Electrical & Electronics

นอกจากการใช้พลังงานไฟฟ้าไปในส่วนของ

เครื่องจักรกลแล้ว ระบบไฟฟ้าแสงสว่างใน

โรงงาน ก็เป็นส่วนหนึ่งที่ทำให้ต้นทุนการผลิต

ของโรงงานสูงขึ้น

Tech

nology

ภาคอุตสาหกรรมจะมีการใช้พลังงานไฟฟ้าสูงกว่าภาค

ธุรกิจ ทั้งนี ้เนื ่องจากโรงงานอุตสาหกรรมหลาย ๆ แห่งต้อง

ดำเนินการผลิตตลอด 24 ชั่วโมง และนอกจากจะเป็นการใช้

พลังงานไฟฟ้าไปในส่วนของเครื่องจักรกลไฟฟ้าแล้ว ระบบไฟฟ้า

แสงสว่างในโรงงาน ก็เป็นส่วนหนึ่งที่ทำให้ต้นทุนการผลิตของ

โรงงานสูงขึ้น

มักมีการเข้าใจว่าการสิ้นเปลืองในระบบแสงสว่างเป็นส่วน-

น้อยเมื่อเทียบกับการใช้พลังงานไฟฟ้าในส่วนอื่น ๆ ของโรงงาน

แต่หากลองคิดดูว่าถ้าเป็นอาคารเก็บสินค้า หรือโกดังของโรงงาน

ขนาดใหญ่ ที่ต้องเปิดไฟไว้ตลอดเวลา การหันมาให้ความสนใจ

เพิ่มประสิทธิภาพให้กับระบบแสงสว่างก็น่าจะเป็นสิ่งสำคัญขึ้น

มาแล้ว ในครั้งนี้ผู้เขียนจึงขอนำเอาเรื่องราวของระบบแสงสว่าง

ประสิทธิภาพสูง หรือที่เรียกว่าระบบแสงสว่างที่ประหยัดพลังงาน

มาเสนอ เพื่อเป็นแนวทางหนึ่งในการนำไปปฏิบัติต่อไป

สุภัทรชัย สิงห์บาง

โรงงานอุตสาหกรรม

เพิ่มประสิทธิภาพระบบแสงสว่าง ให้

094 Technology Promotion Mag.

การลดค่าไฟฟ้าในระบบแสงสว่าง มีหลายวิธีเท่าที่เราทราบกันเป็นอย่างดีแล้ว ในการลด

การใช้พลังงานไฟฟ้าจากการใช้งานระบบแสงสว่าง และ 2 วิธี ที่

ง่าย และมีการพูดถึงอยู่บ่อย ๆ ได้แก่ การลดชั่วโมงการใช้งาน

และ การลดภาระของระบบแสงสว่าง

การลดชั่วโมงการใช้งาน ได้แก่ การปิดสวิตซ์เมื่อไม่ใช้

และหรี่ไฟในอาคารบางส่วนเมื่อสามารถนำแสงธรรมชาติภายนอก

อาคารมาใช้ได้ ซึ่งทั้ง 2 วิธีนี้อาจทำได้โดยใช้คน หรือระบบ

อัตโนมัติเป็นตัวควบคุมก็ได้ อย่างไรก็ตามผลของการประหยัดที่

ได้มักจะน้อยกว่าที่คาดคิดไว้ อันเนื่องมาจากการปฏิบัติอย่างไม่

ถูกต้อง ด้วยเหตุนี้จึงได้มีการนำระบบอัตโนมัติมาช่วยควบคุม

ซึ่งก็ได้แก่

1. ระบบหรี่ไฟควบคุมด้วยเซนเซอร์ ระบบนี้ใช้เซนเซอร์

แสงตรวจจับความสว่างเพื่อส่งสัญญาณไปยังชุดวงจรควบคุม

สวิตซ์หรี ่ไฟ เพื่อปรับลดค่าความสว่างให้ได้ตามที่กำหนดไว้

นอกจากนี้ยังอาจประยุกต์ไปใช้เพื่อปรับแสงจากภายนอกอาคาร

เข้ามาใช้ภายในด้วยก็ได้

2. เซนเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหว (occupancy

sensor) เซนเซอร์แบบนี้ทำหน้าที่ตรวจจับว่ามีคนอยู่ในห้องหรือ

ไม่ เพราะหากไม่มีคน หรือไม่มีการเคลื่อนไหวใด ๆ ก็จะสั่งการ

ปิดไฟ ในทางกลับกันก็จะสั่งการให้เปิดไฟเมื่อมีคนเข้าในห้อง ซึ่ง

ประโยชน์ของเซนเซอร์แบบนี้ คือ ป้องกันการลืมปิดไฟเมื่อออก

จากห้อง โดยเซนเซอร์ Occupancy แบ่งออกเป็น 2 ชนิดคือแบบ

ที่ใช้คลื่นเสียงอัลตร้าโซนิก (ultrasonic) ซึ่งตรวจจับโดยใช้คลื่น

เสียงความถี่สูง กับแบบที่ใช้แสงอินฟราเรด (infrared) ซึ่งตรวจจับ

โดยอาศัยความร้อนและการเคลื่อนที่ผ่านตัวเซนเซอร์

3. การควบคุมด้วยตัวตั้งเวลา (timer) ตัว

ตั้งเวลาจะเปิดปิดวงจรไฟฟ้าตามช่วงเวลาที่ได้มี

การกำหนดเอาไว้ ยกตัวอย่างเช่น การเปิด-ปิด ใน

ช่วงเวลาทำงานของคนงาน (08.00-17.00น.) หรือ

อาจเป็นการตั ้งเวลาให้ปิดในช่วงพักกลางวัน

(12.00น.) เพียง 1 ชั่วโมง เป็นต้น

การลดภาระของระบบแสงสว่าง การลด

ค่าภาระของระบบแสงสว่าง จะช่วยลดทั้งพลังงาน

ไฟฟ้าซึ ่งก็หมายถึงค่าไฟฟ้าที่ต้องจ่ายในแต่ละ

เดือน และลดค่าความต้องการไฟฟ้า (demand

charges) เพราะค่านี ้ส่งผลโดยตรงกับค่าไฟฟ้า

โดยการลดค่าภาระอาจทำได้โดยออกแบบระดับ

แสงสว่างให้เหมาะสมกับพื้นที่ และลักษณะของ

การทำงาน รวมไปถึงการเลือกใช้หลอดไฟ และ

อุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพ (อย่างเช่นบัลลาสต์ที่มี

ค่าการสูญเสียต่ำ หรือบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์

เป็นต้น) การปฏิบัติเพื่อการลดค่าพลังงานไฟฟ้าที่

สามารถทำได้ในโรงงานอุตสาหกรรมมีทั้งวิธีที่ไม่

ต้องเสียค่าใช้จ่าย กับวิธีที่ต้องเสียค่าใช้จ่ายด้วย

ดังนี้

วิธีการที่ไม่ต้องลงทุนเพิ่ม

● ปิดสวิตซ์เมื่อไม่ต้องการใช ้ ถือว่าเป็น

วิธีที่ง่ายที่สุดสำหรับการประหยัดพลังงาน อย่าง-

ไรก็ตามการไม่ควรปิด-เปิดบ่อยครั ้ง เพราะจะ

ทำให้อายุการใช้งานของหลอดสั้นลง ถึงแม้ว่าจะ

ทำให้ชั่วโมงการใช้งานน้อยลงก็ตาม ทั้งนี้สำหรับ

หลอดฟลูออเรสเซนต์ควรปิดไว้เป็นเวลา 15 นาที

ก่อนที่จะกดสวิตซ์เปิดอีกครั้ง

ในโรงงานอุตสาหกรรมมีการใช้หลอดไฟฟ้า

ชนิด HID (หลอดปล่อยประจุความเข้มสูง) ที่ต้อง

ใช้ช่วงเวลาหนึ่งเพื่ออุ่นไส้หลอด กว่าจะติดสว่าง

เต็มที่บางครั้งกินเวลาเป็นนาที ทำให้การควบคุม

เปิด-ปิดบ่อย ๆ จึงไม่สะดวก และยังทำให้อายุการ

ใช้งานของหลอดสั้นลงด้วย ทางเลือกหนึ่งที่ทำได้

ก็คือ หากสามารถนำแสงจากธรรมชาติเข้ามาใน

อาคารได้ การปิดหลอดไฟในบางส่วนในขณะที่

February-March 2008, No.197 095

Technology Electrical & Electronics

แสงสว่างโดยรวมยังเพียงพอ อย่างนี้ประหยัดไฟ

ได้แน ่!

นอกจากนี้ในจุดที่มีสวิตซ์ไฟจำนวนมากติด

ตั้งอยู่ ก็ควรจะมีการเขียนป้ายติดเพื่อบอกว่าสวิตซ์

ใดใช้เปิดหลอดไฟชุดไหน เพราะจะช่วยให้ผู้ปฏิบัติ

เปิดไฟเฉพาะในส่วนที ่จะต้องใช้เท่านั ้น และที ่

สำคัญที่สุดควรมีการมอบหมายให้ผู้ปฏิบัติงานทำ

หน้าที่คอยปิดไฟเมื่อสิ้นสุดชั่วโมงการทำงานใน

แต่ละวัน

● ใช้แสงจากธรรมชาติ แสงจากธรรม-

ชาติ นั่นคือแสงจากดวงอาทิตย์ ได้ช่วยให้โรงงาน

อุตสาหกรรม และอาคารหลาย ๆ แห่งประหยัดค่า

ไฟฟ้าได้อย่างมาก การนำแสงจากธรรมชาติมาใช้ให้

ความสว่างในอาคาร เป็นเรื่องสำคัญที่ผู้ออกแบบ

อาคารสมัยใหม่ให้ความสำคัญ ทั ้งนี ้ก็เพื ่อการ

ประหยัดพลังงานไฟฟ้า และยืดอายุการใช้งานของ

อุปกรณ์แสงสว่างในอาคาร อย่างไรก็ตามการแสง

จากดวงอาทิตย์มีความจ้า (glare) และความร้อนสูง

ดังนั้นจะต้องออกแบบเพื่อลดปัญหาดังกล่าวนี้ให้

ได้ ทั้งนี้วิธีการลดความจ้าของแสงจากดวงอาทิตย์

ได้แก่การใช้บานกระจกกรองแสง หรืออุปกรณ์ใดๆ

เพื่อสะท้อนแสงเข้าไปในอาคาร แต่ต้องระวังไม่ให้

มีการติดตั้งกระจก หรืออุปกรณ์ใด ๆ ที่จะรับรังสี

แสงอาทิตย์โดยตรงเพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดความร้อน

สูง

รูปที่ 1 การออกแบบอาคารเพื่อนำแสงธรรมชาติภายนอกมา

ใช้ในอาคาร

อาคารโรงงาน หรือโกดังเก็บสินค้า มักถูกออกแบบให้ใช้

ประโยชน์จากแสงธรรมชาตินอกอาคาร โดยจะมีการติดตั้งช่อง

กระจกรับแสงสว่างไว้บนหลังคา (skylight) และแสงสว่างใน

อาคารจะถูกหรี่ หรือปิดลงเมื่อปริมาณแสงที่เข้ามาจากภายนอก

มีเพียงพอ ดังนั้นหากกำลังสร้างอาคารใหม่ ก็ควรออกแบบให้

ช่องรับแสงนี้มีขนาดที่เหมาะสม เพราะไม่ใช่เพื่อต้องการนำแสง

อาทิตย์เข้ามาให้มากที่สุดเท่านั้น ช่องรับแสงที่ใหญ่เกินไปจะรับ

เอาความร้อนจากภายนอกเข้ามาในอาคารและกลายเป็นภาระ

ให้ระบบปรับอากาศภายในอาคาร โดยทั่วไปนั้นขนาดของช่อง

รับแสงที่เหมาะสมก็ไม่ควรเกิน 10% ของพื้นที่หลังคาทั้งหมด

การใช้ประโยชน์จากแสงธรรมชาติได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ที่สุด คงต้องอาศัยระบบควบคุม ซึ่งประกอบด้วยสวิตซ์อัตโนมัติ

ทำงานร่วมกับเซนเซอร์ตรวจวัดระดับแสงธรรมชาติ เพื่อที่จะ

ทำการหรี่ไฟ หรือปิดหลอดไฟเมื่อปริมาณแสงจากนอกอาคาร

สามารถให้ความสว่างในอาคารได้

Technology Electrical & Electronics

096 Technology Promotion Mag.

นอกจากนี้ในประเทศที่มีอากาศหนาวแสงธรรมชาติได้

ช่วยเพิ่มอุณหภูมิภายในอาคาร และลดพลังงานที่ต้องใช้กับ

เครื่องทำความร้อนลง และประโยชน์ที่จะเห็นได้ชัดเจนที่สุดของ

การใช้ประโยชน์จากแสงธรรมชาติก็คือในกรณีที่ไฟฟ้าดับ ผู้

ปฏิบัติงานยังคงทำงานต่อได้

● ดูแลรักษาระบบแสงสว่าง ผู้ปฏิบัติงานจะยังคงทำ

งานได้ตามปกติ ตราบใดที่ความสว่างของพื้นที่ทำงานยังคงไม่

ก่อให้เกิดอุปสรรคในการมองเห็น แต่ถ้าแสงสว่างลดน้อยลง ผู้

ปฏิบัติงานก็จะต้องใช้สมาธิ และเพ่งสายตามากขึ้นโดยอาจไม่รู้

ตัว ซึ่งก็ทำให้ประสิทธิภาพในการทำงานลดลงสาเหตุที่ทำให้

ระดับความสว่างลดน้อยลงกว่าตอนที่ได้ติดตั้งระบบแสงสว่าง

อาจเกิดได้จากหลายอย่างแต่เชื่อว่ายังมีหลายคนเข้าใจว่าเป็น

เพราะการเสื่อมสภาพของตัวหลอดไฟ ทั้ง ๆ ที่ความสกปรกของ

ฝาครอบโคมไฟ ความสกปรกของแผ่นสะท้อนแสง (reflector)

รวมทั้งความสกปรกของผนังห้อง ต่างก็ส่งผลให้ระดับแสงสว่าง

ลดลงได้ ดังนั้น การทำความสะอาดโคมไฟ และส่วนประกอบ

ต่าง ๆ ของดวงโคมจึงเป็นที ่ที ่ควรกระทำก่อนที่จะตัดสินใน

เปลี่ยนหลอดไฟ ทั้งนี้ในสภาวะการทำงานที่มีฝุ่นหรือสิ่งสกปรก

มาก ระยะเวลาทุก 3 เดือนถือว่าเหมาะสมที่สุดในการทำความ

สะอาด

วิธีการที่ต้องลงทุนเพิ่ม จากที่กล่าวมาทั้ง 3 หัวข้อข้าง

ต้น เป็นวิธีการที่ไม่ต้องลงทุน หรือเสียค่าใช้จ่ายเพิ่ม ซึ่งเหมาะ

ในการนำไปใช้กับอาคารที ่ติดตั ้งระบบแสงสว่างเอาไว้แล้ว

สำหรับอาคารที่กำลังสร้างใหม่ หรือกำลังทำการออกแบบติดตั้ง

ระบบแสงสว่างข้อพิจารณาต่อไปนี้เป็นสิ่งที่น่าสนใจที่จะนำไปใช้

ในการออกแบบที่ช่วยประหยัดพลังงาน

● ออกแบบให้ระดับของแสงเหมาะสม

กับงาน ก่อนการติดตั้ง หรือปรับปรุงระบบแสง

สว่างใหม่ ในพื้นที่ปฏิบัติงาน ควรให้ความใส่ใจใน

เรื ่องของระดับแสงสว่างที ่เหมาะกับพื ้นที ่ และ

ลักษณะของงาน ทั้งนี้ก็เพราะประเด็นนี้มักได้รับ

การมองข้ามอยู่เสมอ โดยผู้ออกแบบ หรือเจ้าของ

โรงงานที่สั ่งการให้ติดตั้งให้แสงสว่างมากเผื่อไว้

ก่อน ตามข้อมูลในตารางที่ 1 เป็นระดับความสว่าง

ที่เหมาะสมกับงาน ตามมาตรฐานของ AS/NZS

1680.2.4 สำหรับอุตสาหกรรมโดยเฉพาะ และยัง

แสดงข้อมูลต้นทุนพลังงานในระดับต่าง ๆ เอาไว้ด้วย

● เลือกชนิดหลอดไฟฟ้าให้เหมาะสมกับ

การใช้งาน ทั้งนี้หลอดไฟฟ้าแบ่งออกเป็น 4 ชนิด

หลัก

ได้แก่ หลอดไส้ (incandescent) หลอดฟลู-

ออเรสเซนต์ (fluorescent) หลอดปลอดประจุความ

เข้มสูง (high-intensity discharge) และหลอด

โซเดียมความดันต่ำ (low-pressure sodium) โดย

หลอดไส้นั้นมีการใช้กันมากตามบ้านเรือนทั่วไป

ในขณะที่หลอดฟลูออเรสเซนต์ เมื่อเทียบอัตราส่วน

แล้วจะใช้กันมากในระบบแสงสว่างภายในของ

อาคาร/สำนักงานในภาคธุรกิจ หลอดปล่อยประจุ

ความเข้มสูงจะใช้กันในระบบแสงสว่างนอกอาคาร

และหลอดโซเดียมความดันต่ำ จะใช้ในสถานที่

หรือบริเวณที่ไม่สนใจในเรื่องสีของแสงมากนัก เช่น

ระบบแสงสว่างบนทางด่วน หรือระบบแสงสว่าง

Technology Electrical & Electronics

February-March 2008, No.197 097

เพื่อความปลอดภัย เป็นต้น ทั้งนี้เท่าที่กล่าวมาแสดงให้เห็น

ว่าการใช้งานหลอดไฟแต่ละชนิดจะแตกต่างกันตามโครงสร้าง

ของหลอด ประสิทธิภาพ คุณลักษณะสีของหลอด รวมทั้งอายุ

การใช้งานของ หลอดไฟด้วย

หลอดไส้ (incandescent) หลอดชนิดนี้ราคาถูกที่สุด แต่

จะสิ้นเปลืองพลังงานไฟฟ้ามากที่สุด เพราะตามโครงสร้างนั้นจะ

อาศัยการให้ความร้อนกับขดลวดทังสเตนที่อยู่ภายในตัวหลอด

เพื่อเปล่งแสงสว่างออกมาและเราทราบกันเป็นอย่างดีแล้วว่า

หลอดไส้มีอายุการทำงานต่ำ อย่างไรก็ตามการเลือกใช้หลอดไส้

ที่เหมาะสมกับการใช้งานก็สามารถช่วยลดการสิ้นเปลืองพลังงาน

ได้ ทั้งนี้เริ่มจากการรู้จักว่าหลอดไส้แบ่งออกเป็น 3 ชนิดด้วยกัน

คือ หลอดไส้มาตรฐาน (standard incandescent) หลอดไส้

ทังสเตนฮาโลเจน (tungsten halogen) และหลอดไส้สะท้อน

แสง (reflector lamp)

รูปที่ 2 หลอดไส้ Incandescent รูปแบบต่าง ๆ

หลอดไส้ชนิดมาตรฐาน หรือที่รู ้จักกันในชื่อ A-Type

Bulb หลอดชนิดนี้เป็นหลอดไส้ราคาถูกที่สุด และมีใช้กันมากที่สุด

ในบรรดาหลอดไส้ด้วย หลอดชนิดนี้ถ้าวัตต์สูงจะมีประสิทธิภาพ

มากกว่าหลอดที่มีขนาดวัตต์ต่ำ แต่การเลือกขนาดของหลอดก็

ต้องขึ้นอยู่ระดับความสว่างที่ต้องการด้วย เพราะถ้าเลือกหลอด

ขนาดใหญ่ แล้วให้ความสว่างมากจนเกินความจำเป็นก็จะสิ้น-

เปลืองพลังงาน ในขณะที่หลอดไส้ชนิด Long-Life ซึ่งใช้ไส้หลอด

ขนาดโตกว่าจะมีอายุการใช้งานยาวนานกว่า แต่ก็จะสิ้นเปลือง

พลังงานมากกว่าหลอดไส้มาตรฐานด้วย

หลอดไส้ทังสเตนฮาโลเจน หลอดไส้ชนิด

นี้มีคุณลักษณะในการประหยัดพลังงานมากกว่า

และอายุการใช้งานนานกว่า เนื่องจากมีการเติมก๊าซ

เอาไว้ในกระเปาะแก้ว และมีการฉาบผิวหลอดเพื่อ

สะท้อนความร้อนเอาไว้ด้วย ทั้งนี้การสะท้อน

ความร้อนไปยังไส้หลอดจะช่วยให้ไส้หลอดมี

อุณหภูมิร้อนคงที่ จึงเสียพลังงานไฟฟ้าน้อยลง

อย่างไรก็ตามหลอดชนิดนี้จะมีราคาสูงกว่าหลอด

ไส้มาตรฐาน จึงมีการใช้งานในเชิงพาณิชย์ เช่น ใน

โรงภาพยนตร์ ร้านค้า และระบบแสงสว่างนอก

อาคารทั่วไป

หลอดไส้สะท้อนแสง หรือหลอดไส้ Type R

ได้รับการออกแบบให้สามารถแพร่กระจายแสงได้

ครอบคลุมตามพื้นที่กำหนด มีการใช้งานสำหรับ

ระบบแสงสว่างในอาคาร บนเวที โรงภาพยนตร์

ร้านค้า และเป็นหลอดชนิดเดียวกับหลอด สปอร์ต-

ไลต์ ไฟส่องป้าย หรือไฟดาวน์ไลต์ เป็นต้น

รูปที่ 3 Microbrite หลอด CFL ที่สามารถปรับหรี่แสงได้

อ่านต่อฉบับหน้า

Technology Electrical & Electronics

098 Technology Promotion Mag.