การออกแบบและสร้างระบบสมองกลในงานควบคุมการปิด-เปิดหลอดไฟฟ้า

ในปัจจุบันปัญหาเรื่องพลังงานถือว่าเป็นเรื่องสำคัญระดับชาติ ซึ่งทุกภาคส่วนจะต้องมีการดำเนินการในเรื่องการประหยัดพลังงาน โดยเฉพาะหน่วยงานราชการที่เป็นสถานศึกษาระดับอุดมศึกษา เนื่องจากหน่วยงานดังกล่าวนั้นมีเป็นจำนวนมาก และที่สำคัญเป็นแหล่งรวมขององค์ความรู้ต่างๆ ดังนั้นการจัดการพลังงานจึงเป็นเรื่องที่หน่วยงานเหล่านี้ จะต้องแสวงหาหนทางและวิธีการในการจัดการ เพื่อที่จะเป็นแนวทางและต้นแบบให้กับหน่วยงานอื่นๆ ได้นำไปใช้ ซึ่งเมื่อกล่าวถึงวิธีการจัดการพลังงานนั้นสามารถกระทำได้หลายวิธี และในปัจจุบันนั้นมีงานวิจัยหลายๆเรื่อง ที่นำเสนอเกี่ยวกับการจัดการพลังงานภายในหน่วยงาน เนื่องจากในหน่วยงานราชการนั้นจะมีช่วงเวลาในการปฏิบัติงานที่แน่นอนคือ เริ่มทำงาน 8.00 น. และเลิกงานเวลา 16.30 น. และในช่วงเวลากลางวันจะมีช่วงเวลาพักรับประทานอาหารเวลา 12.00 – 13.00 น. ดังนั้นการจัดการพลังงานจึงสามารถกระทำได้ง่าย ซึ่งหน่วยงานโดยทั่วไปแล้วก็จะมีลักษะที่คล้ายๆกับหน่วยงานราชการ งานวิจัยที่ผ่านมาส่วนใหญ่ จึงนำตรงส่วนนี้เป็นหลักเกณฑ์ในการจัดการพลังงานภายในหน่วยงาน แต่วิธีการที่จะจัดการพลังงานนั้นยังมีวิธีการอื่นอีก เช่นในโครงการนี้นำเสนอ การจัดการพลังงานโดยการควบคุมการเปิดอุปกรณ์ไฟฟ้าแบบเรียงลำดับ เป้าหมายคือต้องลดการใช้พลังงานในขณะที่เปิดอุปกรณ์ไฟฟ้า เนื่องจากตามทฤษฎีแล้ว อุปกรณ์ไฟฟ้านั้นประกอบด้วยโหลดที่เป็น ความต้าน (Resistor) ตัวเหนี่ยวนำ (Inductor) และตัวเก็ปประจุ (Capacitor) ดังนั้นเมื่ออุปกรณ์ไฟฟ้าทำงานพร้อมกัน การใช้พลังงานนั้นจะมีปริมาณมาก ซึ่งสามารถอธิบายด้วยสมการดังต่อไปนี้

V = I x Z                                                                         (1)

เมื่อ

          V คือแรงดันไฟฟ้า มีหน่วยเป็น โวลต์ (Volt)

          I คือกระแสไฟฟ้า มีหน่วยเป็น แอมแปร์ (Ampere)

          Z คือค่าอิมพีแดนซ์ มีหน่วยเป็น โฮห์ม (Ohm)

จากสมการที่ 1 โดยปกติ แรงดันไฟฟ้าจะมีค่าคงที่ ซึ่งในประเทศไทยนั้นจะมีขนาดของแรงดันไฟฟ้าดังนี้ ระบบ 1 เฟส จะมีนาดแรงดัน 220 โวลต์ ความถี่ 50 เฮิรตซ์ ระบบ 3 เฟส มีขนาดแรงดัน 380 โวลต์ ความถี่ 50 เฮิรตซ์ และกระแสนั้นจะเกิดขึ้นตามปริมาณของโหลด ดังนั้นปริมาณกระแสจะมากหรือน้อยนั้นขึ้นอยู่กับปริมาณของโหลด ตามสมการ

I = V/Z                                                                             (2)

เมื่อปริมาณโหลดมีมากพลังงานที่จ่ายให้ก็จะมีปริมาณมากเช่นเดียวกัน ตามสมการ

P = V.I cos(Theta)                                                                     (3)

เมื่อ

          cos(Theta) คือค่าเพาเวอร์แฟคเตอร์ โดย Theta คือมุมระหว่างแรงดันและกระแส

และในขณะที่เริ่มทำงานนั้นผลรวมของกระแสจะมีมากเนื่องจากเป็นช่วงเริ่มจ่ายพลังงาน ดังนั้นการควบคุมการเปิด-ปิดอุปกรณ์ จะช่วยให้สามารถลดการใช้พลังงานได้ โดยในโครงงานนี้ได้จำลองระบบ เพื่อพิสูจน์สมมติฐานที่กล่าวในข้างต้น

อ่านรายละเอียดเพิ่มเติม หรือส่ง Email มาที่ songklod.sriprang@gmail.com