Xây dựng cơ sở dữ liệu điện năng tiêu thụ cho trường cao đẳng công nghiệp 4 trên nền thông tin địa lý gis

Song song với việc tìm kiếm nguồn năng lượng mới thì vấn đề đã được một số nước đặt ra và thực hiện khá thành công, đó là kiểm toán nguồn năng lượng đang sử dụng đã đúng mục đích và có b

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

TÁC GIẢ : BẠCH THANH QUÝ

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

11 - 2004

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên học viên : Bạch Thanh Quý Phái : Nam

Ngày, tháng, năm sinh : 01 – 01 – 1978 Nơi sinh : Quảng Ngãi

Chuyên ngành : Kỹ Thuật Điện Mã số : 2.02.01

Tên đề tài :

XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐIỆN NĂNG TIÊU THỤ CHO TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP 4 TRÊN NỀN THÔNG TIN ĐỊA LÝ GIS

II_ NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG

Thực hiện đầy đủ nội dung, đúng tiến độ được yêu cầu và đã thông qua khi bảo vệ đề cương với các chương như sau:

1/ Chương 1 : TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG. -

2/ Chương 2 : THỐNG KÊ VÀ PHÂN LOẠI PHỤ TẢI -

3/ Chương 3 : TÍNH TOÁN ĐỊNH MỨC ĐIỆN NĂNG TIÊU THỤ. -

4/ Chương 4 : ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP -

5/ Chương 5 : CÔNG NGHỆ GIS VÀ PHẦN MỀM MAPINFO -

6/ Chương 6 : CHƯƠNG TRÌNH DATA-GIS -

III_ NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 19 – 2 – 2004

IV_ NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ:

V_ CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TSKH HỒ ĐẮC LỘC

VI_ CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 1 :

VII_ CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 2 :

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CÁN BỘ NHẬN XÉT 1 CÁN BỘ NHẬN XÉT 2

Nội dung và đề cương luận văn thạc sĩ đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua

Ngày tháng năm TRƯỞNG PHÒNG QLKH – SĐH CHỦ NHIỆM NGÀNH

Lời Cảm Ơn ! Để có được kiến thức nhất định cho việc hoàn thành quyển Luận Văn Tốt Nghiệp này, tôi đã nhận được sự dạy dỗ, chỉ bảo, giúp đỡ tận tình của các thầy cô, bạn bè trong suốt quá trình học tập vừa qua Đó là những ân tình sâu nặng mà tôi luôn luôn ghi nhớ

Qua cuốn luận văn này, tôi xin kính gửi lòng biết ơn chân thành đến :

TSKH Hồ Đắc Lộc – đã tận tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình làm

luận văn

Các thầy cô Khoa Điện – Trường Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ

Chí Minh đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi thực hiện hoàn thành luận văn này

Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến những người thân trong gia đình đã động viên khuyến khích tôi trong suốt khóa học

TÓM TẮT LUẬN VĂN !

Tình hình khan hiếm các nguồn năng lượng phục vụ nhu cầu cuộc sống đang là vấn đề khó khăn, nan giải của hầu hết các quốc gia có nền kinh tế phát triển và đang phát triển mạnh Trong đó năng lượng cơ bản và thiết yếu chính là nguồn điện năng Song song với việc tìm kiếm nguồn năng lượng mới thì vấn đề đã được một số nước đặt ra và thực hiện khá thành công, đó là kiểm toán nguồn năng lượng đang sử dụng đã đúng mục đích và có bao nhiêu % là sử dụng lãng phí, trên cơ sở một kết quả kiểm toán tin cậy có thể thực hiện các giải pháp khác nhau, sao cho đưa đến một kết quả là nguồn năng lượng điện phục vụ cuộc sống được sử dụng đúng mục đích, tiết kiệm và chia sẽ nguồn tài nguyên thiết yếu này đến hầu hết các bộ phận cư dân Giảm áp lực cho nhà nước, mang lại sự phát triển bền vững cho đất nước

Trên cơ sở phân tích vấn đề như trên, căn cứ vào tình hình sử dụng điện năng hiện nay của nền công nghiệp nước nhà Mục đích chính cuốn luận án là cố gắng sử dụng các công cụ hiện có thực hiện bài toán kiểm toán nguồn năng lượng, đề xuất các phương án có thể thực hiện để giảm tối đa nguồn năng lượng lãng phí cho phụ tải công nghiệp, cụ thể đó là trường Cao Đẳng Công Nghiệp 4

Nội dung cuốn luận án bao gồm 6 chương :

Chương 1 : Tổng Quan Về Vấn Đề Tiết Kiệm Điện Năng

Chương 1 chủ yếu nêu vấn đề về tình hình sử dụng điện hiện nay trong nước, định hướng của ngành điện, nhìn ra khu vực và thế giới về cách thức xử lý vấn đề khủng hoảng năng lượng, xu hướng sử dụng nguồn năng lượng hiện có Từ các xu hướng đó nêu lên mục đích, tính tất yếu của luận án Trong chương 1 giới thiệu về Trường Cao Đẳng Công Nghiệp 4 – một trong các trung tâm đào tạo nghề lớn hiện nay của nước ta, tình hình sử dụng điện năng trong nhà trường, xu hướng phát triển trong tương lai của nhà trường,

Chương 2 : Thống Kê Và Phân Loại Phụ Tải

Chương 2 : thực hiện thu thập số liệu là chính, trong chương này đưa

ra các phương pháp thu thập thông tin, số liệu Lấy số liệu từ phụ tải tại Trường Cao Đẳng Công Nghiệp 4, sau đó phân loại phụ tải, tổng hợp, tính toán và xem xét sơ bộ các phụ tải, tổng quan về phụ tải tiêu thụ

Chương 3 : Tính Toán Định Mức Điện Năng Tiêu Thụ

Chương 3 :dựa trên số liệu có được từ thống kê ở chương 2, tiếp tục trong chương 3 , thực hiện việc tính toán định mức, phân chia phụ tải theo từng nhóm có đặc tính làm việc tương đồng như chiếu sáng, máy lạnh, máy tính từ đó có nhận xét chi tiết hơn trong tìm kiếm giải pháp tiết kiệm điện năng tiêu thụ, làm cơ sở cho việc phương án tiết kiệm trong phần kế tiếp

Chương 4 : Đề xuất các giải pháp tiết kiệm

Chương 4 đưa ra các giải pháp thực hiện tiết kiệm điện năng tiêu thụ, có các số liệu minh chứng cụ thể Trong chương này thực hiện các phương án như giải pháp kỹ thuật, giải pháp kinh tế, giải pháp hành chính.v.v Trong giải pháp kỹ thuật đưa ra các phương án giải quyết, đồng thời trong chương 4 thực hiện tính toán chiếu sáng mẫu bằng phần mềm Luxicon, là phần mềm thiết kế chiếu sáng có nhiều tính năng tương đối mạnh trên thị trường hiện nay Tổng kết thực hiện tiết kiệm điện năng tiêu thụ cho nhà A&B ( Chọn một trong số các toà nhà để thực hiện lấy mẫu), tiết kiệm được 21.9% điện năng tiêu thụ Do đó đưa ra kết luận rằng sự kiểm toán năng lượng là yêu cầu cấp thiết hiện nay của nhà trường nói riêng và cả toàn bộ hệ thống xã hội nói chung

Chương 5 : Công nghệ GIS và phần mềm MapInfo

Trong chương 5, chủ yếu giới thiệu tổng quan về công nghệ GIS – một ngành khoa học công nghệ thông tin địa lý có tầm ảnh hưởng lớn hiện nay, tình hình sử dụng, xu hướng phát triển mạnh mẽ của nghành công nghệ này tại nước ta Đồng thời làm quen với phần mềm GIS đó là phần mềm MapInfo 7.5

Chương 6: Data – GIS:

Chương 6 thực hiện chương trình phần mềm mang tên Data-GIS Là chương trình tích hợp giữa MapInfo nhúng trong môi trường Visual Basic trên nền ngôn ngữ MapBasic có trong MapInfo Mục đích chính của Data-GIS là cung cấp công cụ tạo lập cơ sở dữ liệu tiêu thụ điện năng Lưu trữ cơ sở này, khi cần thiết có thể triết xuất các cơ sở lưu trữ theo chủ đề quan tâm

MỤC LỤC

Nhiệm vụ luận văn

Lời cảm ơn

Tóm tắt nội dung luận văn

Mục lục

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG

III Tình hình sử dụng năng lượng trong nước 12

V Tính tất yếu của vấn đề tiết kiệm điện năng hiện nay 13

VI Giới thiệu trường Cao Đẳng Công Nghiệp 4 13

2 Tình hình sử dụng điện năng hiện nay trong nhà trường 14

Chương 2: THỐNG KÊ VÀ PHÂN LOẠI PHỤ TẢI

Chương 3: TÍNH TOÁN ĐỊNH MỨC ĐIỆN NĂNG TIÊU THỤ

Chương 4: ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP

1 Giải pháp tiết kiệm cho hệ chiếu sáng 34

2 Giải pháp tiết kiệm cho hệ thống máy vi tính 44

3 Giải pháp tiết kiệm cho hệ thống máy điều hoà 45

Chương 5: CÔNG NGHỆ GIS VÀ PHẦN MỀM MAPINFO

5 Khả năng ứng dụng GIS tại Việt Nam 54

1 Tổ chức thông tin bản đồ trong MapInfo 54

2 Tổ chức thông tin theo các lớp đối tượng 55

Phụ lục1 – Biểu Mẫu Thu Thập Thông Tin Phục Vụ Kiểm Toán Năng

Lượng

Phụ Lục 2 - Bảng Chiết Tính Điện Kế Năm 2004 ( Trường CĐCN 4)

Phụ Lục 3 - Thống Kê Thiết Bị Tiêu Thụ Điện Nhà A&B

Tài Liệu Tham Khảo

Lý Lịch Khoa Học

Danh Mục Hình Aûnh, Bảng Biểu

Hình 1.1 : Vị trí trường CĐCN 4 trên quận Gò Vấp 16

Hình 2.1 : Biểu đồ công suất khối Phòng Ban Trung Tâm nhà A&B 23

Hình 2.2 : Biểu đồ điện năng tiêu thụ khối P.Ban T.Tâm nhà A&B 24

Hình 2.3 : Biểu đồ công suất phòng học lý thuyết nhà A&B 25

Hình 2.4: Biểu đồ điện năng tiêu thụ phòng học lý thuyết nhà A&B 26

Hình 2.6: Biểu đồ điện năng tiêu thụ nhà A&B 27

Hình 4.1: Hình ảnh bộ đèn đôi huỳnh quang gắn nổi 39

Hình 4.2: Hình ảnh bộ đèn đơn huỳnh quang gắn tường 39

Hình 4.3: Hình ảnh bộ đèn đơn huỳnh quang chiếu sáng bảng viết 40

Hình 4.8: Biểu đồ phối hợp các phương án cho giải pháp tiết kiệm 48

Hình 5.3: Triết xuất và kết hợp các lớp thông tin 53

Hình 5.14: Thay đổi thuộc tính bản đồ Dot Density 76

Hình 5.19: Thực hiện liên kết các Table 81

-

Bảng 2.1 : Phân loại phụ tải 19

Bảng 2.2 : Thời gian làm việc tại Thư Viện Trung Tâm 20

Bảng 2.3 : Thời gian làm việc tại Văn Phòng Khoa Điện 20

Bảng 2.4 : Tổng hợp tải khối Phòng Ban Trung Tâm nhà A&B 22

Bảng 2.5 : Tổng hợp tải phòng học lý thuyết nhà A&B 24

Bảng 2.6 : Tổng hợp tải nhà A&B 26

Bảng 3.1 : Tổng hợp hệ chiếu sáng nhà A&B 28

Bảng 3.2 : Tổng hợp hệ thống máy tính nhà A&B 29

Bảng 3.3 : Tổng hợp hệ thống máy lạnh + quạt nhà A&B 30

Bảng 4.1 : Bội số tiết diện cáp và hàm Cosϕ 35

Bảng 4.2 : Bảng giá trị độ rọi trên lưới tính toán 42

Bảng 4.3.: % tiết kiệm điện năng toà nhà A&B 48

1

TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG.

I ĐẶT VẤN ĐỀ

Đất nước ngày một đổi mới, nhu cầu cuộc sống ngày càng tăng cao, để đáp ứng đầy đủ các nhu cầu này, con người cần nhiều nguồn năng lượng cung cấp, phục vụ cuộc sống Trong các nguồn năng lượng này, điện năng chiếm tỷ trọng lớn và là nguồn năng lượng cơ bản không thể thiếu

Trong khi nhu cầu năng lượng đáp ứng cuộc sống tăng cao hàng ngày, các nguồn năng lượng lại không phải là bất tận Tất cả các nguồn năng lượng phục vụ cuộc sống đang lâm vào tình trạng khan hiếm Mặt khác, đối với nguồn năng lượng điện lại có sự phân chia không đồng đều giữa một số vùng miền khác nhau Một số vùng miền có vị trí gần nguồn điện năng, do vậy chất lượng điện năng cao hơn, một số vùng miền có vị trí xa nguồn do đó chất lượng điện năng thấp hơn Đây cũng là một trong số các nguyên nhân gây nên sự phân cách giàu nghèo giữa các vùng miền

Các vấn đề trên đã và đang đặt ra nhiều vấn đề cần giải quyết, ngoài giải pháp tìm thêm các nguồn năng lượng mới, thay thế dần các nguồn năng lượng đang cạn kiệt, vấn đề người sử dụng các nguồn năng lượng này sao cho hợp lý, tiết kiệm, hiệu quả cho chính bản thân mình và cho toàn bộ xã hội cũng đã được đặt ra và thực hiện nghiêm túc tại một số nước có nền kinh tế phát triển và đang phát triển

10

II TÌNH HÌNH CÁC NƯỚC TRONG KHU VỰC

Với tốc độ phát triển kinh tế, xã hội nhanh như hiện nay, một số nước trong khu vực Châu Á cũng gặp phải vấn đề nguồn năng lượng phục vụ cuộc sống dần cạn kiệt trong một tương lai gần, trong khi tìm kiếm các nguồn năng lượng mới thay thế, các nước đã sớm đặt ra vấn đề sử dụng nguồn năng lượng một cách hợp lý, đưa vấn đề ra hội thảo và thực hiện các biện pháp mang tính khả thi cao để tác động sao cho sử dụng nguồn năng lượng một cách tiết kiệm nhất, từ đó giải quyết nhiều vấn đề như giảm nguồn khí đốt, cải thiện môi trường sống ít ô nhiễm hơn, ngân sách đầu tư cho việc tìm kiếm các nguồn năng lượng mới ít hơn trước, áp lực cuộc sống giảm nhẹ, ngân sách nhà nước chi tiêu cho năng lượng giảm, phân chia năng lượng đến các vùng sâu, vùng xa nhiều hơn, chất lượng hơn trước, tạo điều kiện thúc đẩy nền kinh tế phát triển đồng đều trên toàn bộ lãnh thổ

Vấn đề này đã được một số nước giải quyết trong một vài thập kỷ qua do đó có thể xem như đã có kinh nghiệm trong việc điều khiển năng lượng điện tiêu thụ Đã bắt đầu có các chương trình kiểm toán năng lượng, có kế hoạch cụ thể cho tiết kiệm năng lượng, thay đổi thiết kế cơ bản, thậm chí có văn bản pháp luật do nhà nước quy định kiểm toán năng lượng, có chương trình đào tạo nhân viên kiểm toán năng lượng điện, năng lượng nhiệt một cách chuyên nghiệp

Tại các nước như Mỹ, Nhật, Châu Aâu, Hàn Quốc hầu như năng lượng sử dụng tiết kiệm là nhờ việc kiểm toán năng lượng chính xác và tin cậy, người kiểm toán được đào tạo bài bản và có giấy phép hành nghề như mọi ngành nghề khác Đồng thời một phần là sử dụng các thiết bị hiệu quả cao, tiết kiệm năng lượng điện khá tốt trong các lãnh vực cơ bản như chiếu sáng, điều hòa không khí Tại Nhật Bản, sau khủng hoảng dầu năm 1970, vào năm 1979 luật bảo tồn năng lượng – các quy định sử dụng hợp lý năng lượng – đã được thông qua Cho đến nay, luật này ít nhất là 6 lần thông qua, lần sửa đổi cuối cùng là vào ngày 05/06/1998 Luật này do Bộ kinh tế – Thương mại và Công Nghiệp Nhật Bản thiết lập và công bố những chủ đề thông qua như các tiêu chuẩn để đánh giá, nhận xét đối với các xí nghiệp Phân loại các xí nghiệp theo tiêu chuẩn sử dụng năng lượng hợp lý, các xí nghiệp có nhiệm vụ báo cáo năng lượng kiểm toán hằng tháng, có chính sách đào tạo nhân viên kiểm toán năng lượng cho các công ty xí nghiệp, coi đó như một nghĩa vụ với sự phát triển nền kinh tế quốc gia, đảm bảo môi trường sống trong sạch cho đất nước và cho nước ngoài

11

III TÌNH HÌNH SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TRONG NƯỚC

Ở Việt Nam hiện nay, vấn đề kiểm toán và thực hiện tiết kiệm năng lượng đã đang được đặt ra một cách cấp thiết Điều này được thể hiện ở một số đề tài khoa học nghiên cứu cấp thành phố đã, đang và được triển khai Tuy vậy, nhìn tổng thể việc thực hiện kiểm toán năng lượng, tiết kiệm năng lượng tiêu thụ, sử dụng thiết

bị tiêu thụ năng lượng một cách có hiệu quả và hợp lý trong các công ty, xí nghiệp hay trong các công trình phúc lợi ở nước ta hiện nay vẫn còn gặp rất nhiều khó khăn Từ vấn đề nhận thức chủ quan của các nhà lãnh đạo điều hành công ty, xí nghiệp đến môi trường khách quan là chính sách từ quản lý cấp nhà nước Đồng thời do tỷ lệ giá thành năng lượng trong sản phẩm chiếm tỷ lệ không cao, do đó không đánh động vào nhận thức của người điều hành xí nghiệp Đã đến lúc vấn đề phải được thực hiện triệt để, kiên quyết trên toàn bộ bình diện toàn xã hội và xem như một trách nhiệm của công dân đối với xã hội, với quốc gia, đối với môi trường sống chung trên hành tinh này

IV ĐỊNH HƯỚNG CỦA NGÀNH ĐIỆN

Làm việc trực tiếp trong môi trường năng lượng điện, vừa cơ bản, vừa quan trọng Do đó với vấn đề này, ngành điện đã thực hiện nhiều chương trình trong phạm vi có thể của mình Một mặt đầu tư xây dựng, khai thác các nguồn năng lượng mới như năng lượng gió, năng lượng thủy triều,năng lượng hạt nhân… một mặt thực hiện cải tạo nâng cấp hệ thống điện, giảm thiểu tổn hao năng lượng vô ích, khuyến khích sử dụng năng lượng điện tiết kiệm,và nhiều chương trình thực hiện khác nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng điện ngày càng tăng của xã hội, xây dựng nguồn năng lượng điện dự trữ, phòng nguy cơ khủng hoảng năng lượng xãy

ra, giảm thiểu ô nhiễm môi trường sống

12

V TÍNH TẤT YẾUCỦA VẤN ĐỀ TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG HIỆN NAY

Với thực trạng hiện nay, việc tìm hiểu, thực hiện, phổ biến, và nhân rộng việc kiểm toán năng lượng điện, tiết kiệm và sử dụng nguồn năng lượng điện một cách hợp lý tại Việt Nam là cần thiết Góp phần vào cùng ngành điện thực hiện phát triển kinh tế chung đất nước, giải quyết một phần bài toán năng lượng, môi trường hiện nay của đất nước

Do tầm quan trọng của vấn đề, do đó vấn đề đưa ra là trong bài toán kiểm toán năng lượng, lập một cơ sở dữ liệu có độ tin cậy là một phần hết sức quan trọng trong cấu trúc của bài toán, quản lý và xây dựng một cơ sở dữ liệu cho một phụ tải ( hộ tiêu thụ) có độ tin cậy là cơ sở của bài toán kiểm toán, tiết kiệm năng lượng hiệu quả

Ứng dụng các tiến bộ khoa học, đưa công nghệ mới vào phục vụ các ứng dụng ngành điện hiện đang là xu hướng hiện nay Trong giới hạn đề tài, nghiên

cứu ứng dụng công nghệ GIS ( Geographical Information Systems) – Hệ thống

thông tin địa lý để thực hiện cơ sở dữ liệu cho phụ tải điện là Trường Cao Đẳng Công Nghiệp 4

VI GIỚI THIỆU TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP 4

1 GIỚI THIỆU CHUNG

Trường Cao Đẳng Công Nghiệp 4 – Thuộc Bộ Công Nghiệp, hiện nay là một trung tâm đào tạo nghề lớn nước ta, quy mô tuyển sinh trong cả nước, đào tạo đa ngành nghề, đa bậc học, đồng thời với chính sách xã hội hóa giáo dục của nhà trường đã thu hút một lượng lớn sinh viên theo học Quy mô, và tốc độ phát triển của trường hiện nay rất lớn Số lượng sinh viên theo học tại nhà trường qui mô hằng năm trên 25,000 sinh viên

Cơ sở vật chất hiện nay :

Nhà trường có 3 cơ sở đào tạo :

Cơ sở 1: 12 – Nguyễn Văn Bảo – F4 – Gò Vấp – Tp Hồ Chí Minh

Cơ sở 2: 39 – CMT8 – Biên Hòa –Đồng Nai

Cơ sở 3: Xã Phước An – Nhơn Trạch – Đồng Nai

Hiện nay nhà trường đang xúc tiến mở rộng liên kết đào tạo tại Vũng Tàu, Bình Thuận và Đắc Lắc

13

Với trên 200 phòng học lý thuyết, giảng đường, 16 xưỡng thực hành với trang thiết bị hiện đại, trên 60 phòng thí nghiệm các loại Khu nội trú có sức chứa 4,000 người Thư viện gần 50,000 đầu sách các loại, nhà trường đã tin học hóa toàn bộ mọi hoạt động trong trường

2 TÌNH HÌNH SỬ DỤNG ĐIỆN NĂNG HIỆN NAY TRONG NHÀ

TRƯỜNG

Theo hóa đơn thanh toán(số liệu thống kê 6 tháng đầu năm 2004) được

tổng hợp ghi chép bởi Phòng Quản Trị Vật Tư –Phụ lục 1

Hằng năm nhà trường phải trả một khoản chi phí cho lượng điện năng tiêu thụ lên đến hàng tỷ đồng Trong đó có một phần không nhỏ lượng điện năng

bị thất thoát, hoặc sử dụng lãng phí, sử dụng chưa hiệu quả Nhưng số liệu này chưa được thống kê kiểm toán, do vậy việc tiến hành xây dựng các số liệu ban đầu là cơ sở cho kiểm toán năng lượng về sau Thực hiện tiết kiệm không đơn thuần là hạn chế sử dụng mà là sử dụng phải hợp lý, đúng mục đích sao cho một kWh điện đem lại hiệu quả kinh tế cao nhất

Các nguyên nhân gây thất thoát, lãng phí điện năng trong nhà trường có thể xem xét từ các lý do sau đây:

Sự cũ kỹ của thiết bị sử dụng điện, sự xuống cấp của hệ thống điện là một nguyên nhân gây thất thoát lớn lượng điện năng trong hệ thống Hệ thống điện xây dựng từ khi mới thành lập, trong quá trình phát triển, mở rộng, có nâng cấp hệ thống điện, tuy nhiên chỉ là chắp vá tạm thời, sử dụng xen lẫn một số thiết bị mới, hiện đại với các thiết bị củ chưa thể thay thế, do đó chưa thể xem là hệ thống điện tối ưu, hoàn chỉnh về phương diện tiết kiệm năng lượng tổn hao

Có sự lãng phí ở một số đơn vị phòng ban, điều này xuất phát từ vấn đề quản lý lượng điện năng tiêu thụ tối ưu chưa được chú ý đúng mức Chưa có các giải pháp quản lý năng lượng tối ưu Từ thiết kế thi công đến vấn đề giải pháp quản lý chưa được chú ý, đầu tư đúng mức

Ý thức tiết kiệm của nhiều cán bộ công nhân viên trong nhà trường chưa cao

⇒ Bên cạnh đó, với tốc độ, quy mô phát triển mạnh mẽ hiện nay trong nhà trường, thì lượng điện năng thất thoát, lãng phí ngày càng một tăng cao

14

Tình hình trên cho thấy, vấn đề tiết kiệm năng lượng điện trong nhà trường thật sự mang tính cấp thiết hiện nay Vì thế, mục đích của đề tài là thực hiện kiểm toán năng lượng điện hiện đang tiêu thụ trong nhà trường, xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ mục đích này, từ cơ sở dữ liệu có được, phân tích đánh giá dữ liệu và đề xuất các giải pháp có tính khả thi, tiết kiệm điện năng tiêu thụ cho trường Cao Đẳng Công Nghiệp 4 Đánh động ý thức tiết kiệm của phần lớn các cán bộ công nhân viên nhà trường Ngoài một đích tiết kiệm năng lượng tiêu thụ trong cơ quan đến thói quen sử dụng nguồn năng lượng này một cách hợp lý tại nhà riêng, góp phần cùng toàn bộ xã hội giảm thiểu nguy cơ bùng nổ khủng hoảng nguồn năng lượng tiêu thụ

15

Vị Trí Địa Lý Trường Cao Đẳng Công Nghiệp 4 Trên Quận Gò Vấp

(Theo bản đồ địa chính Quận Gò Vấp cập nhật 03/2003)

Hình 1.1 : Vị trí trường CĐCN 4 nằm trên quận Gò Vấp

16

Sơ Đồ Mặt Bằng Trường Cao Đẳng Công Nghiệp 4

( Cập nhật từ phòng quản lý thư viện 04/2003)

Hình 2.2 : Sơ đồ mặt bằng trường CĐCN 4 )

17

2

THỐNG KÊ VÀ PHÂN LOẠI PHỤ TẢI

I PHÂN LOẠI PHỤ TẢI

Hiện nay, tại trường Cao đẳng Công Nghiệp IV, có nhiều toà nhà riêng biệt,

do đó để đơn giản trong thống kê, tính toán, phân loại các thiết bị tiêu thụ điện, chúng ta thực hiện theo đơn vị là từng toà nhà riêng biệt

1 Thống kê thiết bị tiêu thụ điện cho toà nhà A &B

( Phòng học lý thuyết, Thư Viện,Trung Tâm Tuyển Sinh, Khoa May Thời

Trang, Khoa Điện, Trường Tiểu Học Nhật Tân)

2 Thống kê thiết bị tiêu thụ điện cho toà nhà C

( Phòng học lý thuyết, V.p đoàn,T.T Ngoại Ngữ,P.Quản lý KTX)

3 Thống kê thiết bị tiêu thụ điện cho toà nhà D

( Phòng học lý thuyết, khoa Cơ Khí, Phòng TN )

4 Thống kê thiết bị tiêu thụ điện cho toà nhà E

( Toà nhà hành chính, khu văn phòng khoa Điện Tử, khoa May Thời Trang,

khoa Tại Chức, khoa Đại Cương )

5 Thống kê thiết bị tiêu thụ điện cho toà nhà F

( Phòng học lý thuyết, khoa Hoá , phòng TN khoa Hoá, phòng TN khoa

Điện Tử )

6 Thống kê thiết bị tiêu thụ điện cho toà nhà G

(KTX nữ , phòng ăn CB- CNV )

7 Thống kê thiết bị tiêu thụ điện cho toà nhà H

( Khoa Công Nghệ Thông Tin , Phòng quản lý HSSV )

8 Thống kê thiết bị tiêu thụ điện cho toà nhà I

( KTX nam ,phòng ăn HS -SV )

9 Thống kê thiết bị tiêu thụ điện cho toà nhà J

( Xưỡng thực tập điện thuộc quản lý khoa Điện, Vp khoa Điện )

10 Thống kê thiết bị tiêu thụ điện cho toà nhà X

( Trung tâm xưỡng trường, Ban điện lạnh )

Với một phụ tải tiêu thụ điện lớn như Trường Cao Đẳng Công Nghiệp 4 , để

đơn giản hơn ta thực hiện tính toán các phụ tải đặc trưng, chọn dãy nhà A&B để

thực hiện công việc kiểm toán chi tiết mẫu.(đặc trưng cho phòng học lý thuyết,

và phòng ban, trung tâm, khoa).Chọn phụ tải tiêu thụ điện là dãy nhà A&B và

thực hiện phương án tiết kiệm cho phụ tải này, từ đó làm cơ sở cho các toà nhà

khác trong toàn trường

Trong hai dãy nhà A&B lựa chọn để tính toán mẫu(số liệu tổng hợp của các

tòa nhà sẽ lấy từ trong phụ lục), Phân chia phụ tải tiêu thụ điện tại nhà A&B

theo từng mảng phụ tải khác nhau, từng mảng phụ tải này có tính đặc thù làm

việc khác nhau :

Phân loại phụ tải cho nhà A&B

Dãy nhà A&B, tầng trệt chủ yếu được sử dụng làm thư viện trung tâm, và

trung tâm tuyển sinh với diện tích gần toàn bộ tầng trệt khoảng 2820m2

Trường tiểu học Nhật Tân và Văn Phòng Khoa Điện

Lầu 2, lầu 3 và lầu 4 được sử dụng chủ yếu làm phòng học lý thuyết

chung cho toàn trường Lầu 2, 3 nhà B có sử dụng làm phân xưỡng may cho

khoa May Thời Trang, và văn phòng khoa Một số phòng dùng cho Đại Học

Mở thuê phòng học lý thuyết

Có thể phân loại phụ tải điện cho nhà A&B như sau:

Bảng 2.1 : Phân loại phụ tải

Thời gian làm việc tại thư viện trung tâm

Stt Danh Mục Thời Gian Tổng Thời Gian Ghi Chú

2 Ngày làm việc Thứ 2÷ thứ 7 6ngày/tuần

Bảng 2.2 : Thời gian làm việc Thư Viện Trung Tâm

Thời gian làm việc tại các văn phòng khoa

Stt Danh Mục Thời Gian Tổng Thời Gian Ghi Chú

2 Ngày làm việc Thứ 2÷ thứ 7 6ngày/tuần

Bảng 2.3 : Thời gian làm việc tại Văn Phòng Khoa Điện

Với các phòng học lý thuyết, thời gian sử dụng phòng học được tính theo số tiết giảng dạy của Phòng Đào Tạo phân bổ trong năm Trong kế hoạch giảng dạy, được phân hai học kỳ chính, mỗi học kỳ 19 tuần, trong đó 15tuần giảng dạy, 1 tuần dự trữ, 3 tuần thi và kiểm tra Như vậy số tuần có thể tính cho một học kỳ là 17tuần Trong chương trình không có học kỳ hè, học kỳ hè chỉ dùng cho thi lại và học lại đã được tính vào 3 tuần thi và kiểm tra trong học kỳ chính, do đó không được tính đến Lịch học không kể ngày chủ nhật và buổi tối Tóm lại với các phòng học ta tính theo số tiết cho từng phòng Theo thống kê số tiết phân bổ cho các phòng học lý thuyết nhà A&B, có thay đổi theo từng năm, tuy nhiên sự thay đổi không nhiều, do đó lấy số liệu

thống kê trong năm học 2003 ÷ 2004 làm số liệu tính toán

Khu công cộng chủ yếu là hành lang, cầu thang Do đó thường được sử dụng từ 18h đến 21h30 thời gian sử dụng trong năm được xem xét khoảng 40 tuần, một tuần 6 ngày, một ngày 3,5 giờ Tổng cộng 840giờ/năm

II PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH

( Biểu mẫu thực hiện, lấy từ phụ lục 1 )

Để thực hiện thu thập dữ liệu phục vụ kiểm toán năng lượng, từ các biểu mẫu điều tra , ta tiến hành từng bước thu thập dữ liệu :

Tranh thủ sự ủng hộ của thủ trưởng, người lãnh đạo bằng bảng thuyết trình, minh chứng cho hiệu quả công việc sẽ mang lại Điều này tạo thuận lợi rất lớn trong các công việc tiếp theo Nó có ý nghĩa quyết định thành công của phương án Tuy vậy sẽ gặp phải khó khăn, vì đây là giai đoạn khởi đầu công việc, chưa có số liệu thực hiện và chưa thể chứng minh bằng kết quả cụ thể

Gởi biểu mẫu đến các đơn vị, phòng ban liên quan, nếu các đơn vị không có nhân viên có khả năng thực hiện công việc kiểm toán, thống kê thiết bị tiêu thụ năng lượng điện, thì nhất thiết phải mời cộng tác viên đến từng đơn

vị để thực hiện Cộng tác viên là những người có khả năng thực hiện kiểm toán năng lượng

Liên lạc đến các bộ phận liên quan, để tìm kiếm thông tin phục vụ công việc như giá điện, tổng số tiền phải trả trong năm, sơ đồ mặt bằng vị trí lắp đặt thiết bị, đặt thù thiết bị ( cụ thể là phòng Quản Trị Vật Tư )

Sau một khoảng thời gian định trước, thu thập lại tất cả các bảng điều tra, và thực hiện công việc phân tích dữ liệu, tổng hợp và lập cơ sở dữ liệu để có

cơ sở phân tích Dữ liệu này sẽ bổ sung và cập nhật liên tục khi các cơ sở có thay đổi, sửa chữa, nâng cấp

Dựa trên cơ sở dữ liệu, tiến hành kiểm chứng độ tin cậy của thông tin, điều chỉnh, bổ sung các thiết bị thống kê còn thiếu sót

III ĐÁNH GIÁ PHỤ TẢI

Từ bảng số liệu thống kê ở phụ lục 3

Thực hiện tính công suất tiêu thụ điện năng trung bình cho phụ tải như sau : Khối phòng ban, trung tâm

Bảng tổng hợp công suất và điện năng tiêu thụ tại các phòng ban, trung tâm và phòng bộ môn

Trung Tâm Khoa Stt Tên Thiết Bị

Số Thiết

Bị

Tổng CS(W) Ksd Kđt Kwh/Năm Kwh/Năm Kwh/Năm

1 Máy tính 113 33,900 1 0.7 67,161.15 5,103.00 72,264.15

2 Máy điều hòa 18 51,300 1 0.9 131,676.84 9,141.66 140,818.50

3 Tủ lạnh,máy nước nóng,quạt 23 930 0.75 0.7 1,516.02 0.00 1,516.02

4 Đèn Neon 459 20,655 1 0.9 53,193.31 3,542.94 56,736.25

5 (in,scan,fax,photo,ampli,tivi,ổn áp)Khác 59 8,430 0.2 0.4 1,754.95 265.36 2,020.30

Bảng 2.4 : Tổng hợp tải khối Phòng Ban Trung Tâm nhà A&B

Điện năng tiêu thụ A (Kwh/năm) trên bảng 2.4 được tính :

3

10−

= nPnHiKdtKsdA

Trong đó : n : số thiết bị tiêu thụ điện

Pn : Công suất tiêu thụ của thiết bị (W)

Hi : Thời gian làm việc của thiết bị tính cho một năm

- H = 3105 giờ đối với trung tâm, thư viện

- H = 2430 giờ đối với khối văn phòng khoa

Kđt : Hệ số đồng thời của thiết bị trong nhóm

Ksd : Hệ số sử dụng của thiết bị Hệ số sử dụng tham khảo trong Hướng Dẫn Thiết Kế Lắp Đặt Điện Theo Tiêu Chuẩn Quốc Tế IEC ( Bản dịch của tập thể thầy cô Bộ Môn Cung Cấp Điện – Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh) Trong đó lấy bằng 1 đối với nhóm thiết bị là đèn, máy lạnh, máy vi tính Theo đặt tính làm việc với nhóm tủ lạnh, máy nước nóng và quạt, lấy Ksd = 0,75 và các thiết bị khác là 0,2.(

hệ số sử dụng một số tài liệu khác nhau là không giống nhau)

Hệ số đồng thời của các thiết bị trong nhóm liên quan đến việc bố trí nhóm thiết bị làm việc với hệ thống tủ phân phối Các hệ số đưa ra bên trên là theo ý kiến chủ quan của người thực hiện khi hàng ngày quan sát và làm việc với hệ thống này Một số tài liệu khác nhau lấy hệ số đồng thời là khác nhau

Với diện tích trưng dụng cho thư viện trung tâm là 2820m2, trang bị toàn bộ máy lạnh Do đó phụ điện tập trung chủ yếu cho hệ thống máy lạnh Bên cạnh đó công suất tiêu thụ điện của máy tính và đèn ( chủ yếu là đèn neon – bóng đèn neon – Điện Quang sử dụng Ballast thường hiệu Octan, không có gắn tụ bù) cũng có tỷ lệ tiêu thụ cao

Phụ tải điện tại khối Phòng Ban Trung Tâm nhà A&B chủ yếu tập trung vào ba loại phụ tải là : Máy tính, Máy lạnh, Đèn Neon Với mục đích tìm kiếm giải pháp hữu hiệu cho tiết kiệm năng lượng điện tiêu thụ, chúng ta sẽ xem xét

ba loại phụ tải này nhằm tìm ra giải pháp chung cho tiết kiệm điện

Từ bảng tổng hợp tải Bảng 2.4, để dễ dàng xem xét, chúng ta có thể xây dựng biểu đồ đánh giá như sau:

Biểu đồ đánh giá tỷ lệ phầm trăm công suất đặt của các nhóm thiết bị điện tại phòng ban, trung tâm ( Nhà A&B)

Công Suất Đặt 115.215kW

Đèn Neon 18%

Khác 7%

Máy tính 29%

Quạt

điều hòa 45%

Máy tính Máy điều hòa Quạt Đèn Neon Khác

Hình 2.1 : Biểu Đồ Công Suất Khối Phòng Ban Trung Tâm Nhà A&B

Biểu đồ đánh giá tỷ lệ phầm trăm điện năng tiêu thụ của các nhóm thiết bị trong một năm tại các phòng ban trung tâm ( Nhà A&B)

Khác 1%

Máy điều hòa 51%

Máy tính 26%

Máy tính Máy điều hòa Quạt Đèn Neon Khác

Hình 2.2 : Biểu Đồ Điện Năng Tiêu Thụ Khối Phòng Ban Trung Tâm Nhà

A&B

Phòng học lý thuyết

Bảng tổng hợp công suất và điện năng tiêu thụ tại các phòng học lý thuyết

của dãy nhà A&B.( Số liệu tổng hợp từ bảng 3 và bảng 4 của phụ lục 2)

Stt Thiết Bị Số Lượng

Công Suất(W) Ksd Kđt Tông C.S(W) ĐN (Kwh/năm)

2 Quạt 294 100 0.75 0.9 19,845.00 26,827.96

Bảng 2.5 : Tổng hợp tải phòng lý thuyết nhà A&B

Với các phòng học lý thuyết, lịch học được phân bố bởi phòng đào tạo Từ bảng phân bố này ta có thống kê số tiết học tại phòng trong cả năm học ( đã

được thống kê trong bảng 4 – Phụ lục 3)

Từ đây ta tính được điện năng tiêu thụ A cho từng phòng học và cho cả hai dãy nhà A&B bằng công thức :

( Kwh )

T K K P n

Ai i n sd dt i

i 10 45 / 60

=

Trong đó: ni : số thiết bị tiêu thụ điện trong một phòng thứ i

Pni : Công suất tiêu thụ của thiết bị thứ i (W)

Ti : Số tiết dạy được phân bố cho một phòng tính cho một năm

học

Kđt : Hệ số đồng thời của thiết bị trong nhóm

Ksd : Hệ số sử dụng của thiết bị

Từ công thức trên ta tính điện năng tiêu thụ của đèn, của quạt, của loa trong từng phòng, tổng hợp điện năng tiêu thụ của từng phòng ta được điện điện tiêu thụ của dãy nhà.Trong phòng học, hệ số Kđt của quạt và loa được lấy cao hơn so với khối phòng ban trung tâm là Kđt(Quạt) = 0.9, Kđt(Loa) = 0.6

Từ bảng 5.2 nhận thấy rằng, trong các phòng học lý thuyết, hệ thống chiếu sáng chiếm một lượng công suất định mức là lớn nhất Điều này thấy rằng tại các phòng học lý thuyết giải pháp chiếu sáng tốt cho phép ta tiết kiệm một lượng điện năng tiêu thụ là khá lớn

Từ bảng tổng hợp tải Bảng 2.5, để dễ dàng xem xét, chúng ta có thể xây dựng biểu đồ đánh giá như sau:

Biểu đồ đánh giá tỷ lệ phần trăm công suất đặt của các thiết bị tại các phòng học lý thuyết

Công Suất Đặt59.035 Kw

Đèn 64%

Quạt

34%

Loa 2%

Đèn Quạt Loa

Hình 2.3 : Biểu Đồ Công Suất Khối Phòng Học Lý Thuyết Nhà A&B

35%

Loa 3%

Đèn Quạt Loa

Hình 2.4 : Biểu Đồ Điện Năng Tiêu Thụ Khối Phòng Học Lý Thuyết Nhà

A&B

Khu công cộng

Khu công cộng chủ yếu là khu vực hành lang, nhà vệ sinh Được sử dụng từ 18h đến 21h30, chỉ sử dụng vào các tuần có học lý thuyết, do đó ta tính toán cho 40 tuần trên một năm Từ bảng thống kê ở bảng 3 – Phụ lục A Công suất tiêu thụ được tính toán như sau:

Côngsuấttiêuthụ=∑ C.Sthiếtbị x40tuần x6ngày x 3,5giờx10

=

n

i 1

-3 (kWh/năm) Đánh giá chung phụ tải tại nhà A&B, ta có bảng tổng hợp sau:

Tại nhà A&B, phòng ban tiêu thụ một lượng điện năng là lớn nhất Trên cơ sở đề án tiết kiệm điện năng, đối với khối phòng ban xây dựng trách nhiệm, ý thức tiết kiệm, thói quen làm việc với các thiết bị điện một cách hợp lý là phương án tối ưu để thực hiện việc giảm tổn thất điện năng tiêu thụ vô ích Trong phần sau sẽ đưa ra phương án cụ thể

Biểu đồ đánh giá công suất đặt tại nhà A&B

Công Suất Nhà A&B 179.427Kw

Phòng ban ,Trung tâm 64%

Phòng học 33%

Công cộng 3%

Phòng ban ,Trung tâm Phòng học Công cộng

Hình 2.5 : Biểu Đồ Công Suất Nhà A&B

Biểu đồ đánh giá điện năng tiêu thụ tại nhà A&B

Điện Năng Tiêu Thụ Nhà A&B

Phòng học22%

Công cộng1%

Phòng ban ,Trung tâm77%

Phòng ban ,Trung tâm Phòng học Công cộng

Hình 2.6 : Biểu Đồ Điện Năng Tiêu Thụ Nhà A&B

II HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG

Tổng hợp hệ thống chiếu sáng cho nhà A&B ( Xem xét số liệu từ Phụ

lục 3 ):

Chiếu Sáng nhà A&B

STTBộ Phận Công Suất (W)Đ Năng Tiêu Thụ (kWh/năm)

Giá tiền điện hiện tại nhà trường phải trả cho công ty điện lực (điện lực Gò

Vấp) là 910 VNĐ /1kWh Như vậy, mỗi một năm nhà trường phải chi trả cho hệ

thống chiếu sáng nhà A&B là 99,762,617 VNĐ /năm

Từ bảng 3.1 trên cho thấy tại dãy nhà A&B, Mặc dù công suất đặt cung cấp cho chiếu sáng phòng học lớn hơn công suất cung cấp cho chiếu sáng khối phòng ban, tuy nhiên do thời gian sử dụng của khối phòng ban nhiều hơn, do đó công suất điện tiêu thụ cho hệ thống chiếu sáng khối phòng ban chiếm một tỷ lệ lớn nhất

Với khối phòng ban trung tâm, công suất tiêu thụ điện năng chiếm một tỷ trọng cao nhất trong hệ chiếu sáng nhà này (51.75%) Tuy nhiên không thể giảm hơn được nữa nhu cầu chiếu sáng cho khối phòng ban, trung tâm vì công việc trong khối phòng ban yêu cầu độ chiếu sáng cao Không thể tận dụng ánh sáng trời nhiều, do đó không thể thực hiện được phương án tận dụng ánh sáng trời Tuy nhiên với phòng ban có thể tiết kiệm hơn công suất tiêu thụ điện bằng cách xây dựng ý thức tiết kiệm điện từ nhân viên, không bật đèn ở những nơi không làm việc thực hiện chia nhỏ nguồn chiếu sáng, bố trí lại hệ thống chiếu sáng theo yêu cầu tập trung Cải thiện ánh sáng phản quang từ chóa đèn

Với phòng học lý thuyết điện năng tiêu thụ cho hệ thống chiếu sáng chiếm 44,3% điện năng toàn toà nhà Đặc thù của phòng học lý thuyết nhà A&B là 80% diện tích cửa chính và cửa sổ là kính trong hoặc không có kính (chỉ song sắt) Do đó từ quan sát hiện trạng đối với khối phòng học có thể giảm tối đa điện năng tiêu thụ cho chiếu sáng là 50% Vì thực tế là có những phòng học vào ban ngày không cần thiết phải bật đèn

Khu công cộng chủ yếu là hành lang, cầu thang Với diện tích chiếu sáng không lớn, yêu cầu chiếu sáng không cao nhưng công suất cung cấp cho chiếu sáng chiếm đến 8% công suất chiếu sáng cả tòa nhà Thời gian sử dụng không nhiều, nhưng lượng điện năng tiêu thụ cho hệ thống chiếu sáng chiếm đến 4% Như vậy cần xem xét lại hệ thống chiếu sáng công cộng sao cho hợp lý nhất Điều này chúng ta sẽ xem xét trong cụ thể phần sau

III HỆ THỐNG MÁY TÍNH

Tổng hợp hệ thống máy tính cho nhà A&B ( Phụ lục A ):

Máy tính nhà A&B

STT Bộ Phận Công Suất (W)Đ Năng Tiêu Thụ (kWh/năm)

1 Phòng Ban 30,900.000 72,264.15

Bảng 3.2 : Tổng hợp hệ thống máy tính nhà A&B

Số tiền phải chi trả cho hệ thống máy tính nhà A&B, chủ yếu là trong thư

viện là 65,760,400 VNĐ /năm

Nhà A&B, phòng ban là thư viện, và khoa điện Mọi công tác trong thư viện hầu như được tin học hóa hoàn toàn, do vậy công suất tính định mức chiếm một lượng rất lớn Như vậy việc sử dụng hợp lý hệ thống này ta cũng có thể thu được kết quả tiết kiệm là khá lớn Giải pháp cụ thể, lượng điện năng tiết kiệm được, số tiền có thể giảm xuống là bao nhiêu sẽ được kiểm toán một cách thực sự chi tiết trong các phương án thực hiện

IV HỆ THỐNG MÁY LẠNH

Tổng hợp hệ thống máy lạnh cho nhà A&B ( Phụ lục A ):

Máy lạnh + Quạt nhà A&B

STTBộ Phận Công Suất (W)Đ Năng Tiêu Thụ (kWh/năm)

Trong hệ thống máy lạnh + quạt nhà A&B Máy lạnh phục vụ cho thư viện, quạt chủ yếu dùng cho phòng học, một năm nhà trường phải thực hiện việc chi trả cho phần điện năng tiêu thụ bởi hệ thống máy lạnh, quạt gió cho nhà A&B là

152,558,300 VNĐ/năm

Tại thư viện sử dụng một lượng máy lạnh có công suất rất lớn Do đó một lượng năng lượng điện tiêu thụ cho việc làm lạnh rất lớn Quạt chỉ có sử dụng cho phòng học lý thuyết

Nhìn chung sau khi tính toán định mức phụ tải tiêu thụ, xem xét cả hệ thống chiếu sáng, hệ thống máy tính, hệ thống máy lạnh cho chúng ta nhận xét rằng có thể thực hiện tiết kiệm điện năng cho cả ba hệ này đối với nhà A&B Việc thực hiện mang lại hiệu quả kinh tế như thế nào chúng ta sẽ xem xét theo từng phương án cụ thể và lựa chọn phương án tối ưu nhất để thực hiện

4

ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM

I ĐẶT VẤN ĐỀ

Từ các chương mục trên, chúng ta đã thực hiện phân tích các số liệu phụ tải thu được Kết quả cuối cùng mong muốn là phải tiết kiệm được điện năng tiêu thụ một cách cao nhất Như vậy điều cần thiết là nhận ra được các danh mục nào có thể thực hiện tiết kiệm được Điều này cho phép ta có kế hoạch cụ thể để thực hiện, danh mục nào thực hiện trước, danh mục nào thực hiện sau, danh mục nào cần chi phí thực hiện là bao nhiêu Chúng ta sẽ xem xét cụ thể trong phần này

Chiếu sáng

Tiết kiệm điện năng cho hệ thống chiếu sáng, không có nghĩa là giảm đi sự tiện nghi, giảm đi độ rọi cần thiết mà ta phải xem xét một cách cẩn thận, nơi nào chiếu sáng chưa hợp lý, chưa mang đến sự tiện nghi, độ chiếu sáng quá thấp hay quá cao điều không mang lại sự tiện nghi khi làm việc Xem xét có thể thay thế loại thiết bị có hiệu suất cao hơn, tận dụng ánh sáng tự nhiên, chiếu sáng phân vùng theo yêu cầu công việc, sử dụng các cảm biến ánh sáng để khống chế hợp lý, có thể sử dụng các công cụ phần mềm, tính toán thiết kế phân bố lại chiếu sáng một cách tối ưu và cuối cùng là con người, xây dựng ý thức tiết kiệm điện từ nhân viên các đơn vị, phòng ban trong nhà trừơng Tất cả những vấn đề trên phải được xem xét và đưa ra hướng giải quyết cụ thể

Máy tính

Sử dụng hợp lý hệ thống máy tính cho ta một sự tiết kiệm vô cùng to lớn Nhưng như thế nào là sử dụng hợp lý, đó là phần kiến thức cơ bản mà cán bộ công nhân viên trong nhà trường phải được trang bị, kèm theo sự hiểu biết đó là

ý thức tiết kiệm, và thói quen sử dụng thiết bị điện hợp lý Xây dựng cho nhân viên các phòng ban từ bỏ thói quen là bật tất cả các máy tính và thiết bị ngoại vi khi vào văn phòng làm việc vào các buổi sáng mà không có ý định sử dụng máy tính cho công việc cụ thể nào, chỉ bật từng cái khi có ý định sử dụng Khi rời khỏi máy tính, trong một khoảng thời gian nào đó, hình thành thói quen tắt màn hình, hay tắt máy tính nếu không làm việc với máy trong một khoảng thời gian dài hay có công việc cần ra ngoài thì thói quen hình thành phải tắt máy tính Việc tắt mở máy tính đúng cách và với một số lần tắt mở vừa phải thì không đến mức gây hư hỏng thiết bị Việc khởi động lại không đến mức tốn nhiều thời gian và làm hư hỏng thiết bị Cũng nên xem xét việc sử dụng màn hình lớn khi công việc thực sự không cần thiết phải có màn hình lớn Khuyến khích sử dụng màn hình tinh thể lỏng, vừa tiết kiệm điện năng tiêu thụ, vừa mang lại vẽ đẹp trang trọng cho phòng làm việc, tuy nhiên xem xét đến số tiền đầu tư cao hơn màn hình bình thường Khuyến khích sử dụng máy tính laptop, loại máy này tiêu thụ năng lượng thấp hơn nhiều máy bàn và có nhiều tiện dụng trong công việc

Máy lạnh

Hệ thống máy lạnh, chiếm tỷ trọng khá lớn trong năng lượng tiêu thụ, xem xét các phòng ban có hệ thống cách nhiệt đạt yêu cầu hay không Chế độ sử dụng máy lạnh hợp lý hay không ? nhiệt độ trong phòng quá lạnh hay quá nóng Có thể tăng cường sử dụng quạt gió cho thông thoáng để từ đó có thể giảm công suất máy lạnh Khi nhiệt độ giảm xuống thêm 10 C thì điện năng tiêu thụ của máy lạnh tăng lên rất nhiều

II GIẢI PHÁP KỸ THUẬT

1 Giải Pháp Tiết Kiệm Cho Hệ Chiếu Sáng

Sử dụng ánh sáng tự nhiên và các thiết bị phụ trợ

a) Hầu hết các tòa nhà tại trường được xây dựng chủ yếu bằng kính xây

dựng, do đó lượng ánh sáng tự nhiên là vô cùng lớn, vào các ngày trời sáng, một số phòng học không cần phải chiếu sáng Hoặc chỉ cần chiếu sáng một nữa Một giải pháp là tắt 50% số đèn sử dụng trong các phòng học, phòng thí nghiệm vào ban ngày sẽ cho phép tiết kiệm được một lượng lớn điện năng tiêu thụ:

Ta tính toán cụ thể cho nhà A&B như sau:

Theo bảng 4 phụ lục 3, số tiết dạy ban ngày của các phòng học chiếm

77,82% Với lượng điện năng tiêu thụ cho hệ chiếu sáng nhà A&B là 48,544.11 Kwh/năm, thì với giải pháp cắt 50% số đèn sử dụng vào ban

ngày cho phép chúng ta tiết kiệm được một lượng điện năng tiêu thụ là :

18,888,5Kwh/năm Tương ứng một năm chúng ta tiết kiệm được số tiền

là :17,188,500 VNĐ So với số tiền điện chi trả một năm cho chiếu sáng

nhà A&B thì giải pháp này tiết kiệm được 17,22% Số tiền này đủ để đầu tư phân chia hệ chiếu sáng khối phòng học ra 50% bằng cách đi lại hệ chiếu sáng, Đầu tư thiết bị đóng cắt vào các tủ điện tại từng tầng của toà nhà, việc khống chế khi nào cho phép sử dụng tối đa 50% số đèn trong phòng, khi nào sử dụng 100% số đèn trong phòng được thực hiện tại tủ điện tầng của toà nhà và thực hiện bởi người có trách nhiệm phụ trách toà nhà ( Nhân viên vệ sinh, Giám thị,Nhân viên ca trực ) Như vậy sau một năm chúng ta có thể thu hồi vốn đầu tư cho giải pháp này Giải pháp này có tính khả thi rất cao, mang lại hiệu quả kinh tế, tiết kiệm 17,22%, nếu áp dụng cho toàn trường, sẽ mang lại một hiệu quả kinh tế vượt bật Giải pháp này có thể bắt đầu thực hiện ngay Yêu cầu công việc không khó khăn phức tạp

b) Theo các tài liệu khảo sát của Trung Tâm Môi Trừơng – Trừơng đại

học Colorado, Mỹ Khi sử dụng cảm biến ánh sáng và các loại Ballast điện tử cho phép tiết kiệm khoảng 15% điện năng tiêu thụ Theo đó nhà

A&B, hệ thống chiếu sáng toàn toà nhà là 109,629.25 kwh/năm, do đó

nếu thực hiện giải pháp này cho hệ chiếu sáng ta có thể tiết kiệm được

16,444.39kwh/năm, tương ứng với số tiền tiết kiệm là 14,964,392

VNĐ/năm Tuy nhiên khoảng tiết kiệm 15% này là chưa được kiểm

chứng trong trong điều kiện nước ta Do vậy cách này vẫn có thể thực

hiện được vì là phương án tiết kiệm tốt nhưng khả năng hoàn vốn và thời

gian không xác định được một cách chính xác

Tuy nhiên theo tài liệu HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ LẮP ĐẶT ĐIỆN

THEO TIÊU CHUẨN QUỐC TẾ IEC ( Guide de I'installation e1lectrique

-Merlin Gerin ấn hành – Bộ Môn Cung Cấp Điện Đại Học Bách Khoa TP

HCM dịch và lưu hành) thì với đèn ống huỳnh quang chuẩn Cosϕ = 0,55

nếu dùng Ballast thường không tụ bù, Cosϕ = 0,96 nếu dùng Ballast điện

tử Hoặc Cosϕ = 0,93 nếu dùng Ballast điện từ có dùng tụ bù Như vậy

giải pháp thay thế sử dụng Ballast điện từ thông thường bằng Ballast điện

tử sẽ mang lại cơ hội tiết kiệm năng lượng điện tiêu hao Hoặc gắn thêm

các tụ bù trong các bộ đèn để nâng cao Cosϕ trong mang điện mang lại

hiệu quả kinh tế kỹ thuật rất cao

Thực hiện kiểm toán và chứng minh hiệu quả của phương pháp này

như sau:

- Hệ số Cosϕ cao cho phép sử dụng máy biến áp cao, các thiết bị đóng

cắt và tiết diện dây cáp nhỏ hơn đồng thời làm giảm tổn thất điện

năng và độ sụt áp trong mạng điện

- Giảm kích cở dây dẫn:

Sự giảm kích cở dây dẫn khi thay đổi hệ số công suất được chỉ ra trong

bảng sau :

Bảng 4.1 : Bội số tiết diện cáp và hàm cosϕ

- Giảm tổn thất công suất trong dây dẫn:

Tổn hao trong dây dẫn tỷ lệ bình phương dòng điện và được tính bằng

công tơ đếm điện năng Việc giảm dòng tổng qua dây dẫn 10% sẽ giảm

tổn thất gần bằng 20% Do đó với 1569 bộ đèn tại nhà A&B cho phép ta giảm tổn thất một lượng điện năng là khá lớn Đồng thời tăng khả năng tải của đường dây, máy biến áp Cải thiện hệ số công suất có thể đỡ tốn kém hơn việc thay thế máy biến áp lớn hơn khi có nhu cầu tăng công suất của phụ tải

- Giảm độ sụt áp:

Các tụ điện bù có thể điều chỉnh hệ số công suất làm giảm hoặc có thể khử hoàn toàn dòng phản kháng trong các dây dẫn ở trước vị trí bù Do vậy làm giảm hoặc khử bỏ hoàn toàn độ sụt áp

Như vậy sử dụng Ballast điện từ thông thường có gắng tụ bù là phương pháp bù công suất phản kháng theo kiểu bù riêng lẻ, mang lại hiệu quả kinh tế cao như giảm kích thước và tổn hao trong tất cả các loại dây dẫn của mạng điện Dòng điện phản kháng có giá trị lớn không còn tồn tại trong mạng điện

Như trên đã đề cập, phương pháp này mang đến việc tối ưu hoá tính kinh tế kỹ thuật cho mạng điện nhưng việc thực hiện cần phải xem xét đến các vấn đề như số tiền tiết kiệm trong chi trả hoá đơn tiền điện trước và sau khi bù, các chi phí mua tụ bù, hay mua Ballast điện tử, chi phí lắp đặt và bảo trì

Nhận xét rằng phương pháp này có tính khả thi cao nhưng trong thời gian ngắn chưa thể hoàn vốn ban đầu Xét trong khoảng thời gian dài thì phương pháp này mang lại hiệu quả cao trên nhiều phương diện

c) Cũng theo khảo sát của đại học Colorado, khi sử dụng các loại đèn có

hiệu suất cao cho phép tiết kiệm 4% điện năng tiêu thụ Tuy nhiên cần xem xét loại đèn này có trên thị trường Việt Nam hiện nay không ? giá thành đầu tư thay thế có thể hoàn vốn trong khoảng thời gian bao lâu ? Do đó phương án này chỉ có thể xem xét trong thời gian lâu dài

Xem xét các khu vực có chiếu sáng cao hơn mức bình thường, các khu vực gần cửa số, khu hành lang Có thể tháo bớt số lượng đèn dùng cho

Bật tắt tất cả các đèn, khi không còn ai làm việc trong phòng Có thể thực hiện được bằng cảm biến ánh sáng, bằng Dimmer và đồng hồ hẹn giờ Với lực lượng tổ bảo trì hiện nay là 5 người, hằng năm có nhiều nhóm sinh viên thực tập tại trường, thì việc thực hiện lau chùi sạch bóng đèn 2lần/năm là không khó Đèn sạch sẽ chiếu sáng hơn

Nếu thực hiện tốt, triệt để tất cả các biện nêu trong giải pháp c) có

thể cho ta tiết kiệm 4% chi phí điện năng tiêu thụ nhà A&B, thì củng có thể tiết kiệm được khoảng chi phí là 3,990,500 VNĐ/năm Trong đó biện pháp này không yêu cầu vốn đầu tư lớn Với toàn bộ nhà trường thì khoảng tiết kiệm này là không nhỏ

Kết luận :

Nếu thực hiện triệt để tất cả các biện pháp nêu trên cho hệ thống chiếu sáng ước tính ta có thể tiết kiệm được 36% lượng điện năng tiêu thụ hiện nay( tính trong 1 năm) cho hệ thống chiếu sáng Một sự tiết kiệm vô cùng

to lớn đối với một phụ tải điện mà chiếu sáng là yêu cầu chủ yếu Với quy mô lớn tính cho toàn trường thì lượng điện năng tiết kiệm càng có ý nghĩa cao hơn Từ các phân tích trên, đưa ra các biện pháp có thể thực hiện như sau :

Các biện pháp có thể thực hiện ngay ( đơn giản – vốn đầu tư thấp)

- Tháo gở các bóng đèn tại các khu vực hành lang, gần cửa sổ hoặc các vị trí chiếu sáng nhận thấy không cần thiết

- Thực hiện việc lau chùi bóng định kỳ

- Thực hiện tắt mở các bóng đèn tại các phòng học ngay trước giờ học và tắt khi ra về

- Có công văn, tờ bướm hướng dẫn thực hiện tiết kiệm điện năng, triển khai đến các đơn vị phòng ban trong nhà trường, tổ chức các buổi hộp công tác triển khai thực hiện hành vi, ý thức tiết kiệm trong văn hoá công sở

Các biện pháp thực hiện trong thời gian dài ( yêu cầu vốn đầu tư cao – ảnh hưởng lớn)

- Thiết kế lại hệ thống chiếu sáng, chia thành hai mạch chiếu sáng 50%, vào các ngày trời trong, người phụ trách chỉ đóng 50% mạch điện chiếu sáng Chỉ bật 100% khi thấy cần thiết Công việc này thực hiện trong một thời gian dài

- Thay dần hệ chiếu sáng từ sử dụng Ballast thông thường sang ballast điện tử, hoặc thực hiện gắn tụ bù cho các bóng đèn

- Thiết trí lại một số phòng làm việc mà chiếu sáng còn chưa hợp lý

- Trong khi thực hiện các biện pháp trên Tổng hợp các hoá đơn thanh toán tiền điện hàng tháng để xem xét đến tính hiệu quả công việc

Bố trí đèn hợp lý cho phòng học

(phần mềm thiết kế Luxicon )

Công việc này rất cần thiết, có thể một số phòng học chiếu sáng quá thiếu, một số phòng chiếu sáng quá thừa, cả hai trường hợp đều không mang lại một sự hợp lý cần thiết, do đó thực hiện kiểm tra thiết trí lại hệ thống chiếu sáng là vô cùng quan trọng

Công việc này yêu cầu một người có chuyên môn thực hiện Có các công cụ mạnh hỗ trợ thực hiện Ở đây chúng ta sử dụng phần mền thiết kế chiếu sáng Luxicon, là một trong số các phần mềm chiếu sáng mạnh hiện nay để thực hiện chiếu sáng mẫu cho một phòng học

Kiểm Tra Chiếu Sáng Phòng A1.1 Mô tả các thông số phòng :

- Sàn bê tông, quét vôi trắng

- Song sắt không kính phía đông Tường vôi phía bắc và phía nam

- Sàn là gạch men màu kem trắng

- Chiều cao mặt bàn làm việc là 0,8m

- Độ rọi yêu cầu khi thiết kế là 250 lux

Để có kết quả minh chứng cho sự ảnh hưởng của ánh sáng tự nhiên, chúng

ta tiến hành kiểm tra chiếu sáng tại phòng A1.1 với hiện trạng chiếu sáng thực tế, được xem xét ở hai trạng thái – có ảnh hưởng của ánh sáng tự nhiên và không có ảnh hưởng của ánh sáng tự nhiên Điều này cho chúng

ta rõ hơn về giải pháp 50% ánh sáng vào những ngày trời trong

- Số bộ đèn đôi có chóa phản quang 2x40W, loại đèn huỳnh quang , được thả cao so với sàn là 0.6m, hiệu suất 73,53%, quang thông mỗi bóng là 3150lm, được bố trí thành 2 hàng, mỗi hàng 3 bóng

Hình 4.1: Hình ảnh bộ đèn đôi huỳnh quang gắn nổi

- Số bộ đèn đơn gắn tường không có choá phản quan, loại đèn huỳnh quang 40W, được thả cao so với sàn là 1.2m Quang thông bóng đèn là 3150lm, hiệu suất 74.99% Gắn trên tường thành 1 dãy 4 bóng Đường phối quang và thông số đặt tính như sau :

Hình 4.2 : Hình ảnh bộ đèn đơn gắn tường

- Số bộ đèn chiếu sáng cục bộ cho bảng viết là 4 bóng, dùng bóng huỳnh quang 40W, quang thông mỗi bóng là 3150Lm Hiệu suất la 42.95%ø , có đường phối quang như sau :

Hình 4.3 : Hình ảnh bộ đèn đơn chiếu sáng bảng viết

Từ thực tế ta có sơ đồ mặt bằng chiếu sáng phòng A1.1 như sau:

Hình 4.4 : Mặt bằng chiếu sáng nhà A1.1

Hình ảnh căn phòng theo hình phối cảnh : Nhìn từ cửa trước