การออกแบบไฟสำรองข้อมูลคอมพิวเตอร์ขนาด 500 โวลต์แอมป์ โดยใช้ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์เป็นแหล่งจ่ายพลังงาน

Abstract

การวิจัยในครั้งนี้มีวัตถุประสงค์ 1) เพื่อศึกษาการเก็บพลังงานและปล่อยพลังงานของซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ร่วมกับแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสสลับและคอมพิวเตอร์ 2) หาประสิทธิภาพการทำงานของซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ 3) ศึกษาการจ่ายพลังงานไฟฟ้าสำรองจากซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ให้กับเครื่องคอมพิวเตอร์ และ 4) หาประสิทธิผลของชุดไฟฟ้าสำรองด้วยพลังงานจากซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ งานวิจัยนี้เป็นการทดสอบหาประสิทธิภาพของซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ จากการทดลองพฤติกรรมการเก็บพลังงานและคายพลังงานของซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ที่จ่ายพลังงานไฟฟ้าเพียงตัวเดียว และทดลองต่อร่วมซุปเปอร์คาปาซิเตอร์กับแบตเตอรี่เป็นแหล่งจ่ายพลังงานไฟฟ้าสำรองให้กับคอมพิวเตอร์แบบตั้งโต๊ะ โดยใช้ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์เป็นแหล่งกำเนิดพลังงาน ต่อกับวงจรที่ออกแบบ ใช้กับการเก็บประจุ (Charge) และปล่อยประจุ (Discharge) ให้เหมาะสมกับขนาดของซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ นำผลการทดลองมาหาประสิทธิภาพการทำงานของซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ต่อไป ผลการวิจัยในครั้งนี้ทำให้ได้แหล่งจ่ายพลังงานหมุนเวียน (Renewable energy) ที่สามรถนำพลังงานกลับมาใช้ใหม่ได้มากกกว่าหนึ่งแสนครั้งและไม่เกิดมลภาวะต่อสภาพแวดล้อม ซึ่งเมื่อพิจารณาจากผลการทดลองพฤติกรรมการเก็บพลังงานและปล่อยพลังงานของซุปเปอร์คาปาซิเตอร์สามารถประจุที่กระแสสูงได้ ขณะที่แบตเตอรี่ไม่สามารถประจุที่กระแสสูงได้ แต่แรงดันไฟฟ้าไม่ควรเกินพิกัด การเปลี่ยนแปลงของแรงดันจะเป็นแบบทันทีทันใด (Transient) และกระแสจะเป็นค่าคงที่ เวลาที่ใช้ในการประจุจะขึ้นกับกระแส ยิ่งกระแสสูงเวลาที่ใช้เก็บพลังงานจนเต็มจะเร็วมาก ในขณะที่ประจุที่กระแสต่ำจะใช้เวลานานกว่า ประสิทธิภาพการเก็บพลังงานและปล่อยพลังงานของซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ ที่แรงดันสูงตามพิกัด กระแสต่ำจะทำให้ได้ประสิทธิภาพสูง 95.20% ผลการวิเคราะห์ช่วงการเก็บประจุ พบว่าซุปเปอร์คาปาซิเตอร์จะใช้เวลาเก็บประจุเร็วกว่า 199 วินาที รองลงมาเป็นซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ต่อกับแบตเตอรี่ 604 วินาที และที่ใช้เวลาเก็บประจุนานสุดคือแบตเตอรี่ 1080 วินาที ผลการวิเคราะห์ช่วงปล่อยประจุใช้เป็นเครื่องสำรองไฟให้กับเครื่องคอมพิวเตอร์ พบว่าซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ต่อร่วมกับแบตเตอรี่จะใช้เวลาปล่อยประจุได้นานกว่า 56 วินาที รองลงมาเป็นแบตเตอรี่ 54 วินาที และที่ใช้เวลาปล่อยประจุเร็วคือซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ 41 วินาที ซึ่งการออกแบบไฟสำรองข้อมูลคอมพิวเตอร์โดยใช้ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์เป็นแหล่งจ่ายพลังงานจะทำให้เวลาที่ใช้เก็บพลังงานเร็วกว่าแบตเตอรี่