Một số giải pháp cho tiết kiệm điện năng14:55 |09/04/2012 - 

 Hưởng ứng phong trào “Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả”, nhiều doanh nghiệp đã nỗ lực đầu tư nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng, đặc biệt là điện năng. Vấn đề đặt ra với mỗi doanh nghiệp là có thể tiết kiệm điện được điện năng ở chỗ nào, đầu tư vào đâu và đầu tư như thế nào để có thể đạt được hiệu quả đầu tư.

Trong các phương án để nâng cao hiệu quả sử dụng điện năng thì phương án đầu tư đổi mới công nghệ sang sử dụng một công nghệ sản xuất mới với mức tiêu hao năng lượng thấp hơn là phương án tốt nhất về mặt kỹ thuật. Tuy nhiên phương án này không phải lúc nào cũng là phương án khả thi khi xem xét tới các bài toán kinh tế và năng lực tài chính của mỗi doanh nghiệp. Do vậy vấn đề cải tạo hệ thống sản xuất hiện có để đạt được sự tiết kiệm năng lượng nói chung, điện năng nói riêng vẫn đang là mối quan tâm hàng đầu đối với các doanh nghiệp. Bài viết này giới thiệu một số giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng điện năng trong công nghiệp và dân dụng giúp cho các nhà quản lý doanh nghiệp có được cái nhìn khách quan trong phân tích và lựa chọn phương án đầu tư cải tạo hệ thống sản xuất để tiết kiệm năng lượng.

Chỉ có thể tiết kiệm được khi có tổn thất, lãng phí

Đây là nguyên tắc cơ bản nhất và điều này đúng với cả việc sử dụng năng lượng nói chung và điện năng nói riêng. Việc sử dụng điện trong các doanh nghiệp là nhằm mục đích tạo ra sản phẩm cho xã hội và đương nhiên là càng tạo ra nhiều sản phẩm thì càng tiêu tốn nhiều điện năng. Do sự hạn chế về công nghệ nên điện năng sử dụng để tạo ra sản phẩm thông thường sẽ bao gồm cả phần năng lượng không tham gia vào quá trình tạo ra sản phẩm. Phần năng lượng này thông thường thoát ra ngoài môi trường dưới dạng nhiệt năng, đốt nóng, bào mòn các chi tiết máy, thiết bị công nghệ và người ta gọi đó là các tổn thất, lãng phí. Việc cải tạo hệ thống sản xuất để tiết kiệm điện năng là nhằm mục đích giảm thiểu sự tổn thất và lãng phí này. Quán triệt nguyên tắc này các chủ đầu tư sẽ đảm bảo tránh được những khoản đầu tư sai không những không mang lại hiệu quả tiết kiệm năng lượng mà đôi khi còn gây lãng phí thêm như các phân tích dưới đây.

Tiết kiệm điện trong chiếu sáng

Giải pháp đơn giản nhất là tận dụng các nguồn sáng tự nhiên, giảm thiểu việc sử dụng thiết bị chiếu sáng. Tuy nhiên khi bắt buộc phải sử dụng nguồn sáng nhân tạo thì có hai giải pháp chính cho việc tiết kiệm điện trong chiếu sáng điển hình như sau:

Sử dụng thiết bị chiếu sáng có hiệu suất phát sáng cao

Giải pháp này là giải pháp thay thế các thiết bị chiếu sáng bởi các thiết bị chiếu sáng mới có tổn thất thấp hơn nhằm tiết kiệm năng lượng. Trong các thiết bị chiếu sáng hiện đang được sử dụng thì các bóng đèn sợi đốt có hiệu suất phát sáng thấp nhất. Nói cách khác nó có sự tổn thất cao nhất. Nguyên nhân chính của hiệu suất phát sáng thấp là do đèn phát sáng dựa trên nguyên tắc đốt nóng của sợi đốt ở nhiệt độ cao nên phần lớn điện năng bị biến thành nhiệt năng. Bóng đèn sợi đốt hiện nay được khuyến cáo là không nên sử dụng cho mục đích chiếu sáng trừ các trường hợp có yêu cầu đặc biệt.

Giải pháp chiếu sáng được khuyến nghị hiện nay tại Việt Nam và một số nước trên thế giới là sử dụng đèn huỳnh quang và đèn huỳnh quang compact. Trong khi hiệu suất phát sáng thông thường của đèn sợi đốt chỉ là từ 1 tới 3% thì đèn huỳnh quang và huỳnh quang compact là từ 15 tới 25% (thực tế do phải tiêu tán công suất cho các thiết bị phụ nên hiệu suất của đèn huỳnh quang vào khoảng 12% và đèn huỳnh quang compact vào khoảng 15%). Do có dải chiếu sáng rộng nên đèn huỳnh quang được sử dụng để chiếu sáng các không gian rộng như phòng họp, hội trường, nhà xưởng còn đèn huỳnh quang compact được sử dụng cho chiếu sáng trong không gian hẹp hoặc làm chiếu sáng công cộng. Nhược điểm lớn nhất của đèn huỳnh quang và đèn huỳnh quang compact là nó có chứa thủy ngân nên nó gây hại lớn cho môi trường nên cần một chế độ thu gom và tiêu hủy đèn hỏng đặc biệt.

Giải pháp chiếu sáng có hiệu suất cao nhất hiện nay là chiếu sáng sử dụng đèn LED (Light Emiting Diode). Không giống như đèn sợi đốt sử dụng nguyên tắc phát sáng ở nhiệt độ cao và đèn huỳnh quang sử dụng nguyên tắc phát sáng kích thích bột huỳnh quang bằng tia tử ngoại, đèn LED sử dụng nguyên tắc phát sáng tại lớp tiếp xúc p - n của chất bán dẫn nên nó đạt hiệu suất cao hơn. Hiệu suất phát sáng của đèn loại tốt có thể lên tới 35%. Các loại đèn LED công suất cao đã được chế tạo vào đầu thế kỷ XXI cho nhiều mục đích chiếu sáng khác nhau và hứa hẹn là sẽ là thiết bị chiếu sáng phổ biến trong tương lai.

Sử dụng thiết bị điều khiển để nâng hiệu suất của đèn huỳnh quang

Mặc dù có sự xuất hiện của đèn huỳnh quang compact và đèn LED nhưng nhờ ưu điểm của mình đèn huỳnh quang dạng ống đang và vẫn sẽ được sử dụng rộng rãi. Ý tưởng phát triển các thiết bị điều khiển để nâng cao hiệu suất phát sáng là dựa trên đặc điểm phi tuyến của đèn huỳnh quang và người ta tìm cách đưa chế độ hoạt động của đèn về mức tối ưu nhằm tiết kiệm điện năng và kéo dài tuổi thọ của đèn. Khi phân tích hoạt động của đèn huỳnh quang dạng ống người ta nhận thấy tính chất đặc biệt của đèn này sau khi mồi là giảm điện áp cấp vào đèn sẽ làm giảm công suất tiêu thụ nhưng cường độ phát sáng thì giảm không đáng­­­­­ kể.

Cụ thể là khi điện áp giảm còn 80% điện áp định mức, công suất tiêu thụ sẽ giảm còn 70% định mức trong khi cường độ sáng của đèn chỉ giảm 5% (còn 95% cường độ sáng định mức), có nghĩa là hiệu suất phát sáng của đèn tăng lên. Dựa vào tính chất đặc biệt này người ta đã chế tạo ra các bộ tiết kiệm điện sử dụng cho đèn huỳnh quang. Bộ điều khiển này sẽ thực hiện việc giảm công suất tiêu thụ của đèn sau khi đèn mồi xong. Có các bộ tiêu chuẩn chế tạo cho 10 , 20 và 50 đèn 40W. Nhược điểm lớn nhất của phương án tiết kiệm điện cho đèn huỳnh quang dùng bộ điều khiển này là hệ thống đèn phải được cấp điện riêng.

Ứng dụng hệ thống BMS trong tiết kiệm điện năng

Trong các tòa nhà văn phòng lớn, việc sử dụng hệ thống BMS (Building Management System) sẽ giúp cho tiết kiệm điện năng. Hệ thống BMS tham gia trực tiếp vào quá trình điều khiển hệ thống điều hòa và thông gió (HVAC) và phải giữ cho hệ thống HVAC làm việc một cách hiệu quả, đảm bảo rằng các hoạt động của hệ thống HVAC là an toàn trong bất kỳ tình huống bất thường nào (kể cả các tình huống không được dự báo trước). Hệ thống BMS sẽ điều khiển quá trình thông gió ở mức tối ưu, giảm được tối thiểu sự mất mát nhiệt (vào mùa đông) và lạnh (vào mùa hè) đồng thời vẫn đảm bảo yêu cầu thông gió. Việc lựa chọn được một chiến lược điều khiển tốt sẽ đảm bảo được các yêu cầu của hệ thống HVAC đồng thời giảm tải cho hệ thống làm lạnh và điều hòa không khí dẫn tới tiết kiệm được năng lượng điện tiêu thụ. Chiến lược và cấu trúc điều khiển này sẽ phụ thuộc vào cấu trúc của hệ thống thông gió.

Tuy vậy, cho dù là thông gió tự nhiên (natural ventilation) hay thông gió cưỡng bức (bằng thiết bị máy móc - mechanical ventilation) thì một trong những mục tiêu cơ bản vẫn là loại bỏ mùi, cacbon dioxide (CO2) và các ô nhi