PFC Nedir? Ne Kadar Önemli?

Alternatif akım (AC), 220V şebeke geriliminde 50 defa yön değiştirir (salınım). Tamamen dirençten oluşan basit AC devresinde, örneğin lamba veya su ısıtıcısı, voltaj ve akımın dalga formlarını incelediğinizde, senkronize olarak birbirini takip ettiğini görürüz. AC salınımlarında yükte maksimum voltaj geçtiğinde, maksimum akım geçecek anlamına gelir. Voltaj inişe geçtiği zaman, akım da inişe geçecektir. Yani birbirlerini taklip eden bir salınım grafiği göreceğiz. Bu, basit bir AC yüküne örnek.

Bobin veya kapasitörlerin bulunduğu komplex AC yüklerinde ise, akım dalgaları voltaj dalgalarını izlemez. Bunun sebebi ise, yüklerde tutulan enerjinin oluşturduğu zaman farklılığı. Bu zaman farklılığı nedeniyle güç akış yönünde değişiklikler olur ve tek yönden elde edilen net güce gerçek güç (P) denir. Her döngü sonunda saklanan enerjinin şebekeye geri dönmesiyle oluşan güce ise reaktif güç denir. Devrelerde herhangi bir işlem yaptığımız zaman sadece gerçek gücü kullanırız (P). Reaktif güç, şebekeye geri döner ve herhangi bir iş yapmaz.

Güç faktörü ise; gerçek gücün (P), görünüşteki güce (S) bölümüyle ortaya çıkan değerdir. Gerçek güç, bizim o işi yapmamız için gereken gücü bize belirtir ve "watt" ile ifade edilir. Şebekede görünen güç ise VA (volt-amper) şeklinde ifade edilir. Dalgaların düzensizliğinden dolayı, belirli miktarda güç çekmek için şebekeden daha fazla akım çekilir. Örneğin. 1 kW'lık gerçek güç elde etmek istersek ve güç faktörü 1 ise, şebekeden 1 kVA'lık güç çekilir. ( 1 kVA x 1 = 1 kW). Ancak güç faktörü 0.5 olursa, 1 kW'lık gerçek güç için şebekeden 2 kVA güç çekmemiz gerekecek. (2 kVA x 0.5 = 1 kW). Güç faktörü, 0 ile 1 arasında değişir. Güç faktörü 0 iken herhangi bir iş yapılmaz.Güç faktörü 1 iken, gerçek güç ile şebekede görünen güç aynıdır ve ideal durum budur.

Ev kullanıcıları sadece kullandıkları gerçek güç (watt) için para ödüyorlar. Ve bundan dolayı ev kullanıcıları için reaktif güç veya şebekede görünen güç bir anlam ifade etmiyor. Ancak bu, şebekeye yük bindiren bir durum. Reaktif güç ne kadar fazlaysa şebekedeki yük o kadar artacak; kablolamanın daha kaliteli olması gerekecek, jeneratörlerin ve transformatörlerin daha büyük olması gerekecek. Bu da, tabii elektrik dağıtıcısı firmaların istemeyeceği bir durum. Bir ev kullanıcısının şebekede yaratacağı istenmeyen yük önemli olmasa da, büyük makinalarla çalışan fabrikaların şebekeye bindireceği yük önemli olacaktır. Bunun için, sanayii kuruluşlarının bulunduğu organize sanayii bölgelerinde fabrikalar, kullandıkları gerçek gücün yanında reaktif güç için de bir bedel öderler.

Günümüzdeki güç kaynaklarında ise artık reaktif gücü minimuma indirmek için "güç faktörü düzeltimi" – power factor correction (pfc) özelliğini görüyoruz. PFC özelliği pasif veya aktif olabiliyor. Giriş seviyesi kaliteli güç kaynaklarında pasif PFC devresi görürken, üst modellerde ise aktif PFC devresi görüyoruz. Aktif PFC devrelerinin güç faktörü düzeltimi 0.99'a kadar çıkabiliyor; ki bu da ideal olan 1'e çok yakın. APFC olmayan güç kaynaklarında güç faktörü 0.5 ile 0.7 arasında değişebiliyor.

Tek bilgisayarın kullanıldığı evler için önemli olmasa da, çok sayıda bilgisayarın kullanıldığı ofislerde ve işletmelerde, şebekeye bindirilen istenmeyen gücü minimuma indirmek için, güç faktörü düzeltimi özelliğine sahip güç kaynakları tercih edilmeli. Biz, ev kullanıcıları için de PFC özelliği olan güç kaynaklarını önereceğiz. Zaten artık firmaların neredeyse tüm ürün gamlarında PFC özelliğini görüyoruz çünkü bazı ülkeler güç kaynakları için PFC özelliğini şart koşuyor. (Örneğin AB).

PFC özellikli güç kaynakları hakkında bilinen yaygın yanlışlar var. Bilinmesi gerekenler şöyle:

* Aktif PFC, ikinci bir devredir. Bu devre, şebekeden resistif olarak güç alır (tıpklı bir lamba gibi) ve diğer devreye aktarır. Diğer devreyi, ana şebekeden tamamen izole eder. Dolayısıyla aktif PFC devresi bir miktar gücü ısıya dönüştürecektir ve bu da güç kaynağı verimliliğini biraz aşağı çeker. Yani: Bir güç kaynağına PFC devresi eklerseniz, onun verimliliğini yaklaşık %1-4 oranında aşağıya çekersiniz.

* PFC'li güç kaynakları, herhangi bir voltaj regülasyon özelliğine sahip değildir. Daha stabil anlamına gelmez.

* Güç faktörü ve güç faktörü düzeltimi, tamamen şebeke ile ilgilidir. Donanımınızın harcadığı gerçek güç miktarını değiştirmez.