ຕົວປ່ຽນແປງ AC ເປັນ DC ມີປະສິດທິພາບສູງ - ວິທີແກ້ໄຂດ້ານພະລັງງານຂັ້ນສູງສຳລັບການນຳໃຊ້ໃນອຸດສາຫະກຳ

ເຕັກໂນໂລຢີການປັບປຸງປັດໄຈຂອງພະລັງງານທີ່ສຸກເສີນ ທີ່ຖືກຜະສົມຢູ່ໃນຕົວແປງ ac dc ທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ ແມ່ນເປັນການພັດທະນາທີ່ປະຫວັດສາດ ເຊິ່ງແກ້ໄຂບັນຫາທີ່ສຳຄັນດ້ານຄຸນນະພາບພະລັງງານໃນລະບົບໄຟຟ້າທີ່ທັນສະໄໝ. ຄຸນລັກສະນະທີ່ປະດິດສ້າງຂຶ້ນນີ້ ຈະຕິດຕາມແລະປັບປຸງຄວາມສຳພັນຂອງເວລາ (phase relationship) ລະຫວ່າງຄ່າຄວາມຕີ່ນ (voltage) ແລະ ຄ່າປະຈຸບັນ (current) ໂດຍອັດຕະໂນມັດ ເພື່ອຮັບປະກັນການນຳໃຊ້ພະລັງງານຢ່າງມີປະສິດທິພາບສູງສຸດ ແລະ ສອດຄ່ອງກັບມາດຕະຖານສາກົນທີ່ເຂັ້ມງວດເຊັ່ນ: IEC 61000-3-2 ແລະ ຂໍ້ກຳນົດຂອງ ENERGY STAR. ວົງຈອນການປັບປຸງປັດໄຈຂອງພະລັງງານນີ້ ໃຊ້ອັລກົຣິດທຶມທີ່ທັນສະໄໝ ເຊິ່ງວິເຄາະລັກສະນະຂອງປະຈຸບັນທີ່ເຂົ້າມາຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ ແລະ ປັບປຸງການເຮັດວຽກຂອງຕົວແປງຢ່າງເປັນໄປໄດ້ (dynamically) ເພື່ອຮັກສາປັດໄຈຂອງພະລັງງານໃຫ້ສູງກວ່າ 0.95 ໃນສະພາບການທີ່ມີການເຮັດວຽກທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ການບັນລຸເຕັກໂນໂລຢີນີ້ ຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນການບໍລິໂພກພະລັງງານທີ່ບໍ່ເຮັດວຽກ (reactive power) ໃນລະດັບທີ່ຫຼາຍ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ຕົ້ນທຶນຄ່າໄຟຟ້າຂອງຜູ້ດຳເນີນການສິ່ງອຳນວຍຄວາມສະດວກຫຼຸດລົງໂດຍກົງ ແລະ ຫຼຸດຄວາມເຄັ່ງຕຶງຕໍ່ເຄືອຂ່າຍການຈັດສົ່ງໄຟຟ້າ. ຜົນປະໂຫຍດບໍ່ໄດ້ຈຳກັດຢູ່ເທື່ອງການປະຢັດຄ່າໃຊ້ຈ່າຍເທົ່ານັ້ນ ແຕ່ຍັງຊ່ວຍຫຼຸດລົງຄວາມເບື່ອນຮູບແບບ (harmonic distortion) ທົ່ວທັງລະບົບໄຟຟ້າ, ປ້ອງກັນອຸປະກອນທີ່ອ່ອນໄຫວຈາກຄວາມຜິດປົກກະຕິຂອງຄ່າຄວາມຕີ່ນ ແລະ ຍືດເວລາອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງອຸປະກອນທີ່ເຊື່ອມຕໍ່. ນອກຈາກນີ້ ບໍລິສັດຜູ້ສະໜອງໄຟຟ້າມັກຈະເກັບຄ່າທຳນຽມເພີ່ມເຕີມສຳລັບການເຮັດວຽກທີ່ມີປັດໄຈຂອງພະລັງງານຕ່ຳ, ດັ່ງນັ້ນຄຸນລັກສະນະການປັບປຸງປັດໄຈຂອງພະລັງງານຂອງຕົວແປງ ac dc ທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ ຈຶ່ງເປັນການລົງທຶນທີ່ມີຄຸນຄ່າ ເຊິ່ງຈະປ້ອງກັນການເກັບຄ່າທຳນຽມເຫຼົ່ານີ້ໄດ້ຢ່າງສົມບູນ. ເຕັກໂນໂລຢີນີ້ຍັງຊ່ວຍສົ່ງເສີມຄວາມສະຖຽນຂອງເຄືອຂ່າຍໄຟຟ້າ ໂດຍການຫຼຸດຄວາມເຄັ່ງຕຶງຕໍ່ເຄືອຂ່າຍການຈັດສົ່ງໄຟຟ້າ ໂດຍເປັນພິເສດໃນສິ່ງອຳນວຍຄວາມສະດວກທີ່ມີລະບົບການປ່ຽນແປງພະລັງງານຫຼາຍຊຸດ. ຜົນປະໂຫຍດດ້ານສິ່ງແວດລ້ອມກໍເກີດຂຶ້ນຈາກການຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍພະລັງງານ ແລະ ການປ່ອຍກາຊຄາບອນທີ່ຕ່ຳລົງ, ເຊິ່ງສະໜັບສະໜູນການດຳເນີນງານດ້ານຄວາມຍືນຍົງຂອງບໍລິສັດ ແລະ ການປະຕິບັດຕາມຂໍ້ກຳນົດດ້ານກົດໝາຍ. ການຜະສົມເຂົ້າຢ່າງເປັນເນື້ອເດີຍວກັນຂອງເຕັກໂນໂລຢີການປັບປຸງປັດໄຈຂອງພະລັງງານ ຍັງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຈຳເປັນໃນການໃຊ້ອຸປະກອນປັບປຸງແບບພາຍນອກ, ສົ່ງຜົນໃຫ້ການຕິດຕັ້ງງ່າຍຂຶ້ນ, ຕ້ອງການການບໍາຮັກສາ້ນ້ອຍລົງ, ແລະ ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍທັງໝົດຂອງລະບົບຕ່ຳລົງ, ໃນຂະນະທີ່ຍັງປັບປຸງຄວາມເຊື່ອຖືໄດ້ຂອງລະບົບຜ່ານການຫຼຸດຈຳນວນອຸປະກອນ ແລະ ການຈັດລຽງສາຍໄຟທີ່ງ່າຍຂຶ້ນ.

ລະບົບການຈັດການອຸນຫະພູມິຢ່າງເປັນສະຕິທີ່ປະຫວັດສາດ ແລະ ຖືກຜະສົມໃສ່ໃນເຄື່ອງປ່ຽນແປງ AC-DC ທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ ໃຫ້ເກີດການປັບປຸງປະສິດທິພາບທີ່ບໍ່ເຄີຍມີມາກ່ອນ ໂດຍຜ່ານການຕິດຕາມອຸນຫະພູມິຢ່າງລະອອຍ ແລະ ກົນໄກການຄວບຄຸມການເຢັນທີ່ເປັນໄປຕາມສະພາບການ. ລະບົບຂັ້ນສູງນີ້ໃຊ້ເຊັນເຊີອຸນຫະພູມິຫຼາຍຕົວ ທີ່ຖືກຈັດວາງຢ່າງມີເປົ້າໝາຍທົ່ວທັງເຄື່ອງປ່ຽນແປງ ເພື່ອໃຫ້ຂໍ້ມູນອຸນຫະພູມິໃນເວລາຈິງ ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ສາມາດຄວບຄຸມຢ່າງແນ່ນອນຕໍ່ປັ້ມລະບົບເຢັນ ແລະ ແຜ່ນ dissipate ອຸນຫະພູມິ (heat sinks) ແລະ ວັດສະດຸທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ທາງອຸນຫະພູມິ (thermal interface materials). ອັລກົຣິດີມທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງຈະວິເຄາະຮູບແບບອຸນຫະພູມິຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ ແລະ ປະເມີນທິດທາງການປ່ຽນແປງອຸນຫະພູມິລ່ວງໆ ເພື່ອໃຫ້ສາມາດປັບປຸງເປັນການລ່ວງໆ ເພື່ອຮັກສາສະພາບການເຮັດວຽກທີ່ດີທີ່ສຸດ ແລະ ຫຼຸດຜ່ອນການບໍລິໂພກພະລັງງານຈາກລະບົບເຢັນໃຫ້ໜ້ອຍທີ່ສຸດ. ເຕັກໂນໂລຢີນີ້ຮັບປະກັນການເຮັດວຽກທີ່ເໝືອນກັນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງໃນຂອບເຂດອຸນຫະພູມິທີ່ຮຸນແຮງຫຼາຍ ເລີ່ມຈາກສະພາບແວດລ້ອມອຸດສາຫະກຳທີ່ຕໍ່າກວ່າສູນ ເຖິງການນຳໃຊ້ທີ່ມີອຸນຫະພູມິສູງເຖິງ 70 ອົງສາເຊີເລັຍສ, ເຮັດໃຫ້ເຄື່ອງປ່ຽນແປງ AC-DC ທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງເໝາະສຳລັບການນຳໃຊ້ທີ່ຫຼາກຫຼາຍ. ລະບົບການຈັດການອຸນຫະພູມິນີ້ຍືດເວລາອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງອຸປະກອນໃຫ້ຍາວຂຶ້ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ ໂດຍການປ້ອງກັນຄວາມເຄັ່ງຕຶງທາງອຸນຫະພູມິ (thermal stress) ແລະ ຮັກສາອຸນຫະພູມິທີ່ຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ (junction temperatures) ໃນຂອບເຂດທີ່ປອດໄພ ເຊິ່ງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຕົ້ນທຶນການບໍາຮັກສາ ແລະ ປັບປຸງຄວາມເຊື່ອຖືໄດ້ທັງໝົດຂອງລະບົບ. ການຄວບຄຸມຄວາມໄວຂອງປັ້ມລະບົບເຢັນທີ່ປ່ຽນແປງໄດ້ຕາມສະພາບອຸນຫະພູມິໃນເວລາຈິງ ຈະຫຼຸດຜ່ອນສຽງຮູ້ສຶກ (acoustic noise) ໃຫ້ໜ້ອຍທີ່ສຸດ ແລະ ປັບປຸງປະສິດທິພາບການເຢັນໃຫ້ດີທີ່ສຸດ ເຮັດໃຫ້ສະພາບແວດລ້ອມການເຮັດວຽກເງີບສະຫງົບ ໂດຍເປັນພິເສດໃນການນຳໃຊ້ໃນເຂດທີ່ຕັ້ງຂອງທີ່ຕັ້ງທຳມະດາ ແລະ ບ້ານເຮືອນ. ຄວາມສາມາດຂອງການວິເຄາະອຸນຫະພູມິທີ່ເປັນການທຳนายລ່ວງໆ (predictive thermal analytics) ສາມາດຊ່ວຍຄົ້ນພົບບັນຫາອຸນຫະພູມິທີ່ອາດເກີດຂຶ້ນໄດ້ແຕ່ເນີ້ນໆ ເພື່ອໃຫ້ສາມາດດຳເນີນການບໍາຮັກສາເປັນການລ່ວງໆ ເພື່ອຫຼີກເວັ້ນການຢຸດເຮັດວຽກທີ່ມີຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສູງ ແລະ ການເສຍຫາຍຂອງອຸປະກອນ. ການປັບປຸງປະສິດທິພາບດ້ານພະລັງງານເກີດຂື້ນຈາກການດຳເນີນງານທີ່ຖືກຕ້ອງຂອງລະບົບເຢັນ ໂດຍການຄວບຄຸມຢ່າງເປັນສະຕິຈະຫຼຸດຜ່ອນການບໍລິໂພກພະລັງງານເຢັນທີ່ບໍ່ຈຳເປັນໃນເວລາທີ່ມີພູ້ມອຸນຫະພູມິຕ່ຳ. ອັລກົຣິດີມທີ່ສາມາດປັບຕົວໄດ້ຂອງລະບົບນີ້ຈະຮຽນຮູ້ຈາກຮູບແບບອຸນຫະພູມິໃນອະດີດ ແລະ ປັບປຸງປະສິດທິພາບຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງເພື່ອໃຫ້ເໝືອນກັບຄວາມຕ້ອງການຂອງການນຳໃຊ້ເປັນສະເພາະ ແລະ ສະພາບແວດລ້ອມທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ການປັບປຸງດ້ານຄວາມປອດໄພລວມເຖິງການຫຼຸດຜ່ອນພະລັງງານອັດຕະໂນມັດ ຫຼື ການປິດລະບົບອັດຕະໂນມັດເມື່ອເຂົ້າໃກ້ຂອບເຂດອຸນຫະພູມິທີ່ກຳນົດໄວ້ ເພື່ອປ້ອງກັນທັງເຄື່ອງປ່ຽນແປງ ແລະ ອຸປະກອນທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ຈາກຄວາມເສຍຫາຍທາງອຸນຫະພູມິ ແລະ ຮັບປະກັນຄວາມປອດໄພຂອງບຸກຄະລາກອນໃນສະພາບແວດລ້ອມອຸດສາຫະກຳ.

ສະຖາປັດຕະຍາການອັນທັນສະໄໝທີ່ມີລັກສະນະແບບມີດັ້ງ (modular) ຂອງເຄື່ອງປ່ຽນແປງໄຟຟ້າ AC ເປັນ DC ທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ ໃຫ້ຄວາມຫຼາກຫຼາຍ ແລະ ຄວາມເຊື່ອຖືໄດ້ຢ່າງຍິ່ງໃນການຂະຫຍາຍຂອບເຂດ (scalability) ແລະ ຄວາມສາມາດໃນການຮັກສາຄວາມຕໍ່ເນື່ອງ (redundancy) ທີ່ທັນສະໄໝ ເຊິ່ງເປັນການຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການດ້ານພະລັງງານທີ່ປ່ຽນແປງໄປຕາມເວລາ ແລະ ຄວາມຕ້ອງການຂອງການນຳໃຊ້ທີ່ມີຄວາມສຳຄັນຕໍ່ການດຳເນີນງານ (mission-critical applications). ວິທີການແບບມີດັ້ງນີ້ ໃຫ້ຜູ້ໃຊ້ສາມາດຈັດຕັ້ງລະບົບພະລັງງານໄດ້ໂດຍການເຊື່ອມຕໍ່ເຄື່ອງປ່ຽນແປງຫຼາຍໆ ໂມດູນເຂົ້າດ້ວຍກັນ ເພື່ອບັນລຸລະດັບພະລັງງານອັນຕ້ອງການ ຊ່ວງຄ່າຄວາມຕ້ານ (voltage ranges) ແລະ ການຈັດຕັ້ງລະບົບຄວາມສຳຮອງ (redundancy configurations) ໂດຍບໍ່ຈຳເປັນຕ້ອງອອກແບບລະບົບທັງໝົດໃໝ່. ການເຊື່ອມຕໍ່ແບບເສີບເຂົ້າ-ຖອນອອກໄດ້ທັນທີ (plug-and-play) ສາມາດເຮັດໃຫ້ການຕິດຕັ້ງ ແລະ ການບໍາລຸງຮັກສາງ່າຍຂຶ້ນ, ເຊິ່ງຊ່ວຍໃຫ້ເຈົ້າໜ້າທີ່ສາມາດເພີ່ມ ຫຼື ຖອນໂມດູນອອກໄດ້ໂດຍບໍ່ຕ້ອງປິດລະບົບທັງໝົດ, ສະນັ້ນຈຶ່ງຫຼຸດຜ່ອນການຂັດຂວາງການດຳເນີນງານ ແລະ ເພີ່ມເວລາທີ່ລະບົບເຮັດວຽກຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ (uptime) ໃນການນຳໃຊ້ທີ່ມີຄວາມສຳຄັນ. ອັລກົຣິດີມການແບ່ງປັນພະລັງງານ (load sharing algorithms) ຮັບປະກັນການແຈກຢາຍພະລັງງານຢ່າງສົມດຸນລະຫວ່າງໂມດູນຕ່າງໆ ເພື່ອເພີ່ມປະສິດທິພາບສູງສຸດ ແລະ ປ້ອງກັນການເຮັດວຽກເກີນຂອບເຂດຂອງໂມດູນໃດໆ ເຊິ່ງອາດຈະນຳໄປສູ່ການເສີຍຫາຍກ່ອນເວລາ ຫຼື ມີປະສິດທິພາບຕ່ຳລົງ. ຄຸນສົມບັດຄວາມສຳຮອງ (redundancy features) ມີຄວາມສາມາດໃນການປ່ຽນເປັນໂມດູນອື່ນອັດຕະໂນມັດ (automatic failover) ໂດຍທີ່ໂມດູນທີ່ເຫຼືອຈະເຂົ້າມາຊົດເຊີຍການເສີຍຫາຍຂອງໂມດູນທີ່ລົ້ມເຫຼວຢ່າງເປັນລຳລວຍ ເພື່ອຮັບປະກັນການດຳເນີນງານຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ ເຖິງແມ່ນວ່າຈະມີການເສີຍຫາຍຂອງອຸປະກອນ. ຄຸນສົມບັດຄວາມສຳຮອງນີ້ມີຄຸນຄ່າຢ່າງຍິ່ງໃນດ້ານການສື່ອສານ (telecommunications), ອຸປະກອນທາງການແພດ (medical equipment), ແລະ ລະບົບຄວບຄຸມອຸດສາຫະກຳ (industrial control systems) ໂດຍທີ່ການຂັດຂວາງຂອງພະລັງງານອາດຈະນຳໄປສູ່ການສູນເສຍທາງດ້ານການເງິນຢ່າງໃຫຍ່ຫຼວງ ຫຼື ອັນຕະລາຍຕໍ່ຄວາມປອດໄພ. ສະຖາປັດຕະຍາການແບບມີດັ້ງຍັງສາມາດສະເໜີການຂະຫຍາຍລະບົບທີ່ມີປະສິດທິຜົນດ້ານຕົ້ນທຶນ, ໂດຍອະນຸຍາດໃຫ້ອົງການຕ່າງໆ ສາມາດຈັດຕັ້ງການຂະຫຍາຍລະບົບພະລັງງານເປັນຂັ້ນຕອນ (phased deployments) ເພື່ອໃຫ້ເຂົ້າກັບຂອບເຂດງົບປະມານ ແລະ ການຄາດຄະເນການເຕີບໂຕ. ຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ມາດຕະຖານ (standardized interfaces) ແລະ ວິທີການສື່ອສານມາດຕະຖານ (communication protocols) ສາມາດເຊື່ອມຕໍ່ເຂົ້າກັບລະບົບຈັດການສິ່ງອຳນວຍຄວາມສະດວກ (building management systems) ແລະ ລະບົບຕິດຕາມຈາກໄລຍະໄກ (remote monitoring platforms) ໄດ້ຢ່າງລຽບງ່າຍ, ເຊິ່ງໃຫ້ຄວາມສາມາດໃນການຄວບຄຸມແລະວິເຄາະສະຖານະການຈາກສ່ວນກາງ (centralized control and diagnostic capabilities) ຕໍ່ກັບການຕິດຕັ້ງເຄື່ອງປ່ຽນແປງທີ່ຢູ່ຫ່າງກັນ. ການອອກແບບໂມດູນທີ່ສາມາດເปลີ່ນໃນເວລາທີ່ລະບົບກຳລັງເຮັດວຽກ (hot-swappable module design) ສາມາດເຮັດໃຫ້ການບໍາລຸງຮັກສາເກີດຂຶ້ນໄດ້ໃນເວລາທີ່ລະບົບກຳລັງເຮັດວຽກປົກກະຕິ, ສະນັ້ນຈຶ່ງຫຼຸດຜ່ອນເວລາທີ່ລະບົບຕ້ອງຢຸດເຮັດວຽກຕາມແຜນ (scheduled downtime) ແລະ ປັບປຸງຄວາມສາມາດໃນການເຮັດວຽກຂອງລະບົບທັງໝົດ. ການຕິດຕາມປະສິດທິພາບໃນລະດັບໂມດູນແຕ່ລະຕົວ ສະເໜີຂໍ້ມູນການວິເຄາະລະອອງ (detailed diagnostic information) ເຊິ່ງຊ່ວຍໃຫ້ສາມາດນຳໃຊ້ຍຸດທະສາດການບໍາລຸງຮັກສາແບບຄາດການ (predictive maintenance strategies) ແລະ ການກຳນົດຈຸດເສີຍຫາຍໄດ້ຢ່າງໄວວາ (rapid fault isolation). ການອອກແບບເຄື່ອງປ່ຽນແປງ AC-DC ທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງແບບມີດັ້ງຍັງສາມາດຮອງຮັບການຈັດຕັ້ງຄ່າຄວາມຕ້ານອອກ (output voltage configurations) ທີ່ແຕກຕ່າງກັນໄດ້ພາຍໃນລະບົບດຽວກັນ, ເພື່ອຮອງຮັບຄວາມຕ້ອງການຂອງພາກສ່ວນທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ (diverse load requirements) ໂດຍບໍ່ຈຳເປັນຕ້ອງໃຊ້ລະບົບພະລັງງານທີ່ແຍກຕ່າງหากຈຳນວນຫຼາຍ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງຫຼຸດຜ່ອນຄວາມສັບສົນໃນການຕິດຕັ້ງ ແລະ ຕົ້ນທຶນຂອງສິ່ງອຳນວຍຄວາມສະດວກ (infrastructure costs) ໃນເວລາດຽວກັນກັບການປັບປຸງປະສິດທິພາບໃນການນຳໃຊ້ພື້ນທີ່.