“ UPS ” เป็นอุปกรณ์ชนิดแหล่งจ่ายกำลังงานไฟฟ้าประเภทหนึ่ง ที่ช่วยให้อุปกรณ์สามารถมีกำลังงานไฟฟ้าใช้ และ ทำงานได้อย่างต่อเนื่อง ซึ่งได้มีการออกแบบใช้งานมาเป็นเวลานานแล้ว แต่ในสมัยก่อนเราใช้งาน UPS เป็นอุปกรณ์เสริมพิเศษเพื่อแก้ไขคุณภาพกำลังไฟฟ้า ( Power Quality ) โดยมักจะมีการใช้เฉพาะงานที่จำเป็น เช่น ในระบบเครื่องมินิคอมพิวเตอร์ ในเครื่องมือแพทย์ ในเครื่องมือวัดเก็บค่าที่ใช้เวลานาน เป็นต้น และยังไม่เป็นที่รู้จักแพร่หลายมากนักเนื่องจากราคาสูง แต่ในปัจจุบันซึ่งนับได้ว่าเป็นยุคไอที ได้มีการใช้งานเครื่องคอมพิวเตอร์จำนวนมากในระบบบริษัท และ เครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลตามบ้านกันมากขึ้น อีกทั้งปัจจัยทางด้านราคาที่ค่อนข้างต่ำของ UPS ในปัจจุบัน ยิ่งส่งเสริมให้ความต้องการใช้งาน UPS มีเพิ่มมากขึ้น ดังนั้นเมื่อพูดถึงคำว่า UPS เรากล่าวได้ว่าแทบจะไม่มีใครที่ไม่รู้จัก แต่สำหรับโครงสร้างและการทำงานของ UPS ยังไม่เป็นที่รู้กันมากนัก สำหรับ UPS ที่มีขายในตลาดที่แท้จริงแล้วมี 2 ระบบใหญ่ๆแบ่งตามลักษณะของแหล่งกำลังงานคือ 1. โรตารี่ UPS ( Rotary Uninterruptable Power Supply ) ซึ่งใช้พลังงานจากแหล่งน้ำมันเชื้อเพลิงเพื่อแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า และ 2. สเตติก UPS ( Static Uninterruptable Power Supply ) ซึ่งมีแบตเตอรี่เป็นแหล่งพลังงานไฟฟ้า

สำหรับบทความนี้เราจะพิจารณาถึง สเตติก UPS เท่านั้น เนื่องจากเป็นอุปกรณ์ใกล้ตัวและมีการใช้งานกันอยู่ ซึ่งมีหลายขนาด หลายยี่ห้อ อีกทั้งผลิตภายในประเทศ และนำเข้าจากต่างประเทศ ทำให้มีราคาแตกต่างกันไป ตลอดจนมีการออกสินค้าใหม่ที่มีเทคนิคใหม่ๆออกสู่ตลาดเพิ่มขึ้นทุกวันทำให้ผู้ซื้อมีทางเลือกมากขึ้น ในขณะเดียวกันก็สร้างความยุ่งยากในการตัดสินใจเลือกซื้ออยู่ไม่น้อย เนื่องจาก UPS ต่างยี่ห้อกันต่างก็ระบุคุณสมบัติ ( Specification ) พื้นฐานที่ใกล้เคียงกันทั้ง อัตราวีเอ ( VA ) ระยะเวลาในการสำรองไฟฟ้า ( Back up Time ) และราคา เพราะเป็นคุณสมบัติที่ผู้ซื้อเข้าใจได้ง่าย ดังนั้นในการเลือกใช้งานควรพิจารณาอย่างไร จึงจะถูกต้องตรงตามวัตถุประสงค์ของผู้ใช้ เนื่องจาก สเตติก UPS นั้นโดยแท้จริงแล้วสามารถแบ่งออกได้อีกหลายประเภท ตามลักษณะของรูปคลื่น และ โครงสร้างการทำงาน ซึ่งจะเหมาะสมกับการใช้งานกับอุปกรณ์ หรือ ในสภาวะไฟฟ้าที่แตกต่างกันไป

เนื่องจากคุณสมบัติพื้นฐานของ UPS แต่ละรุ่นที่ผู้ผลิตแต่ละรายได้กำหนดออกมานั้นจะมุ่งเน้นที่อัตรา วีเอ และ ระยะเวลาในการสำรองไฟ เป็นหลัก ทำให้การเลือกซื้อ UPS เพื่อใช้งานนั้น ผู้ซื้อส่วนใหญ่จึงมักจะเข้าใจว่าควรพิจารณาจากค่า อัตราวีเอ ระยะเวลาในการสำรองไฟ และราคาที่เหมาะสมก็เพียงพอ แต่ในความเป็นจริงแล้วเมื่อนำไปใช้งาน ผู้ใช้บางท่านอาจจะพบว่า UPS ไม่สามารถทำงานได้ตรงกับความต้องการ เช่น จ่ายกำลังงานไฟฟ้าได้ไม่เพียงพอ ไม่สามารถป้องกันสภาวะไฟกระชากได้ เป็นต้น ดังนั้นเราควรรู้จัก ชนิด โครงสร้าง และวิธีการทำงาน พอสังเขป เพื่อให้สามารถใช้เป็นความรู้ประกอบการตัดสินใจที่ถูกต้องมากขึ้น ซึ่งในบทความนี้จะจำแนกชนิด และการทำงานของ UPS แต่ละแบบเพื่อพิจารณาความเหมาะสมในการเลือกใช้งานกับ เครื่องคอมพิวเตอร์ เครื่องเสียง ระบบไฟฟ้าส่องสว่าง ฯลฯ

ก่อนอื่นเราจะทำความเข้าใจกับ เรื่องคุณภาพกำลังไฟฟ้า ( Power Quality )และปัญหาที่เกิดขึ้นในระบบไฟฟ้า ก่อนเป็นอันดับแรก จากนั้นเราจะทำความเข้าใจเกี่ยวกับ นิยาม หรือคำจำกัดความ บางส่วนที่มีอยู่ในระบบการสำรองไฟฟ้าทั่วๆไปคือ เครื่องสำรองไฟฟ้า ( UPS ) อินเวอร์เตอร์ ( Inverter ) อัตราวีเอ ( VA ) และ วัตต์ ( Watt ) ออน-ไลน์ ( On-Line ) ออฟ-ไลน์ ( Off-Line ) โหลด ( Load ) ระยะเวลาในการสำรองไฟ ( Back up Time ) เพื่อพิจารณาระบบ และการเลือกใช้ UPS ในการแก้ปัญหาคุณภาพกำลังไฟฟ้าต่อไป





คุณภาพกำลังไฟฟ้า ( Power Quality )

คุณภาพกำลังไฟฟ้า เป็นเรื่องของความแน่นอนในการจ่ายกำลังงานไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายหลัก ( การไฟฟ้า ) นิยามของคุณภาพไฟฟ้าตามมาตรฐาน IEC และ IEEE จะมีความหมายถึง ลักษณะของกระแสและแรงดัน และความถี่ ของแหล่งจ่ายไฟในสภาวะปกติที่ไม่ทำให้อุปกรณ์ หรือ เครื่องใช้ไฟฟ้า มีการทำงานที่ผิดพลาด หรือ เสียหาย ในปัจจุบันเรื่องของคุณภาพกำลังไฟฟ้าเป็นที่สนใจและนำมาพิจารณากันมาก เนื่องจากสาเหตุใหญ่ๆ คือ กระบวนการผลิตของภาคอุตสาหกรรมมีการใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีเทคโนโลยีสูงซึ่งมีความไวในการตอบสนองต่อคุณภาพกำลังไฟฟ้ามากกว่าในอดีต โดยเฉพาะอุปกรณ์ประเภทอิเล็กทรอนิกส์กำลัง , การเพิ่มขึ้นของอุปกรณ์ไฟฟ้าในการปรับ/เพิ่มประสิทธิภาพของระบบไฟฟ้า เช่น การต่อชุดตัวเก็บประจุ ( Capacitor Bank ) ซึ่งจะทำให้เกิดฮาร์มอนิกที่สูงมากขึ้นในระบบกำลัง , ระบบไฟฟ้าในปัจจุบันมีการต่อเชื่อมโยงถึงกัน ถ้าส่วนใดส่วนหนึ่งของระบบมีปัญหาหรือจ่ายฮาร์มอนิกเข้าสู่ระบบ จะทำให้อุปกรณ์ หรือระบบข้างเคียงได้รับผลกระทบด้วย , ตัวผู้ใช้ทราบถึงเรื่องของคุณภาพไฟฟ้ากันมากขึ้น เพราะมีผลกระทบต่อการทำงานที่เป็นอยู่ เป็นต้น

สำหรับปัญหาที่เกิดขึ้นกับระบบไฟฟ้าที่ทำให้คุณภาพกำลังงานไฟฟ้าเสียไปนั้นเราอาจจะแบ่งแยกสาเหตุออกได้หลายรูปแบบเช่น ปรากฏการณ์ธรรมชาติ เช่น ฟ้าผ่า ความผิดพลาดในระบบส่งกำลังของแหล่งจ่ายไฟฟ้าหลัก การทำงานของอุปกรณ์ ประเภทสวิตชิ่ง ( Switching ) การทำงานของอุปกรณ์ประเภทไม่เป็นเชิงเส้น การต่อกราวด์ ( Grounding ) ในระบบไม่ถูกต้อง เป็นต้น เมื่อเกิดปัญหาเกี่ยวกับคุณภาพของกำลังงานไฟฟ้าขึ้นย่อมจะทำให้ลักษณะของรูปคลื่น แรงดัน กระแส ตลอดจนความถี่ของระบบไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงไป ซึ่งปัญหาต่างๆที่เกิดขึ้นเราเรียกรวมว่าเป็น “ มลภาวะทางไฟฟ้า ( Electrical Pollution ) ”

credit : http://www.ee.mut.ac.th/home/peerapol/semi_6.htm