โหลดไฟฟ้าคืออะไร และคำนวณโหลดอย่างไรให้ถูกต้อง ?

ทุกอุปกรณ์ไฟฟ้าที่เราใช้งาน ล้วนเป็น "โหลด" ที่ส่งผลโดยตรงต่อระบบไฟฟ้าโดยรวม หากไม่เข้าใจว่าโหลดไฟฟ้าคืออะไร ก็อาจนำไปสู่การออกแบบระบบที่ไม่ปลอดภัยหรือสิ้นเปลืองพลังงานโดยไม่รู้ตัว บทความนี้จะอธิบายให้เข้าใจอย่างชัดเจน พร้อมแนวทางการคำนวณโหลดไฟฟ้าที่สามารถนำไปใช้ได้จริง

โหลดไฟฟ้าคืออะไร ? รู้จักพื้นฐานก่อนลงมือวางระบบ

การโหลดทางไฟฟ้า (Electrical Load) คือ ปริมาณพลังงานไฟฟ้าที่อุปกรณ์หรือเครื่องใช้ไฟฟ้าต้องการใช้ในขณะทำงาน เช่น หลอดไฟ เตารีด เครื่องปรับอากาศ หรือเครื่องจักรในโรงงาน ล้วนถือเป็นโหลดทางไฟฟ้า เพราะดึงกระแสไฟจากแหล่งจ่ายเพื่อแปลงเป็นพลังงานรูปแบบต่าง ๆ ไม่ว่าจะเป็นแสง ความร้อน หรือแรงลม

ประเภทของโหลดไฟฟ้า

• โหลดแสงสว่าง (Lighting Load) : เช่น หลอดไฟ LED หลอดฟลูออเรสเซนต์ ซึ่งมีการใช้พลังงานต่อเนื่อง
• โหลดเต้ารับ (Receptacle Load) : เช่น พัดลม โทรทัศน์ หรือเครื่องใช้ไฟฟ้าขนาดเล็ก ที่เสียบใช้งานผ่านเต้ารับ
• โหลดเฉพาะ (Specific Load) : เช่น เครื่องปรับอากาศ ปั๊มน้ำ หรือเครื่องจักรที่มีการใช้พลังงานสูงและเฉพาะทาง

ความสำคัญของการคำนวณโหลดไฟฟ้า

การเข้าใจและประเมินโหลดไฟฟ้าอย่างถูกต้อง เป็นหัวใจของการออกแบบระบบไฟฟ้าที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ เพราะหากเราทราบค่าโหลดรวม เราจะสามารถทำการเลือกสายไฟฟ้าและอุปกรณ์ป้องกันที่เหมาะสมได้อย่างแม่นยำ 

ครอบคลุมไปถึงการจัดทำรายการโหลด (Load Schedule) ที่ช่วยในการจัดสมดุลโหลด (Load Balancing) ในระบบ 3 เฟส ได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยรายการเหล่านี้จะช่วยลดการสูญเสียพลังงานและยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ได้อย่างยั่งยืน

ปัญหาที่มักเกิดขึ้น หากมีการคำนวณโหลดไฟฟ้าที่ไม่ถูกต้อง

• อันตรายจากไฟฟ้า : หากเลือกขนาดสายไฟเล็กเกินกว่ากระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน (กระแสโหลด) สายไฟจะร้อนจัด อาจทำให้ฉนวนเสื่อมสภาพและเกิดไฟฟ้าลัดวงจรจนนำไปสู่เพลิงไหม้ได้
• แรงดันไฟตก (Voltage Drop) : หากขนาดสายไฟเล็กเกินไป หรือระยะทางไกลเกินไป จะทำให้แรงดันไฟฟ้าปลายทางต่ำกว่าปกติ ส่งผลให้อุปกรณ์ไฟฟ้าทำงานได้ไม่เต็มประสิทธิภาพ เช่น แอร์ไม่เย็น หลอดไฟหรี่
• ค่าใช้จ่ายสูงเกินจำเป็น : หากเลือกขนาดสายไฟหรือเบรกเกอร์ใหญ่เกินความจำเป็น ก็จะทำให้เสียค่าใช้จ่ายด้านวัสดุโดยไม่คุ้มค่า

วิธีการคำนวณโหลดไฟฟ้าเบื้องต้น เข้าใจง่าย ใช้ได้จริง

การคำนวณโหลดไฟฟ้าเป็นพื้นฐานสำคัญของการออกแบบระบบ เพราะช่วยให้ทราบว่าระบบต้องรองรับกระแสและกำลังไฟฟ้ารวมเท่าไร เพื่อเลือกอุปกรณ์ได้ถูกต้อง

สูตรพื้นฐานที่ควรรู้

สูตรการคำนวณโหลดไฟฟ้า : P = V × I

• P (กำลังไฟฟ้า) : หน่วยเป็นวัตต์ (Watt, W) หรือโวลต์แอมแปร์ (Volt-Ampere, VA)
• V (แรงดันไฟฟ้า) : หน่วยเป็นโวลต์ (Volt, V) เช่น ระบบไฟฟ้า 1 เฟสในบ้านทั่วไปมีแรงดัน 220V
• I (กระแสไฟฟ้า) : หน่วยเป็นแอมแปร์ (Ampere, A) ซึ่งเป็นค่าสำคัญที่ต้องนำไปใช้ในการเลือกขนาดสายไฟฟ้าและเบรกเกอร์

ในการออกแบบระบบจริง เรามักใช้หน่วยเป็น VA (โวลต์แอมแปร์) แทน W เพราะค่า VA คือกำลังปรากฏที่รวมผลกระทบของตัวประกอบกำลัง (Power Factor) เข้าไปด้วย ซึ่งเป็นค่าที่ใช้กำหนดขนาดสายไฟและอุปกรณ์ป้องกันได้แม่นยำกว่า

ขั้นตอนและตัวอย่างการคำนวณโหลดวงจรย่อย

ขั้นตอนสำคัญในการหาขนาดอุปกรณ์สำหรับวงจรย่อยแต่ละวงจร คือการประเมินกำลังไฟฟ้าและกระแสสูงสุดที่ต้องรองรับ ซึ่งเป็นพื้นฐานของการจัดทำรายการโหลด (Load Schedule) ที่เหมาะสม

1. รวมกำลังไฟฟ้าของโหลดในวงจรย่อย
   โหลดแสงสว่าง : ใช้กำลังไฟจริงที่ระบุบนหลอดไฟ
   โหลดเต้ารับ : ตามมาตรฐาน ให้คิดเต้ารับใช้งานทั่วไปจุดละ 180VA
   โหลดเฉพาะ : ใช้อัตรากำลังไฟฟ้าจากป้ายแสดงคุณสมบัติ (Nameplate) โดยตรง เช่น เครื่องปรับอากาศ
2. ประเมินและเผื่อกระแสเพื่อความปลอดภัย
   เมื่อคำนวณกำลังไฟฟ้ารวมของวงจรย่อยได้แล้ว ช่างไฟฟ้าจะแปลงค่านั้นเป็นกระแสไฟฟ้า (แอมป์) และที่สำคัญที่สุดคือ ต้องเผื่อกระแสไฟฟ้าอีก 25% จากกระแสใช้งานจริง เพื่อให้สายไฟและเบรกเกอร์สามารถทนทานต่อการใช้งานต่อเนื่องได้โดยไม่เกิดความร้อนสูงเกินไป

ตัวอย่างการคำนวณโหลดวงจรย่อย

ถ้าคุณมีวงจรเต้ารับในห้องนั่งเล่นรวม 5 จุด จะเท่ากับ

• กำลังไฟรวม : 5 จุด×180VA = 900VA
• กระแสที่ต้องการ (โดยประมาณ) : ช่างจะแปลง 900VA เป็นกระแสไฟ และเผื่อไว้ 25% เพื่อให้ได้กระแสที่ต้องใช้ในการเลือกขนาดสายไฟฟ้าและเบรกเกอร์อย่างแม่นยำ

ความเข้าใจเรื่อง Demand Factor และตัวอย่างการปรับโหลดให้สะท้อนการใช้งานจริง

ในความเป็นจริง เครื่องใช้ไฟฟ้าทั้งหมดไม่ได้ถูกเปิดใช้งานพร้อมกัน 100% ตลอดเวลา ดังนั้นจึงมีการใช้ Demand Factor (DF) หรือสัมประสิทธิ์ความต้องการ เพื่อปรับลดค่าโหลดรวมให้สะท้อนถึงโหลดทางไฟฟ้าสูงสุดที่ใช้งานจริง (Peak Load) โดยสิ่งนี้จะนำไปคำนวณโหลดไฟฟ้าสำหรับสายเมนหรือสายป้อนหลัก (Feeder) เท่านั้น แต่จะไม่นำมาใช้กับวงจรย่อยโดยเด็ดขาด

ตัวอย่าง : บ้านที่มีโหลดเต้ารับเกิน 10,000VA จะคิดโหลดส่วนที่เกินจาก 10,000VA เพียง 50% เท่านั้น ซึ่งช่วยลดขนาดสายเมนและเบรกเกอร์หลักลง ทำให้ประหยัดค่าใช้จ่ายโดยยังคงความปลอดภัยไว้อยู่

แนวทางการจัดทำ Load Schedule เพื่อความสมดุลของระบบ

การจัดทำรายการโหลด (Load Schedule) คือ ตารางสรุปรายละเอียดของวงจรย่อยทั้งหมดที่ต่ออยู่กับตู้ควบคุมไฟฟ้า (Load Center) ซึ่งเป็นเครื่องมือสำคัญที่ช่วยให้การออกแบบเป็นระบบและปลอดภัย

องค์ประกอบหลักของ Load Schedule

จากโหลดสู่สายไฟ วิธีเลือกขนาดสายไฟให้เหมาะสม

เมื่อรู้ค่าโหลดแล้ว ขั้นตอนต่อไปคือการเลือกขนาดสายไฟฟ้าให้เหมาะสมกับสภาพการเดินสายและกระแสสูงสุด เพื่อความปลอดภัยและยืดอายุการใช้งานระบบไฟฟ้า

หลักการเลือกขนาดสายไฟฟ้า

การเลือกขนาดสายไฟฟ้าควรอ้างอิงจากกระแสไฟฟ้าสูงสุดที่วงจรต้องรับได้ รวมถึงต้องเผื่อค่าความปลอดภัยอย่างน้อย 20-25% จากค่ากระแสใช้งานจริง เพื่อป้องกันความร้อนสะสมในระยะยาว โดยขนาดของสายไฟจะวัดเป็นหน่วย “ตารางมิลลิเมตร (ตร.มม.)” ซึ่งสัมพันธ์กับความสามารถในการรับกระแสของสายไฟ

ตัวอย่างการเลือกขนาดสายไฟในงานที่พักอาศัย

• สายขนาด 1.5 ตร.มม. สำหรับวงจรแสงสว่างทั่วไป
• สายขนาด 2.5 ตร.มม. สำหรับวงจรเต้ารับและเครื่องใช้ไฟฟ้าขนาดกลาง
• สายขนาด 4 ตร.มม. ขึ้นไป สำหรับวงจรที่มีกระแสสูง เช่น เครื่องปรับอากาศ หรือปั๊มน้ำ

นอกจากนี้ ต้องเลือกขนาดสายไฟให้สัมพันธ์กับขนาดเบรกเกอร์ เพื่อให้อุปกรณ์ป้องกันสามารถตัดกระแสได้ทันเวลาหากเกิดโอเวอร์โหลด ซึ่งจะช่วยป้องกันความเสียหายของสายไฟและอุปกรณ์ในระบบได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ข้อควรระวังในการเลือกขนาดสายไฟฟ้า

แม้การเลือกขนาดสายไฟจะดูเรียบง่าย แต่หากละเลยรายละเอียดเล็กน้อย อาจส่งผลต่อความปลอดภัยของระบบไฟฟ้าทั้งหมด ดังนั้นควรหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดต่อไปนี้

• ห้ามใช้สายไฟขนาดเล็กกว่าที่คำนวณได้ เพราะจะทำให้กระแสไฟฟ้าไหลเกินพิกัด ส่งผลให้สายไฟร้อนจัดและเสี่ยงต่อการเกิดไฟฟ้าลัดวงจร หรือไฟไหม้
• เลือกใช้เฉพาะสายไฟที่ผ่านมาตรฐาน มอก. เพื่อให้มั่นใจว่าสายไฟมีคุณสมบัติทางไฟฟ้าและฉนวนที่ปลอดภัยต่อการใช้งานจริง
• พิจารณาวิธีการติดตั้งและสภาพแวดล้อม เช่น การเดินสายในท่อฝังผนัง หรือการเดินสายกลางแจ้ง จะมีผลต่อการระบายความร้อนของสายไฟ หากเดินในพื้นที่อุณหภูมิสูง ควรเลือกสายที่ทนความร้อนได้มากขึ้น
  

การเลือกสายไฟฟ้าอย่างถูกต้อง ไม่เพียงแต่ช่วยให้ระบบทำงานได้เต็มประสิทธิภาพ แต่ยังยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ไฟฟ้าทั้งหมดในระบบ และลดความเสี่ยงด้านความปลอดภัยในระยะยาวได้อย่างมั่นใจ 

สำหรับใครที่กำลังคำนวณโหลดเพื่อออกแบบระบบไฟในบ้านหรืออาคาร และต้องการสายไฟที่รองรับกระแสได้อย่างปลอดภัยและได้มาตรฐาน สายไฟ IEC 01 หรือสาย THW 2.5 ตร.มม. คือคำตอบ เพราะเป็นชนิดของสายไฟที่เหมาะสำหรับการเดินสายภายในอาคาร ทั้งในวงจรแสงสว่างและวงจรเต้ารับทั่วไป นอกจากนี้ยังมีอีกหลายขนาดให้เลือกสำหรับการต่อสายเมนหรือบริเวณโหลดไฟฟ้าสูง หากสนใจสินค้าที่ได้มาตรฐาน ผ่าน มอก. หรือต้องการผู้เชี่ยวชาญช่วยให้คำแนะนำที่เหมาะสม STS Thonburi พร้อมเป็นพาร์ตเนอร์ที่ช่วยเหลือคุณ ติดต่อเราได้เลย !

แหล่งอ้างอิง

1. Load Center คืออะไร มีบทบาทสำคัญอย่างไรในระบบไฟฟ้า ?. สืบค้นเมื่อวันที่ 6 ตุลาคม 2568 จาก https://www.bloggang.com/m/mainblog.php?id=kate2020&month=22-09-2023&group=1&gblog=31