VA และ watts แตกต่างกันอย่างไร
การทำความเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่าง watts กับ VA นั้นเป็นเรื่องที่มีความสำคัญ อย่างไรก็ตามเราต้องพิจารณาก่อนในเบื้องต้นเกี่ยวกับศัพท์ในด้านพลังงานไฟฟ้า
กำลังไฟฟ้าจริง (วัดเป็นหน่วย watts) คือส่วนหนึ่งของกำลังไฟฟ้าที่ส่งผลให้เกิดการใช้ไฟฟ้า พลังงานไฟฟ้าที่ถูกใช้นั้นมีความสัมพันธ์กับความต้านทานไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้า ยกตัวอย่างการใช้ไฟฟ้าก็เช่น ไส้หลอดไฟในหลอดไฟ
กำลังไฟฟ้ารีแอคทีฟ หรือ Reactive power (วัดค่าเป็นหน่วย VAR หรือ voltamps reactive) เป็นส่วนหนึ่งของกระแสไฟฟ้าไหลเวียนที่เกิดจากพลังงานที่เก็บไว้ พลังงานที่เก็บไว้นั้นมีความสัมพันธ์กับการมีอยู่ของตัวเหนี่ยวนำ (inductance) และ/หรือความจุไฟฟ้า (capacitance) ในแผงวงจรไฟฟ้า ตัวอย่างของพลังงานที่เก็บไว้ ได้แก่ หลอดไฟของแฟรชที่ชาร์จถูกชาร์จในกล้องถ่ายรูป
กำลังไฟฟ้าปรากฏ หรือ Apparent power (วัดค่าเป็นหน่วย VA หรือ voltamps) เป็นค่าทางคณิตศาสตร์โดยเป็นการรวมหน่วยไฟฟ้าจริงกับไฟฟ้ารีแอคทีฟเข้าด้วยกัน
ความสัมพันธ์ทางเลขาคณิตระหว่างกำลังไฟฟ้าปรากฏ กำลังไฟฟ้ารีแอคทีฟและกำลังไฟฟ้าจริงปรากฏตามภาพ Power Triangle ด้านล่างนี้:
ในทางคณิตศาสตร์นั้น กำลังไฟฟ้าจริง (watts) มีความสัมพันธ์กับกำลังไฟฟ้าปรากฏ (VA) โดยใช้สัดส่วนในทางตัวเลขซึ่งถูกอ้างถึงเป็นหน่วยที่เรียกว่า power factor (PF) ซึ่งค่าที่แสดงจะเป็นรูปแบบของเลขทศนิยมซึ่งจะมีค่าระหว่าง 0 ถึง 1.0 เสมอ ยกตัวอย่างอุปกรณ์ไอทีชนิดใหม่ๆ เช่น คอมพิวเตอร์เซิร์ฟเวอร์ ปกติจะมีค่า PF เท่ากับ 0.9 หรือสูงกว่า สำหรับคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (personal computer หรือ PC) ค่านี้จะอยู่ระหว่าง 0.60-0.75
ด้วยการใช้สูตรการคำนวณอันใดอันหนึ่งดังต่อไปนี้ การคำนวณสามารถทำได้เพื่อพิจารณาหาค่าบางส่วนที่ขาดหายไปได้
Watts = VA x Power Factor หรือ VA = Watts ÷ Power Factor
เนื่องจากอุปกรณ์หลายประเภทถูกวัดกำลังไฟฟ้าเป็น watts การพิจารณาถึง Power Factor จึงมีความสำคัญเมื่อจำเป็นต้องกำหนดขนาดของ UPS หากคุณไม่คำนึงถึง PF คุณอาจกำหนดขนาด UPS ของคุณต่ำเกินไป ยกตัวอย่างเช่น อุปกรณ์ชิ้นหนึ่งถูกกำหนดค่าไฟฟ้าไว้ที่ 525 watts และมี power factor เท่ากับ 0.7 ผลก็คืออุปกรณ์ดังกล่าวคือ โหลดขนาด 750 VA
750 VA = 525 Watts / 0.7 PF
การกำหนดขนาดของ UPS ให้ทำงานที่ความจุ 75% ผลที่ได้คือ UPS ขนาด 1000 VA (750 VA / 0.75 = 1000 VA)
แปลงค่า amps ให้เป็น VA
Single-phase: amps x voltage (120 โวลต์ในสหรัฐอเมริกา) 10A x 120V = 1200VA
Three phase: Amps x volts x 1.732 = VA.
จากรูปแก้วเบียร์ เมื่อเรารินเบียร์ใส่แก้วเราจะได้น้ำเบียร์ส่วนหนึ่ง และฟองเบียร์อีกส่วนหนึ่ง สิ่งที่เราต้องการจริงๆคือปริมาตรของน้ำเบียร์ที่เรานำมาดื่มได้จริง ส่วนฟองเบียร์นั้นเราไม่ต้องการ แต่เมื่อรินใส่แก้วแล้วก็หลีกเลี่ยงไม่ได้ที่ต้องมีฟองเบียร์มาด้วย แต่เราสามารถลดปริมาณของฟองเบียร์ให้น้อยลงได้โดยการรินเบาๆ หรือตะแคงแก้ว ก็ทำให้เกิดฟองเบียร์น้อยลงและก็ทำให้เราได้ปริมาตรของน้ำเบียร์เพิ่มมากขึ้นในแก้วเดียวกัน ระบบแหล่งกำเนิดไฟฟ้า ก็เช่นกันที่เราหลีกเลี่ยงกำลังไฟฟ้าแฝงไม่ได้ แต่เราทำให้มันน้อยลงได้ โดยทางเวคเตอร์หรือทางวิศวกรรมเราเรียกว่าการเพิ่มค่า Power Factor ตามรูปสามเหลี่ยม ก็คือมุมหรือองศา นั่นเอง
UPS มีอยู่ด้วยกันสามแบบหลักๆ คือ Off-Line UPS On-Line UPS และ True Online UPS แบบที่เป็น Off-Line นั้นจะสำรองไฟอย่างเดียวเมื่อไฟดับ ซึ่งจะไม่ช่วยปรับสภาพไฟฟ้า เช่น ไฟตก ไฟเกิน แต่ในเมืองไทย UPS ที่มีขายเกือบทั้งหมดก็จะเป็นแบบ On-Line (และแบบ True Online UPS ซึ่งมีราคาแพง) ซึ่งจะมีส่วนประกอบสำคัญคือ Stabilizer ที่ช่วยปรับแรงดันไฟฟ้าให้เหมาะสม
กำลังของ UPS (มีหน่วยเป็น VA)
การเลือกซื้อ UPS ว่าควรจะใช้ซักกี่ VA นั้น ให้ลองประมาณว่า เครื่องคอมพิวเตอร์ของคุณนั้นกินไฟฟ้าซักกี่ Watts แล้วเอาค่า Watts ที่คุณต้องใช้ไปหารด้วยค่า Power Factor จะได้เป็นค่า VA ออกมา กรณีที่เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าทั่วไป เช่น TV จะมีบอกขนาด Watts ให้คุณรู้เลย แต่ถ้าเป็นคอมพิวเตอร์
สมมุติว่า คุณคิดว่าคอมพิวเตอร์ของคุณกินกำลังไฟฟ้า 250 Watts และ Power Factor ของ UPS ที่คุณกำลังเลือกใช้มีค่าเป็น 0.7 กรณีนี้ คุณเอา 250 Watts/0.7 = 357.14 VA ถ้าหากว่าคุณเลือก UPS ที่มีขนาด 400 VA ก็ยังสามารถใช้งานได้ แต่ว่าจะน่าหวาดเสียวเกินไปหน่อย คุณควรจะเผื่อไว้ซักเท่าครึ่ง อาจจะเป็น 500VA ก็ได้ หรือถ้าคุณต้องการให้มันสำรองไฟฟ้านานหน่อย ก็เลือกเป็นแบบ 600 VA ซะเลย
อย่างไรก็ตาม หากคุณเลือกใช้ UPS ที่มีกำลังมากเกินไปก็ไม่ได้ช่วยยืดอายุการใช้งานหลังไฟฟ้าดับให้มากขึ้นซักเท่าไร ขึ้นอยู่กับการสิ้นเปลืองพลังงานไฟฟ้าของวงจรที่อยู่ใน UPS รุ่นนั้นๆด้วย เช่น หากคุณใช้ UPS ขนาด 500VA สามารถสำรองกระแสไฟฟ้าได้ 10 นาที แล้วคุณเปลี่ยนมาใช้ UPS ขนาด 1000VA อาจจะสำรองไฟฟ้าได้เพียง 17 นาที เท่านั้นเอง
ความจุของ UPS นั้นจะบอกเป็น VA ซึ่งทำให้เราๆท่านๆสับสนเพราะไม่สามารถคำนวนได้ว่ามันจุเท่าไหร่ แนะนำวิธีการที่จะใช้ดูความสามารถของ UPS โดยการดูที่ Power Factor ซึ่งแทบทุกยี่ห้อจะบอกไว้ เมื่อเราได้ค่า Power Factor ของ UPS ตัวนั้นแล้วให้นำมาคูณกับค่า VA จะทำให้ได้หน่วยเป็น Watt ที่ UPS ตัวนั้นๆสามารถรองรับได้
ตัวอย่างที่ 1 UPS ยี่ห้อหนึ่งขนาด 500 VA มี Power Factor 0.6
UPS ตัวนี้จะสามารถรองรับเครื่องใช้ไฟฟ้าได้ 500 x 0.6 = 300 Watt
ตัวอย่างที่ 2 UPS ยี่ห้อหนึ่งขนาด 500 VA มี Power Factor 0.8
UPS ตัวนี้จะสามารถรองรับเครื่องใช้ไฟฟ้าได้ 500 x 0.8 = 400 Watt
ในการเลือกที่ Watt นั้นจะทำให้เราทราบความสามารถของ UPS แต่จะต้องคำนึงถึงรายละเอียดอื่นๆด้วย เช่น ความสามารถในการปรับแรงดันไฟฟ้า ความสามารถในการสำรองไฟฟ้า ความถี่ของไฟฟ้า ฯลฯ
ขอขอบคุณบทความดีๆจาก Power Quality
