Tính toán đề xuất các giải pháp tiết kiệm điện năng cho công ty cổ phần thủy sản JK FISHCO, thành phố đà nẵng

Việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong công ty không những tiết kiệm được chi phí sản xuất, giúp tăng năng suất, nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm giá thành sản phẩm, tăng

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

TRẦN ĐỨC ANH

TÍNH TOÁN ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG CHO CÔNG TY CỔ PHẨN THỦY SẢN

JK FISHCO, THÀNH PHỐ NHA TRANG

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện

Mã số: 60 52 02 02

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Người hướng dẫn khoa học: TS TRỊNH TRUNG HIẾU

Đà Nẵng - Năm 2018

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu và kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác giả luận văn

Trần Đức Anh

TRANG TÓM TẮT TIẾNG VIỆT, TIẾNG ANH

TÍNH TOÁN ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG CHO

CÔNG TY CỔ PHẦN THỦY SẢN JK FISHCO

Học viên: Trần Đức Anh - Chuyên ngành: Kỹ thuật điện

Mã số: 60520202 - Khóa: 2016-2018 - Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN

Tóm tắt - Ngày nay, tiết kiệm năng lượng đang là vấn đề rất cần thiết, nhất là đối với các

doanh nghiệp Việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong công ty không những tiết kiệm được chi phí sản xuất, giúp tăng năng suất, nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm giá thành sản phẩm, tăng tính cạnh tranh, tăng lợi nhuận mà còn giảm bớt chi phí đầu tư cho các công trình cung cấp năng lượng, đáp ứng nhu cầu sử dụng năng lượng ngày một cao hơn của nền kinh tế quốc dân, đồng thời giảm sự phát sinh chất thải, bảo vệ tài nguyên môi trường, khai thác hợp lý các nguồn tài nguyên năng lượng, thực hiện phát triển kinh tế

- xã hội bền vững Hiện trạng, nhà máy của Công ty cổ phần Thủy sản JK FISHCO đã hoạt động nhiều năm, các động cơ, thiết bị, đèn, đã cũ, dẫn đến tiêu hao nhiều năng lượng Nghiên cứu này đề xuất các phương pháp để sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả Qua tìm hiểu, khảo sát và tính toán, tác giả đề xuất các giải pháp thay mới các bóng đèn LED, lắp đặt thiết bị biến tần cho các động cơ Tác giả đã tóm tắt các kết quả đã đạt được

và đề xuất một số công tác về quản lý hoạt động tiết kiệm năng lượng và cải thiện môi trường làm việc

Từ khóa - Tiết kiệm năng lượng; đèn LED, biến tần, động cơ

CALCULATING AND GIVING PROPOSALS TO SAVE ENERGY FOR

JK FISHCO SEAFOOD JOINT STOCK COMPANY

Abstract - Today, energy saving is a very necessary issue, especially for businesses The

use of energy saving and efficiency in the company not only save production costs, help increase productivity, improve product quality, reduce product cost, increase competitiveness, increase profitability It also reduces the cost of investment in energy supply facilities, meets the higher energy demands of the national economy, and reduces the generation of waste, the protection of environmental resources , the rational exploitation of energy resources, the implementation of sustainable socio-economic development The current status, factory of JK FISHCO Seafood Joint Stock Company has been operating for many years, the engine, equipment, lights, are old, resulting in high energy consumption This study proposes methods for energy saving and efficiency Through investigations, surveys and calculations, the author proposes solutions for replacing LEDs, installing inveter for motors The author has summarized the results achieved and proposed some work on managing energy conservation and improving the working environment

Key words - Energy saving; LEDs, biến tần, motors

MỤC LỤC

TRANG BÌA

LỜI CAM ĐOAN

TRANG TÓM TẮT TIẾNG VIỆT, TIẾNG ANH

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu 2

3 Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu 2

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiển 2

5 Phương pháp nghiên cứu 3

6 Cấu trúc luận văn 3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CHƯƠNG TRÌNH SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TIẾT KIỆM, HIỆU QUẢ 4

1.1 Tổng quan về hệ thống quản lý năng lượng Việt Nam 4

Thực trạng sử dụng năng lượng hiện nay 4

1.1.1 Tiềm năng năng lượng Việt Nam 4

1.1.2 Thực trạng quản lý năng lượng Việt Nam 5

1.1.3 1.2 Vai trò của quản lý nhu cầu DSM 6

Khái niệm về DSM 6

1.2.1 Nâng cao hiệu suất sử dụng của hộ tiêu thụ 7

1.2.2 1.2.2.1 Sử dụng thiết bị điện có hiệu suất cao 7

1.2.2.2 Giảm thiếu sự tiêu tốn năng lượng vô ích 8

Điều khiển nhu cầu điện năng phù hợp 9

1.2.3 1.2.3.1 Điều khiển trực tiếp dòng điện 9

1.2.3.2 Thay đổi giá bán điện 10

1.2.3.3 Sử dụng nguồn năng lượng tái tạo, năng lượng mới 11

1.3 Kết luận 12

CHƯƠNG 2 CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG Ở VIỆT NAM 13

2.1 Mở Đầu 13

2.2 Hệ thống động cơ 13

Giải pháp điều chỉnh hệ số công suất 13

2.2.1 2.2.1.1 Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất 13

2.2.1.2 Biện pháp nâng cao hệ số công suất 15

Giảm non tải và quá tải động cơ 17

2.2.2 Dùng động cơ có hiệu suất cao HEMs (High Efficiency Motors) 19

2.2.3 2.3 Giải pháp biến tần 20

Nguyên lý làm việc của biến tần 20

2.3.1 Ứng dụng của biến tần 22

2.3.2 Đặc điểm chính của biến tần 23

2.3.3 Nguyên lý điều chỉnh tốc độ khi thay đổi tần số 24

2.3.4 Sự thay đổi công suất khi thay đổi tốc độ động cơ 25

2.3.5 2.4 Hệ thống chiếu sáng 29

Khái niệm và định nghĩa 29

2.4.1 2.4.1.1 Ánh sáng 29

2.4.1.2 Độ rọi E 29

2.4.1.3 Quang thông Φ 30

2.4.1.4 Độ hoàn màu 30

2.4.1.5 Hiệu quả ánh sáng 30

Các giải pháp sử dụng chiếu sáng hiệu quả 30

2.4.2 2.4.2.1 Sử dụng nguồn sáng hợp lý 30

2.4.2.2 Điều khiển chiếu sáng và phân phối ánh sáng 31

2.4.2.3 Áp dụng một số công nghệ mới 31

2.5 Kết luận 33

CHƯƠNG 3 NHÀ MÁY VÀ CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG 34

3.1 Tổng quan về nhà máy 34

Thông tin chung 34

3.1.1 Quy trình công nghệ 35

3.1.2 Tình hình sản xuất 38

3.1.3 Sơ đồ phân bố điện trong nhà máy 39

3.1.4 Hiện trạng sử dụng năng lượng 39

3.1.5 Phân tích đánh giá tình hình sử dụng điện năng 43

3.1.6 3.1.6.1 Sản lượng tiêu thụ điện năng trong năm 2017 43

3.1.6.2 Suất tiêu hao điện năng năm 2017 44

3.1.6.3 Đánh giá tình hình sử dụng điện năng của nhà máy 44

Các hệ thống tiêu thụ điện năng 45

3.1.7 3.1.7.1 Hệ thống chiếu sáng 45

3.1.7.2 Hệ thống thiết bị tiêu thụ điện chính của nhà máy 48

3.2 Đánh giá hiện trạng và các hệ thống tiêu thụ năng lượng 49

3.3 Kết luận 50

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG

51

4.1 Mở đầu: 51

4.2 Hệ thống chiếu sáng 51

Cơ hội 1: Thay thế đèn huỳnh quang bằng đèn led tube 51

4.2.1 Cơ hội 2: Thay thế đèn tròn công suất lớn bằng Leld Bulb 18W 52

4.2.2 Cơ hội 3: Thay thế đèn cao áp 450W bằng đèn cao áp 150W 54

4.2.3 Thiết kế lại hệ thống chiếu sáng với phần mềm Dialux 55

4.2.4 4.2.4.1 Đặt các thông số thiết kế đèn huỳnh quang vào phần mềm Dialux để kiểm tra độ rọi đảm bảo yêu cầu sử dụng 55

4.2.4.2 Đặt các thông số thiết kế đèn led vào phần mềm Dialux để kiểm tra độ rọi đảm bảo yêu cầu sử dụng 59

Kết luận: 63

4.2.5 Kiến nghị: 63

4.2.6 4.3 Hệ thống động cơ 63

Cơ hội 4: Lắp biến tần cho động cơ máy nén lạnh 64

4.3.1 Cơ hội 5: Lắp biến tần cho động cơ máy nén lạnh 66

4.3.2 Cơ hội 6: Lắp biến tần cho động cơ máy nén lạnh 66

4.3.3 Cơ hội 7: Lắp biến tần cho động cơ máy nén lạnh 67

4.3.4 Cơ hội 8; Lắp biến tần cho động cơ máy nén lạnh 67

4.3.5 Cơ hội 9: Lắp biến tần cho động cơ máy nén hầm 68

4.3.6 Cơ hội 10: Lắp biến tần cho động cơ máy nén lạnh 68

4.3.7 Cơ hội 11: Lắp biến tần cho động cơ máy nén lạnh 69

4.3.8 Cơ hội 12: Lắp đặt biến tần cho động cơ máy nén lạnh 69

4.3.9 4.4 Tổng hợp các giải pháp tiết kiệm điện năng 70

4.5 Kết luận 72

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 73

TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO)

BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC PHẢN BIỆN

DANH MỤC CÁC BẢNG

Số

3.1 Số liệu điện năng tiêu thụ và thành phẩm trong năm 2017 38

3.4 Phân tích điện năng tiêu thụ của hệ thống chiếu sáng 48

4.1 So sánh đặc tính kỹ thuật của đèn huỳnh quang bằng đèn led

4.2 Tổng hợp hiệu quả đầu tử khi thay thế đèn led tube nhà máy 52 4.3 So sánh đặc tính kỹ thuật giữa đèn sợi đốt và đèn Led Bild 52 4.4 Tổng hợp hiệu quả đầu tử khi thay thế đèn led Buid nhà máy 53 4.5 So sánh đặc tính kỹ thuật giữa đèn cao áp và đèn SON 54 4.6a Tổng hợp hiệu quả đầu tử khi thay thế đèn cao áp nhà máy 54

4.6b Tổng hợp hiệu quả đầu tư khi thay thế các loại đèn trong nhà

4.7 Tổng hợp thông số của đèn thông qua các giải pháp tính toán 61 4.8 Hiệu quả đầu tư khi lắp đặt Biến tần cho động cơ máy nén lạnh 65 4.9 Hiệu quả đầu tư khi lắp đặt Biến tần cho động cơ máy nén lạnh 66 4.10 Hiệu quả đầu tư khi lắp đặt Biến tần cho động cơ máy nén lạnh 66 4.11 Hiệu quả đầu tư khi lắp đặt Biến tần cho động cơ máy nén lạnh 67 4.12 Hiệu quả đầu tư khi lắp đặt Biến tần cho động cơ máy nén lạnh 67

4.13 Hiệu quả đầu tư khi lắp đặt Biến tần cho động cơ máy nén lạnh

4.16 Hiệu quả đầu tư khi lắp đặt Biến tần cho động cơ máy nén lạnh

4.17 Tổng hợp các cơ hội tiết kiệm điện năng khi lắp đặt Biến tần 70 4.18 Tổng hợp các có hội tiết kiệm đối với hê thống động cơ và

DANH MỤC CÁC HÌNH

2.1 Biểu đồ quan hệ giữa hiệu suất và mức tải của động cơ 18

2.3 Công suất tiết kiệm được khi dùng biến tần 21

2.8 Giản đồ thay đổi công suất khi thay đổi lưu lượng 28

3.1 Cơ cấu bộ máy quản lý tại công ty TNHH JK FISHCO 34

3.2 Sơ đồ quy trình công nghệ công ty cổ phần thủy sản JK

3.3 Biểu đồ tương quan giữa sản phẩm và điện năng tiêu thụ 38 3.4 Sơ đồ phân bố mạng điện đến các khu vực trong nhà máy 39

3.8 Biểu đồ suất tiêu hao điện năng trong năm 2017 44

4.1 Cách bố trí hệ thống đèn khi đưa vào Dialux 56

Số hiệu Tên hình Trang

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Ngành năng lượng Việt Nam hai mươi năm qua đã phát triển mạnh, cơ bản đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế xã hội đất nước Tuy vậy, quy mô và hiệu quả của ngành năng lượng còn thấp Vấn đề năng lượng của Việt Nam sẽ chuyển từ giới hạn trong phạm vi một quốc gia thành một phần của thị trường quốc tế và chịu sự tác động thay đổi của nó

Ngành năng lượng Việt Nam hai mươi năm qua đã phát triển mạnh trong tất cả các khâu thăm dò, khai thác, sản xuất, truyền tải, phân phối và xuất nhập khẩu năng lượng Điều đó đã góp phần quan trọng vào quá trình phát triển và đổi mới đất nước Đến nay, hệ thống năng lượng Việt Nam luôn dựa trên ba trụ cột chính là dầu khí, than đá và điện lực Thủy điện chiếm tỉ trọng lớn trong cơ cấu sản xuất điện Việt Nam Về hiện trạng tiêu thụ năng lượng, giai đoạn 2000-2009, tổng tiêu thụ năng lượng sơ cấp của Việt Nam tăng trưởng trung bình 6,54%/năm và đạt 57 triệu TOE vào năm 2009 Tiêu thụ than tăng trung bình 12,12%/năm, xăng dầu tăng 8,74%/năm, khí tăng 22,53%/năm, điện tăng 14,33%/năm, đạt 74,23 tỷ kWh năm 2009

Tuy vậy, quy mô và hiệu quả ngành năng lượng còn thấp, biểu hiện ở chỉ tiêu năng lượng trên đầu người còn thấp xa với trung bình của thế giới, ngược lại, cường

độ năng lượng cao hơn gần gấp hai lần trung bình thế giới Trạng thái an ninh năng lượng Việt Nam chưa được bảo đảm, hiện tượng xã thải phụ tải điện xảy ra thường xuyên vào kỳ cao điểm Dự trữ dầu quốc gia chưa đủ khả năng bình ổn giá khi xảy ra khủng hoảng giá dầu trên thị trường quốc tế

Với tốc độ tăng trưởng kinh tế cao và nhu cầu sử dụng điện tăng trung bình hơn 10%/năm, Việt Nam đang đứng trước nỗi lo thiếu điện Trong khi đó, nguồn vốn để đầu tư cho các dự án năng lượng mới đang gặp khó khăn

Các chuyên gia cho rằng, trong ngắn hạn, các doanh nghiệp cung ứng điện có thể đảm bảo đủ nguồn điện cho sản xuất, kinh doanh Tuy nhiên, về lâu dài, cần tính tới các giải pháp tiết kiệm điện, cân đối cung - cầu sử dụng điện để tránh việc ngành Điện đang “gồng” mình quá sức như hiện nay Một trong những giải pháp để tiết kiệm năng lương nói chung và năng lượng điện nói riêng mà nhiều nước trên thế giới và Việt Nam đang áp dụng đó là chương trình quản lý nhu cầu ( Demand Side Managent gọi tắt là DSM)

Tiềm năng của DSM với các thành phần phụ tải là rất đa dạng và phong phú, với phụ tải công nghiệp chủ yếu là các động cơ điện không đồng bộ là đối tượng tác động mạnh mẽ và có hiệu quả rất lớn trong chương trình quản lý nhu cầu Động cơ không đồng bộ có cấu tạo đơn giản, dải công suất rộng, dễ sử dụng, bảo dưỡng sữa chữa nên được dùng nhiều trong thực tế Tuy nhiên việc lựa chọn và sử dụng động cơ

không đồng bộ sao cho hiệu quả tránh lãng phi không phải là điều đơn giản Do đó việc sử dụng hiệu quả động cơ không đồng bộ sẽ góp phần tiết kiệm điện cho nhà máy,

xí nghiệp

Công ty cổ phần thủy sản JK FISHCO là một đơn vị chuyên sản xuất các mặt hàng thủy hải sản để xuất đi thị trường nước Mỹ Mặt hàng chủ yếu là cá ngừ đại dương Nhà máy được đưa vào sử dụng năm 2011 Phụ tải điện chủ yếu của nhà máy chủ yếu là động cơ không đồng bộ 3 pha dùng để bơm cấp hơi lạnh cho các hoạt động của nhà máy và hệ thống đèn chiếu sáng Các động cơ điện hiện tại ở công ty là động

cơ cũ, công suất lớn Tất cả không có hệ thống điều khiển điều chỉnh tốc độ Hệ thống chiếu sáng sử dụng đèn Neon hiệu suất thấp , tỏa nhiều nhiệt và bố trí không hợp lý Mỗi năm chi phí tiền điện khoảng 2 tỷ đồng/năm chiếm khoảng 10% so với tổng doanh thu (doanh thu năm 2016: xấp xỉ 20 tỷ đồng) Việc sử dụng điện có thể chưa thực sự hiệu quả tại một số khâu xử lý, lắp đặt động cơ chưa phù hợp với nhu cầu tải thực tế và hệ thống chiếu sáng của nhà máy chưa hiệu quả

Hiện tại, công ty chưa được kiểm toán cụ thể Các biện pháp công nghệ tiên tiến như biến tần Biến tần, đèn Led, hệ thống trữ lạnh chưa được áp dụng Do đó khả năng

áp dụng các giải pháp tiết kiệm năng lượng kể trên để giảm chi phí điện năng cho công

ty là rất khả quan Chính vì lẽ đó, tôi thực hiện đề tài: “Tính toán đề xuất các giải pháp tiết kiệm điện năng cho Công ty Cổ phần thủy sản JK FISHCO”

2 Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu

2.1 Đối tượng nghiên cứu:

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là các máy móc, thiết bị tiêu thụ điện trong dây chuyền sản xuất của Công ty cổ phần thủy sản JK FISHCO

2.2 Phạm vi nghiên cứu

Phạm vi nghiên cứu của đề tài tập trung vào nghiên cứu việc sử dụng năng lượng và tìm hiểu các giải pháp để áp dụng vào thực tế nhằm sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả,làm giảm chi phí sản xuất, chi phí sản phẩm

3 Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu tìm hiểu các phương pháp tiết kiệm năng lượng hiện nay

- Phân tích các cơ hội tiết kiệm điện năng trong dây chuyền sản xuất của Công

ty cổ phần thủy sản JK FISHCO

- Tính toán đề xuất các giải pháp tiết kiệm điện năng cho Công ty cổ phần thủy sản JK FISHCO

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiển

Nghiên cứu đề xuất các phương pháp tiết kiệm điện năng cho công ty chế biến hải sản JK FISHCO Qua đó có thể ứng dụng không chỉ cho nhà máy này mà còn nhân rộng cho các nhà máy chế biến thủy sản khác trên địa bàn Tỉnh Khánh Hòa, góp phần

vào công cuộc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả của doanh nghiệp nói riêng, tiết kiệm năng lượng cho đất nước nói chung

5 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu các tài liệu, sách, báo liên quan đến vấn đề tiết kiệm năng lượng

- Phương pháp thực nghiệm: Tính toán phân tích quá trình sử dụng năng lượng trong dây chuyền sản xuất để tìm cơ hội tiết kiệm năng lượng Sử dụng lý thuyết để tìm giải pháp áp dụng vào thực tế cho Công ty chế biến thủy sản JK FISHCO

Tên đề tài: TÍNH TOÁN ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG CHO CÔNG TY CỔ PHẦN THỦY SẢN JK FISHCO

6 Cấu trúc luận văn

Nội dung chính của luận văn được chia làm 4 chương

Chương 1: Tổng quan về chương trình sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả Chương 2: Các giải pháp tiết kiệm năng lượng ở Việt Nam

Chương 3: Nhà máy và các giải pháp tiết kiệm điện năng

Chương 4: Tính toán các giải pháp tiết kiệm điện năng

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CHƯƠNG TRÌNH SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG

TIẾT KIỆM, HIỆU QUẢ

1.1 Tổng quan về hệ thống quản lý năng lượng Việt Nam

Thực trạng sử dụng năng lượng hiện nay

1.1.1.

Theo đánh giá của các chuyên gia trong ngành Việt Nam hiện nay đang sử dụng nguồn điện với hiệu quả thấp, sản xuất chi phí cao Muốn có 1% tăng trưởng GDP hàng năm phải tăng điện năng lên khoảng 2%, trong khi các nước phát triển khác chỉ tăng chưa đầy 1,5% thậm chí còn ít hơn

Vì vậy, vấn đề cấp thiết đặt ra hiện nay là chúng ta phải sử dụng nguồn năng lượng một cách hiệu quả và tiết kiệm vì những lợi ích của chính chúng ta trong hiện tại

và trong tương lai.Các chương trình tiết kiệm năng lượng ở Việt Nam chưa được triển khai rộng rãi, kết quả mang lại chưa nhiều, các doanh nghiệp chỉ thực hiện tiết kiệm năng lượng khi cảm thấy nó mang lại hiệu quả kinh tế cho công ty chứ không phải vì cảm thấy nó là điều bức thiết và thực hiện tiết kiệm không phải vì lợi ích của toàn xã hội Một phần cũng do các quy định pháp luật chỉ bàn đến người sử dụng năng lượng thông thường mà chưa có các chế tài cũng như biện pháp khuyến khích các doanh nghiệp tham gia công cuộc tiết kiệm năng lượng chung của cả nước

Do đó, yêu cầu cấp thiết lúc này là ngoài việc nghiên cứu các chương trình và đưa ra các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho các lĩnh vực thì đòi hỏi Chính phủ phải nhanh chóng có hướng dẫn thi hành luật về sử dụng năng lượng tiết kiệm hiệu quả với các điều khoản qui định rõ ràng, các biện pháp chế tài nghiêm khắc cũng như các biện pháp hỗ trợ và khuyến khích để đẩy nhanh chương trình triển khai sử dụng năng lượng tiết kiệm hiệu quả

Tiềm năng năng lượng Việt Nam

Nguồn tài nguyên của nước ta đa dạng nhưng không phải dồi dào Do đó việc khai thác và sử dụng có hiệu quả, bảo vệ nguồn tài nguyên năng lượng, gìn giữ cho các thế hệ mai sau là một trong những phương hướng quan trọng của chính sách năng lượng trong thời gian tới

Ở Việt nam, nguồn năng lượng hóa thạch còn lại và được phân bố trên một số vùng tiêu biểu như sau:

- Than: Còn khoảng 3,5 tỷ tấn Antraxit tập trung 95% ở Quảng Ninh Trong đó:

17 triệu tấn than mỡ, 1 tỷ tấn than bùn, Ở độ sâu 150-2.300 mét than nâu có khoảng 37

tỷ tấn, Ở độ sâu ≤ 500 mét than nâu có khoảng 3÷5 tỷ tấn Than nâu nằm ở đồng bằng sông hồng nhưng khó khai thác do khu vực này hàng năm đất luôn được phù sa bồi đắp

- Dầu mỏ và khí: Có khoảng 4,5 tỷ tấn dầu khí đã quy đổi Trong đó tiềm năng đã xác minh chắc chắn chỉ có 1 tỷ tấn: 60% là khí, 40% là dầu

- Thủy điện: Nếu không xét phụ thuộc vào các yếu tố khác tiềm năng có khoảng

308 tỷ kWh

Các chương trình tiết kiệm năng lượng ở Việt Nam chưa được triển khai rộng rãi, kết quả mang lại chưa nhiều, các doanh nghiệp chỉ thực hiện tiết kiệm năng lượng khi cảm thấy nó mang lại hiệu quả kinh tế cho công ty chứ không phải vì cảm thấy nó là điều bức thiết và thực hiện tiết kiệm không phải vì lợi ích của toàn xã hội Một phần cũng do các quy định pháp luật chỉ bàn đến người sử dụng năng lượng thông thường

mà chưa có các chế tài cũng như biện pháp khuyến khích các doanh nghiệp tham gia công cuộc tiết kiệm năng lượng chung của cả nước

Do đó, yêu cầu cấp thiết lúc này là ngoài việc nghiên cứu các chương trình và đưa ra các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho các lĩnh vực thì đòi hỏi Chính phủ phải nhanh chóng có hướng dẫn thi hành luật về sử dụng năng lượng tiết kiệm hiệu quả với các điều khoản qui định rõ ràng, các biện pháp chế tài nghiêm khắc cũng như các biện pháp hỗ trợ và khuyến khích để đẩy nhanh chương trình triển khai sử dụng năng lượng tiết kiệm hiệu quả

Thực trạng quản lý năng lượng Việt Nam

1.1.3.

Để đánh giá thực trạng công tác quản lý năng lượng trong các doanh nghiệpViệt Nam, ở đây chúng ta sử dụng Ma trận Quản lý Năng lượng (Energy Management Matrix - EMM) – một công cụ được sử dụng phổ biến để đánh giá trình độ quản lý năng lượng của các doanh nghiệp, và giúp cho nhà quản lý năng lượng hiểu được tình trạng hiện thời của đơn vị mình

Theo mô hình EMM, trình độ quản lý năng lượng của một doanh nghiệp được đánh giá theo 6 nội dung (hay còn gọi là 6 chỉ số thành công) được chấm điểm từ thấp nhất là 0 điểm đến cao nhất là 4 điểm, như sau:

Chính sách năng lượng: Việc quản lý năng lượng một cách hiệu quả chỉ có thể được thực hiện khi công ty có một chính sách năng lượng hợp lý và rõ ràng;

Công tác tổ chức: cần phải có phân công rõ ràng các nhiệm vụ quản lý năng lượng và tích hợp - lồng ghép công tác này với các chức năng quản lý khác tại công ty; Mục đích - động cơ tạo động lực: được thể hiện thông qua các kênh thông tin được sử dụng để thông báo với cán bộ - nhân viên của toàn công ty về vấn đề năng lượng;

Hệ thống thông tin: được thể hiện thông qua việc giám sát và lưu trữ các báo cáo

- hiển thị đặc tính năng lượng tại công ty;

Truyền thông/nhận thức: được thể hiện thông qua việc quảng bá, nhân rộng ý thức về quản lý năng lượng và các bài học thành công về quản lý năng lượng hiệu quả trong nội bộ công ty và giữa công ty với bên ngoài;

Đầu tư: được thể hiện thông qua chính sách và khả năng huy động nguồn vốn đầu tư cho các dự án tiết kiệm hiệu quả năng lượng (TKHQNL) tại công ty

Ngày nay hầu hết các doanh nghiệp đều đã có sự quan tâm đến vấn đề quản lý năng lượng Ngoài ra trong các doanh nghiệp cũng đã xây dựng được các chính sách trong việc quản lý sử dụng năng lượng Tuy nhiên cơ cấu tổ chức về quản lý năng lượng, cũng như mức độ đầu tư cho các dự án năng lượng hiện nay tại doanh nghiệp còn nhiều hạn chế Nguyên nhân chủ yếu của thực trạng này có lẽ là do Việt Nam chưa

có được mô hình quản lý năng lượng trong doanh nghiệp, chưa xây dựng được hệ thống quản lý năng lượng nên việc xây dựng bộ phận quản lý năng lượng trong doanh nghiệp còn gặp nhiều khó khăn, các đơn vị tư vấn hỗ trợ tiết kiệm năng lượng hạn chế nên chưa giúp các doanh nghiệp tìm ra được các cơ hội để đầu tư tiết kiệm năng lượng

1.2 Vai trò của quản lý nhu cầu DSM

Khái niệm về DSM

1.2.1.

Chương trình quản lý nhu cầu gọi tắt là DSM

DSM là một hợp tác giải pháp kỹ thuật – Công nghệ- Kinh tế- Xã hội- nhằm sử dụng điện năng một cách hiệu quả và tiết kiệm DSM nằm trong chương trình tổng thể quản lý nguồn cung cấp (SSM- Supply Side Management) [11]

Trong những năm trước đây, để thõa mãn nhu cầu sử dụng ngày càng tăng của phụ tải người ta quan tâm đến đầu tư khai thác và xây dựng các nhà máy điện mới Giờ

đây, do sự phát triển quá nhanh của nhu cầu dùng điện, lượng vốn đầu tư cho ngành điện trở thành gánh nặng cho các quốc gia Lượng than, dầu, khí đốt dùng trong các nhà máy nhiệt điện ngày một lớn kèm theo sự ô nhiễm môi trường ngày càng nghiêm trọng và những nhà máy năng lượng tái tạo như năng lượng gió, mặt trời chưa phát triển mạnh dẫn đến DSM được xem như một nguồn cung cấp điện rẻ và sạch nhất, bởi

vì DSM giúp chúng ta giảm nhẹ vốn đầu tư xây dựng các nhà máy điện mới, tiết kiệm tài nguyên, giảm bớt sự ô nhiễm môi trường Không chỉ vậy , nhờ DSM người tiêu dùng có thể được cung cấp điện năng với giá rẻ và chất lượng cao hơn Thực tế, kết quả thực hiện DSM tại các nước trên thế giới đã đưa ra kết luận là DSM có thể giảm trên 10% nhu cầu dùng điện với mức chi phí vào khoảng (0,3 ÷ 0,5) chi phí cần thiết

để xây dựng nguồn và lưới để đáp ứng lượng điện năng tương ứng Nhờ đó, DSM mang lại lợi ích về mặt kinh tế cũng như môi trường cho quốc gia, ngành điện và cho khách hàng

DSM được xây dựng dựa vào hai chiến lược chủ yếu là: nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng của các hộ dùng điện để giảm điện năng tiêu thụ và điều khiển nhu cầu dùng điện cho phù hợp với khả năng cung cấp một cách kinh tế nhất

Nâng cao hiệu suất sử dụng của hộ tiêu thụ

1.2.2.

Thực chất của chiến lược này là đáp ứng một cách đầy đủ các nhu cầu của hộ tiêu thụ trên cơ sở hợp lý nhất Các nội dung chủ yếu của chiến lược này là sử dụng các thiết bị điện có hiệu suất cao và giảm thiểu sự lãng phí điện năng một cách vô ích Chiến lược này làm giảm điện năng tiêu thụ, nhờ đó có thể làm giảm vốn đầu tư phát triển nguồn và lưới điện đồng thời khách hàng sẽ phải trả ít tiền hơn

Ngành điện có điều kiện nâng cấp thiết bị, chủ động trong việc đáp ứng nhu cầu của phụ tải điện, giảm thiểu tổn thất và nâng cao chất lượng điện năng

1.2.2.1 Sử dụng thiết bị điện có hiệu suất cao

Nội dung chủ yếu của giải pháp này là bỏ vốn thay thế các thiết bị, dây chuyền công nghệ có hiệu năng thấp bằng thiết bị mới có hiệu năng cao hơn Khi đó giá thành thiết bị tuy tăng song do hiệu năng cao nên thời gian hoàn vốn nhờ tiết kiệm điện năng khá ngắn, do đó sẽ khả thi Ngày nay, nhờ sự tiến bộ của khoa học và công nghệ, người ta chế tạo được nhũng thiết bị dùng điện có hiệu suất cao, tuổi thọ cao mà giá thành tăng không đáng kể để thực hiện giải pháp sử dụng các thiết bị có hiệu suất cao cần chú ý một số điểm sau:

Luôn cập nhật thông tin về công nghệ chế tạo thiết bị điện

Thành lập hệ thống kiểm định đánh giá chất lượng và hiệu suất của các thiết bị được sản xuất và nhập khẩu

Thực hiện chế độ dán nhãn cho các thiết bị điện có chất lượng và hiệu quả sử dụng năng lượng cao

Thông tin, tuyên truyền, đào tạo để giúp những người sử dụng điện biết cách lựa chọn và sử dụng các thiết bị có hiệu suất cao

Trợ giúp khách hành chấp nhận việc sử dụng và thay thế các thiết bị đã cũ bằng các thiết bị điện mới có hiệu năng cao hơn về kỹ thuật và vốn

Đưa ra các chỉ tiêu nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng của từng loại thiết bị dùng điện cần phấn đấu đạt trong các kế hoạch thực hiện DSM cho các nhà sản xuất

1.2.2.2 Giảm thiếu sự tiêu tốn năng lượng vô ích

Hiện nay do ý thức tiết kiệm năng lượng chưa thật sự đi sâu vào ý thức từng thành viên trong cộng đồng, mặt khác do hệ thống thông tin, tuyên truyền, giáo dục, đào tạo còn thiếu hoặc việc làm chưa thật sự hiệu quả nên không phải ai cũng đều hiểu những kiến thức cần thiết về các biện pháp tiết kiệm năng lượng thông thường

Do vậy việc sử dụng năng lượng nói chung và điện năng nói riêng kể cả ở các nước phát triển cũng còn lãng phí và không hiệu quả Mặc dù lượng điện năng tiết kiệm của từng thành viên là không lớn, tuy nhiên lượng điện năng tiết kiệm được của

cả một cộng đồng là không nhỏ, hơn nữa vốn đầu tư để thực hiện giải pháp này là không nhiều nên hiệu quả kinh tế của giải pháp này thường rất cao không chỉ với ngành điện, với quốc gia mà ảnh hưởng trực tiếp đến từng cá thể, từng gia đình, từng doanh nghiệp thể hiện qua số tiền chi trả tiền điện hàng tháng Các biện pháp cụ thể tiết kiệm điện năng thuộc giải pháp này chia làm 3 khu vực (hình 1-1)

Hinh 1.1 Khu vực tiết kiệm điện năng

a) Khu vực nhà ở

Trong các khu vực nhà ở, điện năng sử dụng chủ yếu cho các thiết bị chiếu sáng

và các thiết bị phụ trợ phục vụ sinh hoạt Hạn chế thời gian làm việc vô ích của các thiết bị rất có ý nghĩa đến tổng điện năng tiết kiệm được, vì vậy ta sử dụng các thiết bị phụ trợ như: Tự động cắt điện khi ra khỏi nhà (phòng), tự động điều chỉnh độ sáng của đèn, tự động ngắt các bình đun nước ra khỏi lưới điện khi đủ nhiệt hoặc không sử dụng

TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG

Khu vực nhà ở Khu vực nơi công cộng Khu vực sản xuất

trong thời gian dài, sử dụng các bình đun nước có lớp cách nhiệt tốt để trành tình trạng thất thoát nhiệt ra môi trường Tận dụng ánh sáng tự nhiên nhằm giảm thời gian làm việc của các đèn chiếu sáng Hạn chế số lần đóng mở cửa tủ lạnh, cửa phòng có điều hòa không khí, tủ đá, số lần làm việc của máy giặt bếp điên, máy lạnh luôn chọn ở chế

độ tiết kiệm điện…

b) Khu vực nơi công cộng

Trong các khu vực công cộng cần quan tâm đến khâu thiết kế công trình để hạn chế tiêu tốn năng lượng cho hệ thống chiếu sáng, làm mát có thể cho những kết quả đáng kể Những quy định chung cụ thể, rõ ràng về việc sử dụng các thiết bị điện, hỗ trợ cho công tác an toàn và tiết kiệm điện, việc trang bị thêm các thiết bị đóng cắt tự động, các cảm biến ánh sáng, cảm biến nhiệt độ để tự động khống chế là cần thiết Ngoài ra cần lưu tâm đến việc tận dụng những nguồn nhiệt thừa vào mục đích gia nhiệt

c) Khu vực sản xuất

Các biện pháp làm giảm sự lãng phí năng lượng trong khu vực này khá đa dạng

và thường cho hiệu suất cao, cần chú ý các điểm sau:

- Thiết kế và xây dựng nhà xưởng hợp lý

- Tối ưu hóa các quy trình sản xuất

- Bù hệ số công suất cosφ

- Dùng biến tần để điều chỉnh tốc độ động cơ theo yêu cầu của tải

- Thiết kế vận hành kinh tế cho các trạm biến áp

- Giảm mức non tải của động cơ

- Nâng cao chất lượng điện

- Duy trì thiết kế ban đầu với động cơ quấn lại

- Hệ thống chiếu sáng: sử dụng cảm biến ánh sáng để đóng ngắt hệ thống chiếu sáng Dùng chao đèn có hiệu suất cao, cải thiện thông số phòng, tận dụng ánh sáng tự nhiên, thường xuyên bảo dưỡng hệ thống chiếu sáng

- Với các động cơ điện: Áp dụng các giải pháp sử dụng hiệu quả đối với động

cơ

Điều khiển nhu cầu điện năng phù hợp

1.2.3.

1.2.3.1 Điều khiển trực tiếp dòng điện

Mục tiêu chính là thay đổi đồ thị phụ tải, điều hòa nhu cầu tối đa và tối thiểu hằng ngày của các khu vực tiêu thụ điện năng để sử dụng có hiệu quả nhất các nguồn năng lượng điện để giảm bớt sự thiếu hụt điện năng vào các mùa khô và nhu cầu xây dựng thêm các nhà máy điện, cụ thể như sau:

a) Cắt giảm đỉnh: là giảm phụ tải của hệ thống trong thời gian cao điểm, điều này làm chậm lại nhu cầu tăng công suất phát của các nhà máy Hiệu quả là giảm điện

năng tiêu thụ vào thời gian phụ tải đỉnh Biện pháp thực hiện thông thường nhất là Công ty điện lực trực tiếp phối hợp với khách hàng để điều khiển giảm các thiết bị của khách hàng vào thời gian cao điểm

b) Lấp thấp điểm: là tăng thêm các phụ tải vào thời gian thấp điểm, biện pháp này tốt khi chi trả dần dài hạn nhỏ hơn giá trị điện trung bình Biện pháp này thường

áp dụng khi công suất thừa được vận hành bằng nhiên liệu giá thấp Hiệu quả là tăng tiêu thụ điện năng tổng mà không tăng công suất đỉnh Để thực hiện cần tạo ra các phụ tải mới mà trước đây chúng vận hành bằng nhiên liệu không phải là điện như nạp điện ban đêm cho ô tô điện, tích năng lượng nhiệt, nạp điện các bình acquy…

c) Chuyển dịch phụ tải: Chuyển phụ tải từ thời gian cao điểm sang thời gian thấp điểm Hiệu quả là giảm công suất đỉnh nhưng không làm thay đổi tổng điện năng tiêu thụ Biện pháp thực hiện là chuyển các thiết bị tích năng lượng sang sử dụng vào thời gian khác với thời gian cao điểm, chuyển các thiết bị từ cao điểm sang vận hành ở thời điểm thấp điểm và bình thường

d) Biện pháp bảo tồn: Giảm tiêu thụ điện nhờ việc nâng cao hiệu năng của thiết

bị dùng điện và thay đổi dần một số thiết bị điện sử dụng có hiệu suất cao và điện năng tiêu thụ thấp Hiệu quả là giảm công suất đỉnh và giảm tổng điện năng tiêu thụ

e) Nâng cao chất lượng điện: Hiệu suất của động cơ thường bị ảnh hưởng nhiều

bởi chất lượng của điện đầu vào Chất lượng điện đầu vào do điện áp thực tế và tần số

so với giá trị định mức quyết định Sự dao động về điện áp và tần số quá mức so với giá trị cho phép có tác động đáng kể đến hiệu suất của động cơ

f) Tăng trưởng dòng điện: là biện pháp tăng thêm khách hàng mới Hiệu quả là tăng cả công suất đỉnh và điện năng tiêu thụ

g) Biểu đồ phụ tải linh hoạt: làm thay đổi độ tin cậy và chất lượng phục vụ, thay

vì tác động vào biểu đồ phụ tải một cách lâu dài thì công ty điện có phương án phối hợp với khách hàng để cắt một số phụ tải khi cần Hiệu quả là giảm công suất đỉnh và thay đổi một ít tổng điện năng tiêu thụ

Mục tiêu đầu tiên trong mỗi biện pháp nêu trên là tác động vào thời gian hoặc mức nhu cầu của khách hàng để có được biểu đồ phụ tải như mong muốn và giảm thời gian sử dụng của khách hàng vào thời điểm phụ tải đỉnh

1.2.3.2 Thay đổi giá bán điện

Chính sách giá điện được xem là biện pháp tài chính hiệu quả thay cho biện pháp mệnh lệnh hành chính để điều chỉnh phương thức sử dụng điện của hộ tiêu thụ Nhờ vậy, điện năng được sử dụng một cách có hiệu quả, tránh lãng phí đem lại lợi ích kinh tế cho cả nhà sản xuất điện và hộ tiêu thụ điện Nói chung biểu giá điện phải được xét ở góc độ hiệu quả tổng thể của chương trình DSM Một số loại biểu giá được áp dụng phổ biến hiện nay trên thế giới:

- Giá điện theo thời điểm TOU ( time of use): đây là loại biểu giá được sử dụng khá phổ biến ở nhiều quốc gia trên thế giới để điều hòa đồ thị phụ tải với khả năng cung cấp điện Giá điện TOU đặc biệt mang lại hiệu quả cao khi chi phí điện năng chiếm tỉ trọng lớn trong giá thành sản xuất sản phẩm (đối với hộ tiêu thụ sử dụng điện cho mục đích sản xuất), thu nhập bình quân đầu người (đối với hộ tiêu thụ điện cho mục đích sinh hoạt) Ở Việt Nam thông qua việc thực hiện bán điện theo 3 giá, giúp hộ dùng điện giảm chi phí tiền điện đến mức thấp nhất và nâng cao hiệu quả vận hành của

hệ thống điện Thực hiện chương trình giá điện theo thời gian, EVN đã đẩy mạnh việc lắp đặt công tơ 3 giá cho các hộ tiêu thụ điện từ hộ cá thể đến hộ sản xuất

- Giá cho phép cắt trực tiếp: đây là biểu giá hiệp thương để khuyến khích hộ tiêu thụ cho phép ngành điện được cắt điện trong trường hợp khẩn cấp

Giá theo công suất, điện năng sử dụng, giá theo cấp điện áp sử dụng

- Giá cho mục tiêu đặt biệt: đây là biểu giá được áp dụng để khuyến khích hộ tiêu thụ thực hiện một mục tiêu nào đó của ngành điện, chẳng hạn như tham gia tích cực chương trình thay thế đèn chiếu sáng tiết kiệm điện, lắp đặt các thiết bị hiệu suất cao giảm tiêu thụ năng lượng

1.2.3.3 Sử dụng nguồn năng lượng tái tạo, năng lượng mới

Nguồn năng lượng tái tạo, năng lượng mới là giải pháp ứng dụng cho các công nghệ sử dụng năng lượng mới để bổ sung thay thế các dạng năng lượng hóa thạch Giải pháp này sẽ giúp gia tăng công suất và sản lượng điện, giảm ô nhiễm môi trường, góp phần thúc đẩy kinh tế xã hội phát triển Một số nguồn năng lượng tái tạo, năng lượng mới như:

a Năng lượng gió

Hình 1.2 Năng lượng gió

b Năng lượng mặt trời

Hình 1.3 Năng lượng mặt trời

1.3 Kết luận

Trong chương 1 đã trình bày những khái niêm cơ bản về DSM và hai chiến lược chủ yếu của DSM, đó là điều khiển nhu cầu dùng điện phù hợp với khả năng cung cấp điện một cách kinh tế nhất và nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng để giảm điện năng tiêu thụ

DSM là một chương trình mang lại hiệu quả tiết kiệm năng lượng rất cao đã được thực hiện ở nhiều quốc gia trên thế giới Ở nước ta chương trình DSM thực hiện tuy có phần chậm hơn so với các nước khác nhưng tiềm năng thực hiện DSM rất lớn DSM thực sự là một công cụ rất hữu ích không chỉ cho các hộ dùng điện mà cònđem lại hiệu quả cho Tập đoàn điện lực Việt Nam, chủ động quản lý và điều khiển nhu cầu điện năng phù hợp với cung cấp một cách hợp lý nhất Trong chương 1 đã trình bày những khái niêm cơ bản về DSM và hai chiến lược chủ yếu của DSM, đó là và nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng để giảm điện năng tiêu thụ và điều khiển nhu cầu dùng điện phù hợp với khả năng cung cấp điện một cách kinh tế nhất

CHƯƠNG 2 CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG Ở VIỆT NAM

2.1 Mở đầu

Trên thế giới hiện có rất nhiều giải pháp tiết kiệm điện trong các lĩnh vực sản xuất điện, sử dụng điện (hệ thống chiếu sáng, các xí nghiệp công nghiệp, trong các toà nhà ), từ việc chế tạo các thiết bị tiêu thụ điện có chức năng tiết kiệm điện trong các lĩnh vực công nghiệp, đồ gia dụng ngày càng đa dạng và hiện đại cho đến các thiết bị quản lý năng lượng nhằm tiết kiệm năng lượng đến mức tối đa Các sản phẩm rất đa dạng và phong phú, của rất nhiều Công ty nổi tiếng của các Châu lục, ở đủ các lĩnh vực kể cả từ khâu nhỏ như pin máy tính, máy ảnh, đèn chiếu sáng, chấn lưu điện tử, điều hoà không khí, computer cho tới các hệ thống điều khiển động cơ tải quạt gió, bơm , từ nâng cao, cải thiện chất lượng nguồn cho tới nâng cao chất lượng thiết bị tiêu thụ điện, quản lý tiêu thụ năng lượng trong các nhà máy, xí nghiệp Để thực hiện

đề tài nghiên cứu này, chúng tôi đã tham khảo các tài liệu, các biện pháp, giải pháp ở trong và ngoài nước và từ các giải pháp cơ bản khá hữu hiệu đã được áp dụng, chúng tôi đúc rút ra các giải pháp chung, từ đó sẽ tiến hành ứng dụng thực tế cho phù hợp với từng cơ quan hay nhà máy cụ thể Vì bất cứ một cơ quan hành chính, một công ty, hộ dùng điện dân dụng hay nhà máy sản xuất đều có những thiết bị tiêu thụ điện năng điển hình như: hệ thống đèn chiếu sáng, điều hoà nhiệt độ, máy tính, các động cơ bơm, quạt Để việc tiết kiệm điện có hiệu quả thì chúng ta phải bắt đầu tiết kiệm từ tất cả các khâu này, từ nhỏ đến lớn, từ ít đến nhiều Mỗi khâu chỉ cần tiết kiệm được 1-2% thì tổng thể lại lượng tiết kiệm được sẽ là không nhỏ

Trong chương 1 đã phân tích các giải pháp tiết kiệm điện năng hiệu quả, trong chương này sẽ đi sâu phân tích hai giải pháp chính đó là: giả pháp tiết kiệm điện năng cho hệ thống chiếu sáng và giả pháp tiết kiệm điện năng cho động cơ không đồng bộ bằng phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ bằng biến tần (BT)

2.2 Hệ thống động cơ

Phụ tải tiêu thụ điện trong các nhà máy thì phần lớn là các động cơ điện Để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của dây chuyền sản xuất ta cần quan tâm đến các thông số cơ bản của động cơ như hiệu suất, hệ số công suất cosφ, tốc độ động cơ và tốc độ của dây chuyền sản xuất yêu cầu khi có sự thay đổi về tải, từ đó ta đưa ra các giải pháp tiết kiệm năng lượng hiệu quả hợp lý

Giải pháp điều chỉnh hệ số công suất

2.2.1.

2.2.1.1 Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất

Các hộ dùng điện đều tiêu thụ công suất tác dụng (CSTD) P và công suất phản kháng (CSPK) Q, những thiết bị tiêu thụ nhiều CSPK là:

- Động cơ không đồng bộ (KĐB) tiêu thụ khoảng (60÷ 65)% tổng CSPK của mạng

- Máy biến áp tiêu thụ khoảng (20÷25)%

- Đường dây trên không, điện kháng và các thiết bị điện khác tiêu thụ khoảng 10%

Công suất tác dụng P là công suất được biến thành cơ năng hoặc nhiệt năng trong các máy dùng điện, đó là công suất hữu ích.Còn CSPK Q là công suất từ hóa trong các máy điện xoay chiều, nó không sinh ra công Quá trình trao đổi công suất phản kháng giữa máy phát điện và hộ dùng điện là một quá trình dao động trong mỗi chu kỳ của dòng điện thì CSPK đổi chiều 4 lần, giá trị trung bình của Q trong nữa chu kỳ của dòng điện là bằng không Cho nên việc tạo ra công suất phản kháng không làm tiêu tốn năng lượng của động cơ sơ cấp kéo máy phát điện Mặt khác, công suất phản kháng cấp cho hộ tiêu thụ điện không nhất thiết là phải lấy từ nguồn phát điện ( máy phát điện), để tránh truyền tải một lượng lớn công suất phản kháng trên đường dây dẫn điện, người ta đặt gần các hộ tiêu thụ điện các máy phát công suất phản kháng, đó là các tụ điện hoặc các máy bù đồng bộ Các thiết bị này cung cấp trực tiếp công suất phản kháng cho phụ tải Cách làm như vậy gọi là bù công suất phản kháng Khi bù công suất phản kháng thì góc lệch pha giữa dòng điện và điện áp trong mạch sẽ nhỏ đi,

hệ số cosφ của mạch được nâng cao

Quan hệ giữa P,Q và góc φ: φ = arctgQ

P

Khi P không đổi, nhờ có bù công suất phản kháng, lượng Q truyền tải trên đường dây giảm xuống do đó góc φ giảm làm cho cos φ tăng lên Hệ số cos φ được nâng lên sẽ đưa đến những hiệu quả sau:

- Giảm được công suất tổn thất trong mạng điện

- Công suất tổn thất trên đường dây được tính như sau

- Giảm được tổn thất điện áp trong mạng điện

Tổn thất được tính như sau:

Khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp phụ thuộc vào điều kiện phát nóng, tức là phụ thuộc vào dòng điện cho phép của nó dòng điện chạy trên đường dây và trong máy biến áp được tính như sau:

Từ biểu thức (2.3) cho thấy với cùng một tình trạng phát nóng của đường dây

và máy biến áp ( tức I= const) chúng ta có thể tăng khả năng truyền tải công suất tác dụng P bằng cách giảm công suất phản kháng Q mà chúng phải tải đi

Ngoài việc nâng cao hệ số cosφ còn đưa đến hiệu quả là giảm chi phí kim loại màu, góp phần ổn định điện áp, tăng khả năng phát điện của máy phát điện vv…

Như vậy nâng cao hệ số cosφ, bù công suất phản kháng là vấn đề quan trọng phải được đặc biệt quan tâm khi thiết kế và vận hành một hệ thống cung cấp điện

2.2.1.2 Biện pháp nâng cao hệ số công suất

Có 2 nhóm chính

a Nâng cao hệ số Cos φ tự nhiên

- Nâng cao hệ số cosφ tự nhiên là các biện pháp để các hộ dùng điện giảm bớt lượng công suất phản kháng Q tiêu thụ như:

- Áp dụng các quy trình công nghệ tiên tiến: thay đổi và cải tiến quy trình công nghệ để các thiết bị điện làm việc ở chế độ hợp lý nhất

- Sử dụng hợp lý các thiết bị điện: thay thế động cơ không đồng bộ làm việc non tải bằng các động cơ có công suất nhỏ hơn, phù hợp với tải

Khi làm việc động cơ không đồng bộ tiêu thụ lượng công suất phản

+ Q0 là công suất phản kháng lúc động cơ làm không tải

+ Qđm là công suất phản kháng lúc động cơ làm việc định mức

Từ công thức trên ta thấy nếu động cơ làm việc non tải (kpt bé) thì cosφ sẽ thấp thay thế động cơ làm việc non tải bằng động cơ nhỏ hơn ta tăng hệ số phụ tải kpt do đó nâng cao cosφ của động cơ Việc thay thế động cơ phải dựa trên điều kiện về kinh tế

kỹ thuật, việc thay thế phải làm giảm được tổn thất công suất tác dụng trong mạng và động cơ, vì có như vậy việc thay thế mới có lợi, các tính toán cho thấy:

- Nếu kpt < 0,45 thì việc thay thế bao giờ cũng có lợi

- Nếu 0,45< kpt < 0,7 thì phải so sánh kinh tế kỹ thuật mới xác định tính hiệu quả của việc thay thế

Ngoài ra việc thay thế phải đảm bảo nhiệt độ làm việc của động cơ phải nhỏ hơn nhiệt độ cho phép, đảm bảo điều kiện mở máy và vùng làm việc ổn định của động cơ

• Giảm điện áp của những động cơ làm việc non tải

Công suất phản kháng mà động cơ không đồng bộ tiêu thụ được tính như sau:

Trong thực tế người ta dùng phương pháp sau để giảm điện áp đặt lên các động

cơ không đồng bộ làm việc non tải:

- Đổi nối dây quấn stator từ tam giác sang sao

Khi đổi nối dây quấn stator từ tam giác sang sao thì điện áp đặt lên 1 pha sẽ giảm đi 3lần, do đó cosφ và hiệu suất được nâng cao, nhưng momen cực đại giảm

đi 3 lần

(MMax≡ U2

) vì vậy phải kiểm tra lại khả năng mở máy và làm việc ổn định của đông cơ, biện pháp này dùng cho động cơ có điện áp nhỏ hơn 1000V và hệ số phụ tải nằm trong khoảng 0.35÷0.4

- Thay đổi cách phân nhóm dây quấn stator

Biện pháp thay đổi các phân nhóm của dây quấn stator thường được áp dụng đối với động cơ có công suất lớn có nhiều mạch nhánh song song trong cùng 1 pha, biện pháp này chỉ phù hợp với động cơ được chế tạo với nhiều dây đầu ra

Thay đổi đầu phân áp máy biến áp để giảm điện áp của mạng điện phân phối trong nhà máy Biện pháp này chỉ cho phép áp dụng khi tất cả các động cơ trong nhà

máy đều làm việc non tải và không có bất kỳ thiết bị nào yêu cầu cao về mức điện áp, trong thực tế thì biện pháp này khó thực hiện được

Dùng động cơ đồng bộ thay cho động cơ không đồng bộ

Hệ số công suất cao, khi cần có thể vận hành ở chế độ kích thích để trở thành máy bù cung cấp công suất phản kháng cho mạng điện

Thay thế các máy biến áp làm việc non tải bằng những máy biến áp có dung

lượng nhỏ hơn

b) Nâng cao hệ số cosφ bằng phương pháp bù

Bằng cách đặt các thiết bị bù gần các hộ dung điện để cung cấp công suất phản kháng, giảm được lượng công suất phản kháng phải truyền tải trên đường dây do đó nâng cao được hệ số cosφ của mạng điện Biện pháp bù không làm giảm lượng công suất phản kháng của hộ tiêu thụ mà giảm được lượng công suất phản kháng truyền tải trên đường dây Sau khi thực hiện các biện pháp nâng cao hệ số cosφ tự nhiên mà chưa thấy đạt yêu cầu thì ta mới xét tới phương pháp bù

Bù công suất phản kháng Q ngoài tác dụng nâng cao hệ số công suất cosφ để tiết kiệm điện mà còn tác dụng quan trọng là điều chỉnh và ổn định điện áp của mạng điện cung cấp

Giảm non tải và quá tải động cơ

2.2.2.

Động cơ làm việc non tải sẽ làm tăng tổn thất, giảm hiệu suất và hệ số công suất của động cơ Non tải có thể là nguyên nhân phổ biến nhất khiến động cơ hoạt động không hiệu quả

Thực tế, động cơ của máy công cụ rất ít khi hoạt động với công suất định mức,

mà thường là non tải Các động cơ 1HP-5HP chạy dưới 45% tải thì hiệu suất bắt đầu giảm, sẽ làm tăng tổn thất, giảm hiệu suất và cosφ (hình 2.1) Nếu động cơ thường xuyên làm việc với tải dưới 45% định mức thì nên thay bằng loại có công suất nhỏ hơn Trường hợp động cơ luôn làm việc dưới 40% công suất định mức mà không muốn thay thế, thì có thể giảm điện áp cung cấp cho động cơ bằng cách đổi tổ đấu dây stato từ Δ sang Y, sẽ giảm được công suất phản kháng 3 lần (Q~U2), nhưng lúc này phải kiểm tra lại điều kiện mở máy vì mômen cũng sẽ giảm 3 lần (M~U2)

Trong một số trường hợp tải của thiết bị như băng tải, gầu tải, máy nghiền, máy nén khí thay đổi liên tục, lúc non tải lúc đầy tải, thì có thể sử dụng thiết bị điều chỉnh công suất (Biến tần) mà không cần phải thay thế động cơ Nguyên lý làm việc của Biến tần là cấp vừa đủ điện năng cần thiết thông qua thay đổi điện áp cấp cho động cơ Biến tần ứng dụng giải pháp khởi động mềm, các thyristor được bật ở điểm mà điện áp nguồn gần với zêro trong từng bán chu kỳ, nhờ đó sẽ giảm dòng điện cấp cho động cơ, nên giảm các tổn hao đồng và sắt bên trong động cơ Ngược lại, khi động cơ làm việc

trên 100% tải định mức, sẽ bị quá tải, gây phát nóng và giảm hiệu suất Trong trường hợp làm việc với tải thay đổi, thì nên sử dụng động cơ có hệ số an toàn là 1,15 và có công suất thấp hơn tải cực đại khoảng 15%, để cho phép động cơ làm việc quá tải trong thời gian ngắn hạn Không có nguyên tắc cứng nhắc nào trong việc lựa chọn công suất động cơ, nên người sử dụng cần đánh giá tiềm năng tiết kiệm cho từng trường hợp

Có thể tham khảo các kinh nghiệm sau:

(1) Cần thay mới động cơ công suất lớn bị non tải hay quá tải bằng loại có hiệu suất cao và đúng tải khi có cơ hội;

(2) Không nên sửa chữa, mà cần thay mới động cơ công suất nhỏ bị non tải hay quá tải bằng loại có hiệu suất cao và đúng tải khi nó bị hư hỏng;

(3) Động cơ tiêu chuẩn làm việc đúng tải khi bị hư hỏng thì nên thay bằng loại động cơ có hiệu suất cao

Hình 2.1 Biểu đồ quan hệ giữa hiệu suất và mức tải của động cơ

Hiệu suất của động cơ suy giảm nhanh khi động cơ chạy non tải hoặc không tải [8]

Đối với động cơ điện, công suất ra P2 (Pra) chính là công suất cơ hay công suất ở trục rôto, còn công suất P1(Pvao) là công suất mà lưới điện cung cấp cho động cơ Hiệu suất động cơ là ηdongco

100%

ra vao

P x

Trong đó:

-Pra= Công suất động cơ

-Pvào= 3.I.U.cosφ.1000: Giá trị dòng điện vào động cơ

Các hiệu suất và tổn thất thông thường của động cơ như sau:

- Hiệu suất động cơ: 90%

Qua nhiều lần đo đạc, ta có %tai thực tế hoạt động so với tải thiết kế

Dùng động cơ có hiệu suất cao HEMs (High Efficiency Motors)

2.2.3.

Hình 2.2 Động cơ hiệu suất cao HEMs

Đặc tính động cơ hiệu suất cao HEMs

- Hiệu suất cao: Công suất tiêu thụ thấp, do vì động cơ hiệu suất cao được so sánh với các động cơ thông thường khác.[8]

- Kinh tế: Giá mua thông thường sẽ đắt hơn loại động cơ thông dụng song sự chênh lệch giá sẽ được thu hồi thông qua một thời gian ngắn do vì giá chi phí trong

tiền điện thấp hơn nhiều

- Tiếng ồn giảm thiểu: Quạt làm mát có thể chế tạo bé hơn loại động cơ thông dụng vì rằng sự phát nhiệt ít hơn Do vậy tổn thất thấp hơn nên sự phát ra tiếng ồn cũng nhỏ hơn

- Tuổi thọ động cơ HEMs cao hơn: Dầu mỡ bôi trơn có tác dụng lâu hơn vì sự tăng nhiệt ở các ổ trục ít hơn, dẫn đến kết quả là chu kỳ duy tu bảo dưỡng ít hơn Kết quả tổng hợp đưa đến tuổi thọ của HEMs cao hơn

- Kích thước đặt cùng cỡ với động cơ thông dụng, song khả năng công suất của động cơ HEMs có thể cao hơn Do việc thay thế động cơ có yêu cầu công suất lớn hơn song kích thước bị hạn chế có thể dễ dàng thực hiện khi thay động cơ thông dụng bằng động cơ HEMs

Những ưu điểm của động cơ hiệu suất cao HEMs so với động cơ thường:

- Lõi từ nhiều hơn vì vậy giảm được tổn thất sắt từ

- Thép chế tạo động cơ có chất lượng tốt do đó giảm được tổn hao sắt từ

- Mô men mở máy khỏe, tiếng ồn và độ rung thấp, kiểu dáng và hình thức gọn, đẹp

- Dãy công suất và kích thước lắp đặt phù hợp với tiêu chuẩn IEC

- Cấp bảo vệ của động cơ đến IP56 Chế độ làm việc liên tục

- Lõi thép stato và roto bằng thép lá kỹ thuật điện chất lượng cao Dây quấn stato là dây đồng được phủ lớp cách điện bằng êmay chất lượng

- Thanh dẫn và vành chập của động cơ được đúc nhôm áp lực, nhôm có độ tinh khiết cao

- Dãy công suất lớn từ: 0,18 ~ 315KW do đó có nhiều lựa chọn trong việc sử dụng công suất động cơ phù hợp với yêu cầu công nghệ

phụ thuộc vào tải và có giá trị ít nhất 0.96 Điện áp một chiều này được biến đổi (nghịch lưu) thành điện áp xoay chiều 1 pha hay 3 pha đối xứng Công đoạn này được thực hiện thông qua hệ IGBT (transistor lưỡng cực có cổng cách ly) bằng phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM) Nhờ tiến bộ của công nghệ vi xử lý và công nghệ bán dẫn lực hiện nay, tần số chuyển mạch xung có thể lên tới dải tần số siêu âm nhằm giảm tiếng ồn cho động cơ và giảm tổn thất trên lõi sắt động cơ [8]

Hệ thống điện áp xoay chiều 3 pha ở đầu ra có thể thay đổi giá trị biên độ và tần

số tuỳ theo bộ điều khiển Hiệu suất chuyển đổi nguồn của các bộ biến tần rất cao vì sử dụng các bộ linh kiện bán dẫn công suất được chế tạo theo công nghệ hiện đại Vì vậy,cấp vừa đủ điện năng cần thiết cho động cơ thông qua thay đổi tần số từ đó thay đổi công suất động cơ

Hình 2.3 Công suất tiết kiệm được khi dùng biến tần

- Điều khiển quá trình khởi động và dừng chính xác động cơ trên hệ thống băng tải;

- Biến tần công suất nhỏ từ 0,18- 14 kW có thể sử dụng để điều khiển những máy công tác như: cưa gỗ, khuấy trộn, xao chè, nâng hạ

* Hiệu quả khi sử dụng:

Biến tần kết hợp với động cơ không đồng bộ đã đem lại những lợi ích sau:

- Hiệu suất làm việc của máy cao;

- Quá trình khởi động và dừng động cơ rất êm dịu nên giúp cho tuổi thọ của động cơ và các cơ cấu cơ khí dài hơn;

- An toàn, tiện lợi và việc bảo dưỡng cũng ít hơn do vậy đã giảm bớt số nhân công phục vụ và vận hành máy

- Tiết kiệm điện năng ở mức tối đa trong quá trình khởi động và vận hành Ngoài ra, hệ thống máy có thể kết nối với máy tính ở trung tâm Từ trung tâm điều khiển nhân viên vận hành có thể thấy được hoạt động của hệ thống và các thông

số vận hành (áp suất, lưu lượng, vòng quay ), trạng thái làm việc cũng như cho phép điều chỉnh, chẩn đoán và xử lý các sự cố có thể xảy ra

* Những lưu ý khi sử dụng biến tần điều khiển động cơ không đồng bộ:

Như đã nêu ở trên, ở đầu ra của biến tần chỉ có dòng điện là hình sin nhưng điện áp không phải là hình sin mà có dạng chuỗi xung vuông điều biên nối tiếp nhau Nếu khoảng cách nối dây cáp điện giữa động cơ và biến tần lớn sẽ xảy ra hiện tượng quá điện áp (do hiện tượng phản xạ sóng điện áp), có thể dẫn đến lão hóa cách điện cuộn dây stato, giảm tuổi thọ thậm chí làm hỏng động cơ.Vì vậy, khi lắp ráp phải chú

ý sao cho dây cáp càng ngắn càng tốt, đặc biệt đối với động cơ công suất vừa và nhỏ (thường có trở kháng đáp ứng xung lớn hơn so với trở kháng đáp ứng xung của cáp nối)

Ứng dụng của biến tần

2.3.2.

Biến tần được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau nhưng biến tần đạt được hiệu quả cao nhất trong ứng dụng điều khiển vô cấp tốc độ động cơ để đáp ứng các yêu cầu về công nghệ Tùy vào việc ứng dụng biến tần trong những lĩnh vực điều khiển khác nhau mà hiệu quả của nó mang lại cho người ứng dụng thể hiện ở các mặt khác nhau như: tiết kiệm năng lượng, khởi động…

Việc sừ dụng bộ biến tần là cách tốt để tiết kiệm năng lượng cho động cơ có tải không ổn định

Biến tần thường được sử dụng cho các thiết bị sau:

Các loại bơm nước giải nhiệt cho bình ngưng, dàn ngưng

Các loại bơm nước giải nhiệt máy nén lạnh

Các loại quạt ở tháp giải nhiệt

Đặc điểm chính của biến tần

2.3.3.

Ở trạng thái khởi động nhẹ, biến tần sẽ bắt đầu và tăng tốc vào tần số của lưới

điện không phụ thuộc vào tần số đã định

Khi tần số đầu ra của biến tần đạt đến tần số của lưới điện (thiết lập trong giao diện chính), sau đó đầu ra của biến tần sẽ trở thành 0, đồng thời biến tần gửi lệnh

“chuyển giao cho lưới điện” Lệnh này có thể làm cho mạch điều khiển chuyển giao các nguồn cung cấp năng lượng của các động cơ từ biến tần vào lưới điện

Hình 2.4 Biến tần ABB ACS 550 Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật của biến tần ABB ACS 550

Tần số ra 0.5Hz～120Hz

Thời gian tăng tốc/thời gian giảm tốc 0.1~3000s

Nguyên lý điều chỉnh tốc độ khi thay đổi tần số

Các phương pháp điều chỉnh chủ yếu có thể thực hiện:

+ Trên stator: Thay đổi điện áp U đưa vào dây quấn stator, thay đổi số đôi cực

từ P của dây quấn stator và thay đổi tần số f của nguồn điện

+ Trên rotor: Thay đổi điện trở rotor, nối cấp hoặc đưa sức điện động phụ vào rotor

Ta nghiên cứu điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi tần số, từ biểu thức:

1 1

Với điều kiện năng lực quá tải không đổi, có thể tìm ra được quan hệ giữa điện

áp U1, tần số f1 và mô men M [7]

Khi bỏ qua r1 của dây quấn stator thì biểu thức của mô men cực đại có thể viết

dưới dạng:

2 1 1m 2

Tóm lại: khi thay đổi tần số điều chỉnh tốc độ ta phải đồng thời điều chỉnh điện

áp đưa vào động cơ điện

Sự thay đổi công suất khi thay đổi tốc độ động cơ

2.3.5.

Với động cơ tương thích ( quạt, bơm ly tâm), khi sử dụng biến tần để điều chỉnh tốc độ động cơ dẫn đến thay đổi lưu lượng và thay đổi công suất, tiết kiệm được năng lượng và nâng cao độ tin cậy của hệ thống Theo lý thuyết về thủy lực [8], công suất

trên trục động cơ, lưu lượng dòng chảy Q, áp suất chất lỏng H có quan hệ theo phương trình:

Trong đó: K là hằng số, P là công suất của động cơ, H là áp suất, Q là lưu lượng

và η là hiệu suất Quan hệ giữa: Q, H, P với tốc độ N của động cơ như sau:

Lưu lượng tỷ lệ bậc nhất với tốc độ của động cơ ( hình 2.8)

Hình 2.5 Biểu đồ quan hệ giữa tốc độ và lưu lượng

Áp suất tỷ lệ bậc 2 với tốc độ động cơ (hình 2.9)

Khi điều chỉnh lưu lượng bằng biến tần thì áp suất là hàm phi tuyến bậc 2 đối với tốc độ động cơ

Hình 2.6 Biểu đồ quan hệ giữa tốc độ và áp suất

Khi điều chỉnh lưu lượng bằng van tiết lưu: Áp suất là hàm phi tuyến tỉ lệ nghịch với tốc độ động cơ, ví dụ khi cần giảm lưu lượng ta đóng bớt van, thì lúc này sức cản đường ống tăng lên, dẫn đến áp suất tăng lên và ngược lại

- Công suất tỷ lệ bậc ba với tốc độ của động cơ ( hình 2.10)

Công suất là hàm phi tuyến bậc ba đối với tốc độ động cơ

Khi ta cần điều chỉnh lưu lượng thì công suất cũng thay đổi theo sự điều chỉnh,

sự thay đổi này rất rõ rệt Ví dụ ứng với 100% tốc độ thì công suất tương ứng là 100%, khi yêu cầu cần giảm lưu lượng (tốc độ) xuống còn 70% thì công suất chỉ xấp xỉ 34,4% (0,73= 0,343)

Hình 2.7 Biểu đồ quan hệ giữa tốc độ và công suất

Trong các công thức Error! Reference source not found., Error! Reference source not found., Error! Reference source not found.: N1 là tốc độ của động cơ tương ứng với lưu lượng Q1, áp suất Q1, áp suất H1 và công suất P1 N2 là tốc độ động

cơ ứng với lưu lượng Q2, áp suất H2 và công suất P2

Sự thay đổi công suất khi thay đổi lưu lượng trong Hình 2-11:

- C1 là đường cong thể hiện mối quan hệ giữa áp suất H và lưu lượng Q khi tốc

độ của cánh quạt lắp trên trục động cơ là không đổi

- C2 là đường cong thể hiện đặc tính cản của đường ống khi van mở hoàn toàn

- C3 là đường cong thể hiện đặc tính cản của đường ống khi có sự điều chỉnh van tiết lưu ( đóng bớt van lại)

- C4 là đường cong thể hiện mối quan hệ giữa áp suất H và lưu lượng Q khi sử dụng bộ biến tần để điều chỉnh tốc độ động cơ

Giả sử là động cơ được thiết kế để hoạt động hiệu quả nhất tại điểm A, khi đó lưu lượng đầu ra Q là Q1 là 100%, công suất trên trục động cơ sẽ là

Hình 2.8 Giản đồ thay đổi công suất khi thay đổi lưu lượng

Công suất trên trục động cơ là P1=Q1.H1 (giả sử các hệ số đều bằng 1) tương ứng với diện tích hình A-H1-O-Q1

Khi yêu cầu đầu ra giảm, giả sử giảm xuống Q2 theo yêu cầu công nghệ, sức cản đường ống tăng lên do giảm van tiết lưu

Khi điều chỉnh đóng bớt van, đặc tính đường ống chuyển sang đường cong C3

và hệ thống chuyển sang điểm làm việc mới là C thay vì điểm A ban đầu

Lúc này ta thấy áp suất tăng lên và công suất trên trục động công suất trên trục động cơ tính bằng diện tích C-H2-O-Q2, ta thấy công suất giảm rất ít so với ban đầu, lượng công suất giảm được là phần diện tích chênh lệch giữa 2 hình A-H1-O-Q1 và C-

H2-O-Q2

Nếu giả sử dùng biến tần điều chỉnh tốc độ động cơ Điều chỉnh tần số đưa vào động cơ sao cho lưu lượng Q ra bằng với Q2 do hệ thống yêu cầu, tốc độ quạt có thể giảm xuống đường cong C4 Khi đó điểm làm việc là điểm B, có cùng lưu lượng đầu ra

Q2 nhưng áp suất trong đường ống được giảm đáng kể xuống H3 và công suất trên trục cũng giảm rõ rệt đó là phần diện tích hình B-H3-O-Q2 Như vậy dùng biến tần sẽ tiết kiệm được điện năng và mang lại hiệu quả kinh tế rõ ràng, cụ thể như sau:

Nếu ta gọi k = const thì:

+ Tỉ lệ lưu lượng dòng chảy = k (tốc độ v)

+ Mômen quay = k.(tốc độ v)2

+ Công suất = k.(tốc độ v)3

Do đó, công suất yêu cầu, cần thiết sẽ giảm khi tỉ lệ lưu lượng dòng chảy giảm

Ta có thể thấy rõ thông qua Bảng 2-2

Bảng 2.2 Công suất điện cung cấp vào động cơ với yêu cầu phụ tải biến đổi

2.4.1.2 Độ rọi E

Độ rọi là mật độ quang thông rơi lên bề mặt được chiếu sáng

Đơn vị : lux (lx) 1lux = 1 lm/m2

Đại lượng biểu thị bề mặt được chiếu sáng mạnh hay yếu

Để chiếu sáng trong phân xưởng, ta dùng hai biện pháp chính sau:

 Chiếu sáng tự nhiên

 Chiếu sáng nhân tạo

a Chiếu sáng tự nhiên

Nguyên tắc: Ánh sáng tự nhiên gồm 2 thành phần: Thành phần trực xạ và thành phần tán xạ

Trong các phân xưởng chế biến thủy hải sản, chỉ có phần tán xạ được dùng trong

tự nhiên Ta có thể áp dụng phần tán xạ tự nhiên của ánh sáng như sau:

- Sử dụng các tấm tôn bằng nhựa trong trên các mái phân xưởng

- Sử dụng gạch thủy tinh để lấy ánh sáng

- Sử dụng cửa sổ có mái che

Tuy nhiên trong quá trình áp dụng cần lưu ý:

- Nên lắp các mái che cho cửa sổ để giảm ánh sáng chiếu trực tiếp

- Phối hợp lấy ánh sáng, kết hợp với thông gió tự nhiên

- Chỉ sử dụng tấm tôn mờ trên phần mái phân xưởng để lấy ánh sáng khi mái phân xưởng được bố trí cao hơn 5m so với mặt bằng làm việc

b Chiếu sáng nhân tạo hiệu suất cao

- Có thể dùng các loại đèn công suất thấp hơn mà vẫn đảm bảo được độ rọi đạt yêu cầu cho chiếu sáng làm việc tại xưởng

- Thay đổi phương thức chiếu sáng theo mùa

2.4.2.2 Điều khiển chiếu sáng và phân phối ánh sáng

Ánh sáng được phân bố hợp lý hơn qua các khâu:

- Giảm chiếu sáng nhân tạo, tăng cường chiếu sáng tự nhiên

- Vệ sinh các chóa đèn để duy trì độ sáng

- Giữ sạch tường, trần phân xưởng, sơn xưởng với màu có độ sáng cao

- Tuyên truyền ý thức cho công nhân về tiết kiệm điện năng cho chiếu sáng

- Sử dụng các loại cảm biến tại vị trí ít có người làm thường xuyên để tiết kiệm điện năng chiếu sáng

Hình 2.9 Cấu tạo đèn led tube

Phần vỏ: Có 2 phẩn, phần trên là vỏ nhựa xuyên sáng, tác dụng của phần này là bảo vệ các linh kiện bên trong đồng thời cho phép ánh sáng đi qua để chiếu sáng Phần