหลดหม้อแปลงลูกที่ load เยอะ กรณีนี้ PFC ทั่วไปอาจไม่รองรับการทำงานแบบ POWER ไหลย้อน PFC อาจจะไม่ทำงานหรือ ON Step ค้างไว้จำนวนนึง กรณีนี้ต้องเปลี่ยน PFC เป็นรุ่นที่รองรับ Reverse power ครับ
     3.2 เหมือนกรณี 1.2 ครับ

>>>  มุมมองของคุณอนุศิษฐ บ.ไอเดยร์ ฟิลด์ ในกรณีที่ติด Solar ให้ลูกค้า อาจจะแจ้งลูกค้าถึงปัญหาที่อาจจะเกิดขึ้นภายหลัง แล้วนำเสนอ CAP BANK ติดที่ตู้ AC SOLAR เป็น OPTION ไปด้วยตั้งแต่เริ่มโครงการครับ

====================================================================