Tài liệu Biến tần, một biện pháp tiết kiệm điện

Tiết kiệm điện năng Tháng 1/2007 KHOA HỌC - CÔNG NGHỆ Biến tần, một biện pháp tiết kiệm điện Ở các xí nghiệp, nhà máy và ở các nhà máy điện đều có các thiết bị hút thổi gió, khói, hơi nước...có sử dụng động cơ ba pha xoay chiều làm động cơ sơ cấp. Tại các xí nghiệp khác, thường là các thiết bị làm mát ( điều hoà trung tâm ), máy bơm nước... Trong quá trình sản xuất, lưu lượng của các thiết bị này luôn cần thay đổi để phù hợp với nhu cầu cụ thể về sản xuất của xí nghiệp, nhà máy.... Với động cơ sơ cấp là các động cơ xoay chiều ba pha, việc điều chỉnh lưu lượng của các thiết bị này là khó khăn vì như ta đã biết, lưu lượng của các môi chất thông qua thiết bị là phụ thuộc vào tốc độ qua của động cơ sơ cấp. Với cấu tạo của các động cơ xoay chiều ba pha truyền thống thì tốc độ quay của động cơ coi như không đổi với hệ thống lưới điện xoay chiều có tần ssố công nghiệp f= 50Hz thông qua quan hệ f=p.n/60 - trong đó p là số đôi cực của động cơ, và n là tốc độ quay. Với quan hệ này, tốc độ quay của động cơ chỉ còn phụ thuộc vào tần số của lưới điện. Vì vậy để thực hiện thay đổi được lưu lượng, điều tốt nhất là thay đổi tốc độ động cơ sơ cấp, có nghĩa là cần thay đổi tần số của lưới điện .Thêm nữa, như ta đã biêt, đối với các hệ truyền động loại bơm và quạt, mômen tải phụ thuộc vào tốc độ quay của trục theo hàm bình phương. Lưu lượng ra của hệ tỉ lệ thuận với tốc độ quay: Do đó, công suất đòi hỏi của hệ thống tỉ lệ với lập phương của tốc độ quay và cũng là tỉ lệ với lập phương của lưu lượng: Do rằng việc điều chỉnh tần số của lưới điện là điều không thể được, nên cho đến nay tại các xí nghiệp, nhà máy thường để điều chỉnh lưu lượng, người ta thường sử dụng biện pháp điều chỉnh các lá chắn đầu vào, đầu ra hoặc làm một đường quay trở lại ( như hình vẽ 1,3). Thí dụ như ở nhà máy nhiệt điện, ở các quạt hút khói, thổi gió, ở đầu ra hoặc đầu vào của quạt, thường có một lá chắn động, gồm các cánh hình cánh quạt, có trục quay theo các bán kính. Có một động cơ nhỏ điều khiển độ quay của các lá chắn này, để tạo ra các khe hở rộng hay hẹp tuỳ theo yêu cầu cho gió, khói lọt qua. Việc điều chỉnh lưu lượng khói gió kiểu đối phó này tuy có đem lại hiệu quả về điều chỉnh lưu lượng khói gió nhưng không kinh tế vì động cơ vẫn làm việc gần như không thay đổi, lượng điện tiêu thụ không giảm được bao nhiêu. Hình vẽ đường đặc tính nêu dưới đây sẽ cho thấy điều đó. Trang - 1 - Tiết kiệm điện năng Tháng 1/2007 Hiển nhiên là trong các phương pháp trên đây, năng lượng tiêu thụ của toàn hệ thống lớn hơn nhiều so với năng lượng yêu cầu khi lưu lượng yêu cầu giảm đi so với thiết kế. Mặc dù khi giảm lưu lượng ra, năng lượng tiêu thụ cũng giảm đi nhưng tổn hao trên các thiết bị khống chế như các lá chắn vẫn còn lớn. Các phương pháp điều chỉnh lá chắn khác nhau cho thấy tổn hao trên các lá chắn cũng khác nhau rất nhiều. Việc làm mất đi những tổn hao trên các lá chắn này gợi ra một tiềm năng tiết kiệm rất lớn. Như đã biết ở trên, lưu lượng của các thiết bị này phụ thuộc vào tốc độ của động cơ sơ cấp, mà tốc độ này lại phụ thuộc vào tần số của nguồn điện. Vì vậy với một động cơ sơ cấp đã có, việc điều chỉnh tốc độ dễ dàng thực hiện được nhất là thay đổi tần số của nguồn điện. Giải pháp cho vấn đề trên chính là sử dụng biến tần để thay thế cho các van . Theo các công nghệ truyền thống trước đây mới chỉ thực hiện được việc biến tần ở các tần số cao, với công suất nhỏ trong kỹ nghệ truyền thanh và truyền hình. Còn với tần số công nghiệp và với công suất lớn hàng trăm kilô wat thì chưa thực hiện được. Cho đến nay, rào cản về trình độ công nghệ này đã bị tháo bỏ, các nước có nền kỹ nghệ tiền tiến đã chế tạo được các máy biến tần công suất lớn, và ngay lập tức đã được áp dụng vào sản xuất, giải quyết được vấn đề điều chỉnh tốc độ của các động cơ ba pha xoay chiều và đem lại hiệu quả cao về mặt kinh tế. Việc điều chỉnh đầu ra (v.d lưu lượng) của bơm/quạt được thực hiện ngay tại đầu vào là nguồn sinh ra lưu lượng, cũng chính là thông qua điều chỉnh tốc độ của động cơ truyền động bơm/quạt ấy. Khi không phải dùng van (hoặc để các van sẵn có mở tối đa) đương nhiên sẽ không còn tổn thất trên van. Động cơ cũng không phải sinh công suất cơ trên trục lớn hơn nhu cầu thực để thắng sức cản trên các van. Trong hình vẽ 2 là đường đặc tính năng lượng - lưu lượng của bộ biến tần so sánh với bộ điều khiển lá chắn đầu vào. Theo hai đường đặc tính trên, chúng ta luôn thấy đường biểu diễn năng lượng cho hệ thống khi dùng biến tần (Micromaster) để điều khiển nằm thấp hơn rất nhiều so với đặc tính van, nhất là khi lưu lượng ra điều chỉnh xuống giá trị phần trăm thấp. Như trên hình vẽ, nếu giảm lưu lượng đi 20% thì năng lượng tiêu thụ sẽ giảm gần 50% so với giá trị thiết kế với phương án điều khiển lá chắn đầu vào. Còn khi sử dụng bộ biến tần thì năng lượng tiêu thụ giảm chỉ còn 23%. Khi lưu lượng tiêu thụ giảm xuống còn 50% thì năng lượng tiêu thụ với bộ biến tần chỉ còn 15% so với 56% khi sử dụng lá chắn đầu vào. Cũng so sánh như vậy với bộ điều khiển lá chắn đầu ra ( Hình vẽ 4) thì năng lượng tiêu thụ còn tiết kiệm được nhiều hơn. Ngoài ra, vớiviệc sử dụng các lá chắn, chẳng những năng lượng tổn hao đã gây ra lãng phí lớn mà bản thân nó còn gây ra những tác hại không nhỏ cho hệ thống. Các lá chắn bị mòn đi rất nhanh. Các chi tiết cơ khí trên hệ thống bị chịu áp lực nhiều hơn Trang - 2 - Tiết kiệm điện năng Tháng 1/2007 cần thiết, chóng mỏi hơn và mau hỏng. Như vậy, chúng ta lại còn mất thêm những chi phí cho bảo trì hệ thống. Vậy bộ biến tần làm việc như thế nào ? Nguyên lý làm việc của bộ biến tần cũng khá đơn giản ( Hình 5). Đầu tiên, nguồn điện xoay chiều 1pha hay 3 pha được chỉnh lưu và lọc thành nguồn 1 chiều bằng phẳng. Công đoạn này được thực hiện bởi bộ chỉnh lưu cầu diode và tụ điện (tụ DC link). Nhờ vậy, hệ số công suất cosphi của hệ biến tần đều có giá trị không 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 3 pha đối xứng. Công đoạn này hiện nay 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. Hệ thống điện áp xoay chiều 3 pha ở đầu ra có thể thay đổi giá trị biên độ và tần số vô cấp tuỳ theo bộ điều khiển. Theo lý thuyết, giữa tần số và điện áp có một quy luật nhất định tuỳ theo chế độ điều khiển. Đối với tải có mô men không đổi, tỉ số điện áp tần số là không đổi. Tuy vậy với tải bơm và quạt, quy luật này lại là hàm bậc 4. Điện áp là hàm bậc 4 của tần số. Điều này tạo ra đặc tính mô men là hàm bậc hai của tốc độ phù hợp với yêu cầu của tải bơm/quạt do bản thân mô men cũng lại là hàm bậc hai của điện áp. Hiệu suất chuyển đổi nguồn của các bộ biến tần rất cao vì sử dụng các bộ linh kiện bán dẫn công suất chế tạo theo công nghệ hiện đại. Chính vì vậy, năng lượng tiêu thụ cũng xấp xỉ bằng năng lượng yêu cầu bởi hệ thống. Qua tính toán với các dữ liệu thực tế, với các chi phí thực tế thì với một động cơ sơ cấp khoảng 100 kW, thời gian thu hồi vốn đầu tư cho một bộ biến tần là khoảng từ 3 tháng đến 6 tháng Hiện nay ở Việt nam đã có một số xí nghiệp sử dụng máy biến tần này và đã có kết quả rõ rệt. Với giải pháp tiết kiệm năng lượng bên cạnh việc nâng cao tính năng điều khiển hệ thống, các bộ biến tần hiện nay đang được coi là một ứng dụng chuẩn cho các hệ truyền động cho bơm và quạt. Nhờ tính năng kỹ thuật cao với công nghệ điều khiển hiện đại nhất (điều khiển tối ưu về năng lượng) các bộ biến tần đang và sẽ làm hài lòng nhiều nhà đầu tư trong nước, trong khu vực và trên thế giới. Nguồn: Theo Công nghệ mới Trang - 3 - Tiết kiệm điện năng Tháng 1/2007 Tăng cường các biện pháp giảm tổn thất điện năng 8 tháng đầu năm 2006, tổn thất điện năng của toàn Tổng công ty là 11,94%, giảm 0,3% so với cùng kỳ năm 2005, tuy nhiên vẫn cao hơn 0,94% so với chỉ tiêu Chính phủ giao. Chương trình giảm tổn thất điện năng cho thời gian tới mới đây đã được EVN đặt ra với những biện pháp triển khai quyết liệt tới từng đơn vị. Theo Quyết định số 80/2006/QĐ-TTg ngày 14/4/2006, Thủ tướng Chính phủ yêu cầu EVN đưa tổn thất xuống còn 11% vào năm 2006 và 9% vào năm 2010 (giảm 1% so với quyết định số 3259/QĐ-NLDK ngày 8/12/2003 do Bộ Công nghiệp giao). Đây thực sự là một nhiệm vụ khó khăn đòi hỏi sự nỗ lực rất lớn của toàn ngành Điện. Mặc dù nhiều năm qua, EVN đã có không ít kinh nghiệm trong việc thực hiện các biện pháp giảm tổn thất, đặc biệt từ đầu năm đến nay các đơn vị trong toàn ngành cũng đã nỗ lực triển khai đồng bộ các giải pháp về quản lý, kỹ thuật, kinh doanh… nhằm đưa mức tổn thất xuống thấp nhất; song theo Phó Tổng Giám đốc EVN Nguyễn Mạnh Hùng thì: Trong quá trình triển khai vẫn còn một số tồn tại ở tất cả các khâu từ đầu tư xây dựng, cải tạo nâng cấp, sửa chữa lớn lưới điện, công tác quản lý vận hành hệ thống lưới điện, công tác kinh doanh dịch vụ khách hàng… Chính vì vậy, chỉ đạo tại Hội nghị Giao ban công tác giảm tổn thất điện năng 8 tháng đầu năm 2006 và đề ra các biện pháp giảm tổn thất điện năng cho thời gian tiếp theo, Phó TGĐ Nguyễn Mạnh Hùng yêu cầu: Các đơn vị cần khắc phục ngay những tồn tại và quyết liệt triển khai các biện pháp giảm tổn thất điện năng để toàn Tổng công ty đạt được chỉ tiêu của Chính phủ giao. Theo đó, Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Quốc gia và các trung tâm điều độ Hệ thống điện miền phải thường xuyên tính toán, bố trí phương thức vận hành hợp lý, đảm bảo tính kinh tế chung của hệ thống; đồng thời đảm bảo điện áp tại thanh cái các trạm biến áp theo tiêu chuẩn nhằm giảm tổn thất điện ngay từ trên lưới. Các công ty truyền tải điện cùng với việc luôn phải đảm bảo điện áp trên lưới, tại các trạm biến áp và trên đường dây thì cần: Tăng cường quản lý kỹ thuật, theo dõi tình trạng mang tải của đường dây và trạm để chủ động lập phương án khắc phục nếu đường dây và trạm đầy hoặc quá tải; tăng cường kiểm tra thiết bị trên lưới, phát quang hành lang tuyến để tránh rò rỉ điện và kịp thời xử lý các mối nối phát nhiệt nếu có; khẩn trương hoàn tất sửa chữa lớn để ngăn ngừa giảm sự cố trên lưới; dự phòng vật tư, thiết bị, xây dựng phương án xử lý nhanh sự cố để giảm tối thiểu thời gian cắt điện... Đặc biệt, các công ty truyền tải cũng cần quản lý tốt hệ thống công tơ đo đếm ranh giới giao nhận điện với các công ty bán điện và các công ty điện lực; tăng cường kiểm ta đảm bảo sử dụng điện tự dùng đúng Trang - 4 - Tiết kiệm điện năng Tháng 1/2007 mục đích và tiết kiệm tại các trạm biến áp từ 110 – 500 kV. Đối với các công ty điện lực, Tổng công ty yêu cầu thực hiện triệt để cả hai biện pháp kỹ thuật và kinh doanh. Ngoài một số các biện pháp kỹ thuật tương tự như đối với các công ty truyền tải, các công ty điện lực cần triển khai áp dụng phần mềm PSS/ADEPT đã được trang bị để tính toán tổn thất kỹ thuật, tính toán các chế độ vận hành, lập phương thức kết dây tối ưu và tính toán bù cho lưới điện phân phối. Đồng thời, đẩy nhanh tiến độ lắp tụ bù trung thế, hạ thế ở những khu vực điện áp không đảm bảo. Riêng công tác đầu tư xây dựng và đại tu củng cố lưới điện, các công ty cần có biện pháp chỉ đạo kiên quyết đối với các công trình cấp bách để đảm bảo tiến độ đưa vào vận hành đúng kế hoạch năm 2006; tiếp tục đưa trạm biến áp 1 pha hoặc 3 pha công suất nhỏ vào từng cụm dân cư để giảm tổn thất hạ thế; đồng thời nâng cao chất lượng của thiết bị đưa vào lưới điện, lựa chọn hợp lý các thiết bị có hiệu suất cao, tổn thất thấp… Đặc biệt, các biện pháp kinh doanh được Tổng công ty rất chú trọng do liên quan đến các đối tượng khách hàng sử dụng điện. Vì vậy, EVN yêu cầu các công ty điện lực, các điện lực cần: Tăng cường các biện pháp quản lý hệ số phụ tải khách hàng, thực hiện nghiêm túc công tác mua bán công suất phản kháng theo qui định. Riêng với các khách hàng công nghiệp lớn (xi măng, luyện thép...) đấu nối trực tiếp trên lưới truyền tải thì phải có thiết bị bù công suất phản kháng thích hợp trước khi cho phép đấu nối; hoàn thiện hệ thống đo đếm, kiểm định thay thế thiết bị đo đếm đúng định kỳ, khắc phục tình trạng ghi chỉ số công tơ sai, áp dụng các giải pháp công nghệ mới ghi chỉ số công tơ khách hàng (HHU hoặc ARM); củng cố, hoàn thiện lắp đặt công tơ đo đếm các xuất tuyến, công tơ đo đếm tổng tại các trạm công cộng để phân tích chính xác tổn thất của từng khu vực và có biện pháp kịp thời; chú trọng điều hoà công suất cao thấp điểm, tăng cường kiểm tra các hộ sử dụng điện giờ cao điểm và theo biểu đồ phụ tải đã đăng ký; tuyên truyền sử dụng điện tiết kiệm; đẩy mạnh triển khai lắp đặt công tơ điện tử 3 giá theo quy định... Chương trình CMIS (Hệ thống thông tin quản lý khách hàng) được Tổng công ty yêu cầu đẩy mạnh triển khai áp dụng, nhất là đối với các phân hệ Quản lý thiết bị đo đếm và Quản lý tổn thất điện năng để các đơn vị có công cụ quản lý chất lượng thiết bị đo đếm và theo dõi, phân tích tổn thất một cách hữu hiệu nhất. Bên cạnh đó, nhằm hạn chế các hiện tượng ghi sai, câu móc công tơ để lấy cắp điện, các công ty điện lực cần vận động chính quyền, khách hàng để lắp đặt công tơ ra vị trí bên ngoài nhà. Đối với các khu vực tiếp nhận lưới điện hạ áp nông thôn để bán điện đến tận hộ dân thì các công ty cần tập trung thay thế dứt điểm các công tơ kém chất lượng, củng cố lưới điện đảm bảo an toàn và giảm thiệt hại tài chính cho ngành Điện tại khu vực này. Trang - 5 - Tiết kiệm điện năng Tháng 1/2007 Cùng với những biện pháp cụ thể trên, việc phối hơp chặt chẽ với chính quyền và Sở công nghiệp các địa phương nhằm tăng cường các biện pháp quản lý và xử lý kiên quyết, triệt để đối với các đối tượng vi phạm sử dụng điện, kết hợp với tuyên truyền trên các phương tiện thông tin đại chúng để ngăn chặn câu móc điện bất hợp pháp, cũng là những biện pháp gián tiếp Tổng công ty yêu cầu đẩy mạnh nhằm tránh thiệt hại tài chính, giảm tổn thất điện năng, nhất là trong tình trạng lấy cắp điện ngày càng tinh vi và trắng trợn đang diễn ra tại các thành phố lớn như hiện nay. (Nguồn: ICON) Trang - 6 - Tiết kiệm điện năng Tháng 1/2007 Bộ Công nghiệp khởi động chương trình tiết kiệm năng lượng thương mại thí điểm. Việt Nam luôn phải đối mặt với tình trạng thiếu điện trầm trọng, đặc biệt, khi tốc độ phát triển kinh tế ngày càng cao. Theo thống kê của Bộ Công nghiệp, năm 2006, dân số đô thị chiếm trên 25% cả nước, nhưng sử dụng trên 80% tổng năng lượng điện quốc gia,trong đó, lượng điện năng dùng cho chiếu sáng chiếm tới 25 - 27%, giờ cao điểm từ 16 – 22h hàng ngày điện dùng chiếu sáng chiếm 75% phụ tải đỉnh. Do đó, để ổn định nguồn điện phục vụ sản xuất và sinh hoạt hằng ngày, việc sử dụng điện một cách hợp lý, khoa học là điều hết sức cần thiết. Tiết kiệm điện? – Câu trả lời từ Chương trình CEEP Để nâng cao ý thức sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, tránh đầu tư vào hạ tầng cơ sở năng lượng một cách bất hợp lý, Bộ Công nghiệp thực hiện chương trình Tiết kiệm Năng lượng Thương mại thí điểm(CEEP). Quỹ Môi trường Toàn cầu (GEF) thông qua Ngân hàng Tái thiết và Phát triển (Ngân hàng Thế giới-WB) tài trợ cho Chính phủ Việt Nam thực hiện dự án Quản lý nhu cầu điện và Tiết kiệm Năng lượng (DSM/EE) và Chương trình CEEP là phần thứ hai của dự án DSM/EE do Bộ Công nghiệp quản lý thực hiện. Mục tiêu của CEEP là xây dựng và thử nghiệm các cơ chế và mô hình kinh doanh tiết kiệm năng lượng trong nước, qua đó xác định mô hình và cơ chế thực hiện thích hợp mang tính bền vững để nhân rộng với quy mô lớn trên phạm vi toàn quốc. Chương trình Tiết kiệm Năng lượng Thương mại thí điểm chính thức được công bố tại Khách sạn Majestic – TP.HCM vào ngày 12/5/2006 và ngày 17/5/2006 tại Trung tâm Hội nghị Quốc tế – Hà Nội dưới sự chủ trì của Cục điều tiết điện lực thuộc Bộ Công nghiệp. Chương trình CEEP được thí điểm tại bốn thành phố lớn: Hà Nội, TP.HCM, Đà Nẵng, Hải Phòng và được mở rộng ra một số tỉnh lân cận trong quá trình thực hiện. Chương trình tập trung vào các đối tượng là khách sạn, tòa nhà văn phòng, các đơn vị dịch vụ, thương mại và công nghiệp, được áp dụng vào các lĩnh vực chiếu sáng, động cơ, máy bơm, các hệ thống điều hòa không khí, thông gió, đun nước bằng năng lượng mặt trời, hệ thống cung cấp điện. Chương trình sẽ hỗ trợ khoảng 200 dự án tiết kiệm năng lượng với tổng số tiền đầu tư 7,32 triệu USD nhằm tiết kiệm 13,171 kWh/năm. Chương trình này sẽ thúc đẩy thị trường dịch vụ tiết kiệm năng lượng, chứng minh tính khả thi của các giải pháp và tiết kiệm được GWh trong vòng 10 năm. Đồng thời, mang lại sự gia tăng đáng kể về lợi nhuận cho các doanh nghiệp thương mại và công nghiệp khi đầu tư vào tiết kiệm năng lượng thông qua nhiều chính sách khuyến khích nhằm tạo cơ hội kinh doanh mới và thúc đẩy các cơ hội tiếp xúc giữa các đơn vị cung cấp dịch vụ tài Trang - 7 - Tiết kiệm điện năng Tháng 1/2007 chính (FPS), các chủ đầu tư (PP) và các đại diện dự án (PA). Cục Điều tiết điện lực cho biết sẽ hỗ trợ: cơ chế thu xếp vốn, những rủi ro tài chính khi đầu tư các dự án tiết kiệm năng lượng, cung cấp các cơ hội tham khảo cho những đơn vị cung cấp dịch vụ tài chính đầu tiên hiện cho vay hoặc cho thuê tài chính đối với các dự án tiết kiệm năng lượng. Ông Phạm Mạnh Thắng, Phó Cục trưởng Cục điều tiết điện lực nhận định: “Nhiều đơn vị doanh nghiệp, tài chính trong thành phố đã quan tâm và đăng ký tham chương trình CEEP, đó là một tín hiệu đáng mừng, giúp tiết kiệm nguồn năng lượng, ngân sách quốc gia một cách đáng kể”. Khách sạn New World và Majestic là hai đơn vị tiên phong thực hiện chương trình thí điểm này tại TP.HCM. Ông Nguyễn Đức Thanh - Trợ lý Phòng kỹ thuật Khách sạn New World nhận định: “Tiết kiệm điện không đồng nghĩa với việc tắt thiết bị tiêu thụ điện. Điều cốt yếu là phải sử dụng các thiết bị tiêu thụ điện tiết kiệm, hiệu suất cao”. Hiện nay, Khách sạn New World đang tiến hành thực hiện một số biện pháp tiết kiệm năng lượng, thay thế 4.700 bóng đèn sợi đốt 40W bằng bóng đèn compact 15W Rạng Đông. Theo tính toán sơ bộ, nếu sử dụng trung bình một ngày 8 giờ thì một năm New World tiết kiệm được 338.400 kWh, tương đương 333 triệu đồng. Tại khách sạn Majestic, mặc dù vốn đầu tư dự kiến áp dụng các biện pháp tiết kiệm điện lên tới 950 triệu đồng, nhưng Ban giám đốc khách sạn vẫn mạnh dạn đầu tư vì theo họ hiệu quả của chương trình mang lại có giá trị khá lớn (mỗi năm tiết kiệm được 900 triệu đồng tiền điện). Các mô hình kinh doanh dịch vụ Tiết kiệm năng lượng thích hợp mang tính bền vững như các khách sạn nêu trên sẽ được CEEP nhân rộng trong giai đoạn tiếp theo của chương trình. Thêm nhiều giải pháp tiết kiệm điện Để sử dụng năng lượng điện một cách hợp lý và khoa học, CEEP đưa ra một số giải pháp tiết kiệm như sau: * Tiết kiệm điện trong hệ thống làm mát và đông lạnh * Lắp đặt hệ thống thiết bị tiết kiệm năng lượng * Xác định rõ nhu cầu làm mát hay đông lạnh để chọn chế độ và công suất phù hợp *Không nên lưu kho khi sản phẩm còn nóng *Giảm thiểu sự xâm nhập của khí nóng từ các nguồn khác như: đèn chiếu sáng, ánh mặt trời… *Lưu trữ sản phẩm hợp lý để nhân viên hay khách hàng dễ dàng lấy sản phẩm ra, giảm tối đa thời gian đóng mở cửa máy đông lạnh *Thường xuyên bảo trì và vệ sinh máy * Tiết kiệm điện trong hệ thống điều hòa không khí (ĐHKK) *Nâng cao độ cách nhiệt của các đường ống dẫn hơi nước và khí nóng lạnh *Tối ưu hóa sự tham gia của khí tự nhiên để duy trì chất lượng không khí và môi Trang - 8 - Tiết kiệm điện năng Tháng 1/2007 trường, nâng cao hiệu suất làm việc của hệ thống ĐHKK *Sử dụng bộ lọc hơi ẩm để nâng cao hiệu suất làm việc của hệ thống ĐHKK *Tối ưu hóa việc điều khiển theo khu vực trong các tòa nhà lớn có sử dụng hệ thống ĐHKK điều khiển trung tâm *Điều chỉnh ĐHKK ở nhiệt độ cao hơn sẽ giảm tiêu thụ điện đáng kể cho hệ thống ĐHKK *Nâng cao cách nhiệt của hệ thống cửa sổ, tường kính để giảm thiểu sự thâm nhập của khí nóng từ bên ngoài *Nâng cao ý thức sử dụng, giảm thiểu thất thoát khí lạnh qua cửa ra vào và cửa sổ *Thay thế hệ thống ĐHKK có hiệu suất cao hơn: hệ thống ĐHKK sử dụng công nghệ biến tần – VSD có khả năng tiết kiệm được ~40% điện năng tiêu thụ. * Tiết kiệm điện cho động cơ và máy bơm *Sử dụng động cơ có công suất phù hợp và không vận hành thiếu tải trong thời gian dài *Lắp đặt thiết bị điều tốc (VDS) cho các động cơ để điều khiển tốc độ đối với động cơ có chế độ làm việc thay đổi (tiết kiệm từ 10% - 50% chi phí điện năng) *Thay thế động cơ cũ và động cơ mới có hiệu suất cao. Chi phí lắp đặt động cơ mới đắt hơn khoảng 2530% so với động cơ thông thường nhưng chi phí được tiết kiệm trong suốt thời gian sử dụng động cơ. ??Kiểm tra và bảo trì thường xuyên * Tiết kiệm điện trong chiếu sáng *Tắt những thiết bị chiếu sáng không cần thiết *Thiết lập hệ thống chiếu sáng điều khiển tự động: sử dụng thiết bị điều khiển cảm biến cho phép thời gian chờ tối thiểu trước khi tắt thiết bị chiếu sáng hoặc tắt thiết bị chiếu sáng khi có đủ ánh sáng tự nhiên và bật lại khi ánh sáng tự nhiên tối trở lại. *Tận dụng ánh sáng tự nhiên từ các cửa kính, mái ngói có lắp kính *Bố trí, lắp đặt hệ thống chiếu sáng hợp lý, phù hợp *Nâng cao hiệu suất thiết bị chiếu sáng: thay thế bóng đèn sợi đốt bằng đèn compact (tiết kiệm 80% điện tiêu thụ); thay thế bóng đèn huỳnh quang cũ 40W bằng bóng đèn huỳnh quang gầy 36W (tiết kiệm 10% điện tiêu thụ); thay thế chấn lưu điện cũ bằng chấn lưu điện tử tổn hao thấp (tiết kiệm được từ 40 ÷ 70% điện năng tiêu thụ). *Thường xuyên bảo dưỡng và kiểm tra thiết bị chiếu sáng * Sử dụng hệ thống làm nóng nước bằng năng lượng mặt trời ??Tiết kiệm lượng dầu tiêu thụ: 1mét tấm lợp thu năng lượng mặt trời có thể sản xuất cùng một lượng nhiệt như 180lít chất đốt dầu hỏa mỗi năm *Tiết kiệm lượng điện tiêu thụ cần để đun nước nóng *Không tốn chi phí vận hành và chi phí bảo dưỡng thấp nhất *Nguồn năng lượng tái tạo và không gây ô nhiễm *Nguồn năng lượng không mất tiền sau khi lắp đặt một lần *Nhấn mạnh tầm quan trọng trong vấn đề môi trường cho việc kinh doanh Trang - 9 - Tiết kiệm điện năng Tháng 1/2007 Rạng Đông - nhiều nghiên cứu hướng tới cộng đồng Đón bắt từ rất sớm nhu cầu phát triển đô thị Việt Nam theo quy hoạch tổng thể phát triển đô thị Việt Nam của Thủ tướng Chính phủ, Công ty CP Bóng đèn phích nước Rạng Đông đã nghiên cứu, đầu tư và cung cấp rộng rãi trên thị trường các loại sản phẩm chiếu sáng chất lượng, hiệu suất cao, tiết kiệm điện và bảo vệ môi trường. Công ty Rạng Đông là công ty sản xuất bóng đèn duy nhất ở Việt Nam có các dây chuyền hoàn chỉnh, đồng bộ để sản xuất các đèn phóng điện, balast, starter, thiết bị chiếu sáng hiệu suất cao. Rạng Đông đưa ra các vật liệu phát quang mới có các phổ bức xạ ánh sáng phù hợp với từng mục đích sử dụng tạo ra nhiệt độ màu, độ trả màu phù hợp, đồng thời giải quyết được tính tương thích giữa các linh kiện của hệ thống đèn – balast – starter phù hợp, bảo đảm tuổi thọ cao của hệ thống như bóng đèn huỳnh quang T10, T9, T8, T5, T4, T3. Đèn huỳnh quang T8-36W/18W tiết kiệm 10% điện tiêu thụ nhưng lượng quang thông phát ra cao hơn 10-20% so với đèn huỳnh quang thường. Đèn huỳnh quang T8-32W tần số cao, chỉ tiêu tốn 80% điện năng nhưng quang thông phát ra bằng đèn huỳnh quang 40W thông thường. Đèn huỳnh quang compact với dải công suất 5, 7, 9, 11, 13, 15, 18, 20, 26W tiết kiệm 80% công suất điện và phát ra quang thông bằng bóng đèn dây tóc có công suất gấp 5 lần. Một linh kiện quan trọng giúp các đèn phóng điện huỳnh quang khởi động và làm việc ổn định là chấn lưu (balast). Chấn lưu luôn gây tổn hao một lượng công suất điện không nhỏ. Vì vậy, Rạng Đông đã nghiên cứu loại chấn lưu B.E.F có chỉ tiêu tổn hao điện và chỉ tiêu hiệu suất phát quang đạt tiêu chuẩn quốc tế (tổn hao 9W, 6W, 3W so với các loại thông thường 10 – 13W). Với nhiều năm nghiên cứu và thử nghiệm, được sự hợp tác, giúp đỡ của các chuyên gia, các cơ quan ban ngành, Công ty CP Bóng đèn phích nước Rạng Đông đã đưa ra bộ đèn chuyên dụng chiếu sáng lớp học FS – 36/40x1 CM1 kết cấu chao chụp hợp lý, đảm bảo rọi sáng tiêu chuẩn, tiết kiệm điện… Tính đến ngày 30-12-2005, Công ty Rạng Đông đã lắp đặt được tổng cộng 2.748 phòng học tại 299 trường trên 49 tỉnh, thành phố trong cả nước. Các phòng học lắp mới hệ thống điện chiếu sáng đều đạt tiêu chuẩn Việt Nam - TCVN 7114:2002, quy chuẩn Bộ Xây dựng. Chương trình này đã được Viện Nghiên cứu thiết kế trường học, các giáo sư, tiến sĩ của Viện Mắt Trung ương, các bậc phụ huynh học sinh đánh giá rất cao. Bên cạnh việc nghiên cứu lĩnh vực chiếu sáng học đường, Rạng Đông còn nghiên cứu việc sử dụng bóng đèn tiết kiệm điện trong các lĩnh vực chiếu sáng doanh nghiệp sản xuất, tòa nhà dân dụng và lĩnh vực chiếu sáng công cộng. Công ty In Tiến Bộ – Hà Nội sau khi lắp đặt hệ thống chiếu sáng mới, ánh sáng được phân bố đều, độ rọi trung bình đạt 510 lux (tăng 9,4% so với trước), điện tiêu thụ thấp 711W (giảm 55% so với trước). Thị xã Bắc Ninh ứng dụng đèn compact Rạng Đông thay thế các loại đèn Sodium và đèn sợi đốt trong chiếu sáng, trang trí đường phố, tiết kiệm 60% điện năng so với trước đây. Bóng đèn compact Rạng Đông còn được ứng Trang - 10 - Tiết kiệm điện năng Tháng 1/2007 dụng trong trong việc trồng hoa tại Đà Lạt. Kết quả cho thấy, ánh sáng có bước sóng phù hợp với cây trồng, kích thích tăng trưởng…, điện năng tiêu thụ giảm 80% so với đèn sợi đốt, giảm chi phí sản xuất. Việc nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng nói chung, năng lượng điện nói riêng sẽ góp phần thúc đẩy tiết kiệm và hỗ trợ ngành điện trong việc đáp ứng được yêu cầu về nguồn năng lượng trong tương lai. Nhà nước cần tổ chức thêm nhiều chương trình tiết kiệm năng lượng, thúc đẩy các doanh nghiệp sử dụng điện tiết kiệm, đồng thời, sản xuất các sản phẩm tiết kiệm điện tiêu biểu như Công ty CP Bóng đèn phích nước Rạng Đông để khắc phục tình trạng thiếu điện, tiết kiệm năng lượng, ổn định sản xuất sinh hoạt, góp phần vào sự tăng trưởng chung của đất nước. Trang - 11 - Tiết kiệm điện năng Tháng 1/2007 BÓNG ĐÈN KHÔNG ĐIỆN CỰC CÁC SẢN PHẨM ĐÈN CẢM ỨNG TRÊN THỊ TRƯỜNG Phạm Minh Tâm - Chuyên viên Trung tâm Tiết kiệm Năng lượng Phải mất nhiều thập kỷ nỗ lực phát triển trong các lĩnh vực kỹ thuật chiếu sáng, sự phóng điện trong chất khí, vật lý bán dẫn, khoa học vật liệu, điện tử công suất để có được những sản phẩm đèn không điện cực trên thị trường. Bắt đầu vào thập kỷ 1990, nhiều công ty chiếu sáng lớn trên thế giới đã cho ra đời những sản phẩm đầu tiên của mình, tất cả những sản phẩm này đều dựa trên những mô hình đã được giới thiệu trước đó 1. Đèn sulfur kiểu hốc cộng hưởng - Mô tả khái quát: Một bóng đèn thạch anh đường kính khoảng 3cm, đổ đầy argon và một lượng nhỏ sulfur. Bóng đèn được quay trong hốc cộng hưởng vi sóng để ổn định sự phóng điện. Hốc cộng hưởng này được nối với một máy phát manhêtron qua ống dẫn sóng điện từ OÁng daãn Boùng noái ñeán nguoàn ñieän vaø manheâtron - Xuất hiện vào năm 1995 - Chấn lưu: manhêtron 2,45 GHz, công suất 1,5 KW - ánh sáng trắng - Hiệu suất chuyển đổi điện quang: 100lm/W - Tuổi thọ định mức: 15.000 giờ - ứng dụng: trang trí Bảo tàng Không gian và Vũ trụ Quốc gia Washington 2. Đèn cảm ứng kiểu Hewitt Trang - 12 - Tiết kiệm điện năng Tháng 1/2007 - Mô tả khái quát: Đây là một đèn huỳnh quang nhỏ, đường kính 4,5cm, bên trong là hỗn hợp khí néon và thuỷ ngân. Bên ngoài đèn có một cuộn cảm nhiều vòng dây theo kiểu của Hewit. Sự phóng điện xảy ra theo nguyên lý cảm ứng điện từ nhờ một chấn lưu được tích hợp chung với đèn. Chóa bao đèn có chức năng khử nhiễu điện từ Choaù khöû nhieãu Boùng - Xuất hiện vào năm 1991 tại Cuoän Nhật - Công suất - Chấn lưu: - Hiệu suất quang: 37lm/W - ứng dụng: nung sáng trong thay đèn như cao ốc, cầu,… bộ đèn: 27W 13,56 MHz chuyển đổi điện Chaán löu thay thế đèn những vị trí khó trên các cây 3. Đèn cảm ứng kiểu hố lõm - Loại 1: Là một loại đèn huỳnh quang không điện cực với cuộn dây cảm ứng đặt ẩn bên trong đèn, hỗn hợp khí bên trong đèn là argon và thuỷ ngân. Đặc trưng của đèn này là chân đế kim loại dùng để giải nhiệt cho cuộn dây cảm ứng bên trong đèn, và chấn lưu được tách độc lập với đèn thông qua một cáp đồng trục do đó kéo dài tuổi thọ của cả bộ đèn - Xuất hiện vào năm 1991 - Công suất bộ đèn: 85W - Chấn lưu: 2,65 MHz - Hiệu suất chuyển đổi điện quang: 70lm/W - Tuổi thọ định mức: 100.000 giờ Trang - 13 - Tiết kiệm điện năng Tháng 1/2007 - Kích thước: đường kính 11cm, chiều dài 18cm - ứng dụng: do có tuổi thọ khá cao nên thường được dùng tại những nơi thay thế đèn là khó khăn như xa lộ, nhà xưởng có trần cao… - Loại 2: Là một loại đèn huỳnh quang compact với chấn lưu điện tử được tích hợp chung với đèn, có khả năng khử nhiễu điện từ - Xuất hiện vào năm 1994 - Công suất đèn: 23W - Chấn lưu: 2,65 MHz - Hiệu suất chuyển đổi điện quang: 48lm/W - Tuổi thọ định mức: 15.000 giờ - ứng dụng: thay thế đèn nung sáng 4. Đèn huỳnh quang cảm ứng tần số thấp - Mô tả khái quát: Là loại đèn không điện cực phổ biến nhất hiện nay, dựa trên mô hình đèn của Anderson năm 1970 và được thiết kế lại để giảm tối đa tổn thất điện năng trong cuộn dây cảm ứng. Do đó, đây là loại đèn huỳnh quang cảm ứng có hiệu suất cao nhất trên thị trường. Hơn nữa, việc giảm tần số làm việc xuống 250 KHz làm giảm nhiễu điện từ, giảm những hư hỏng của chấn lưu, và giảm giá thành. Với cấu trúc như một biến áp thông thường, công suất được phân bố dọc theo đèn, tránh hiện tượng quá nhiệt cục bộ, giúp nâng cao công suất và hiệu suất của đèn. - Tần số làm việc của chấn lưu: 250 KHz - Hiệu suất chuyển đổi điện quang > 80lm/W - Chất lượng ánh sáng cao: Chỉ số hoàn màu >80 - Tuổi thọ định mức: 60.000 giờ (tại 70÷100% độ sáng của đèn) - Khả năng khởi động tức thì < 0,2 giây - Nhiệt độ khởi động của chấn lưu có thể xuống đến –400C (thuận lợi trong các kho trữ đông…) - Có thể dùng nguồn điện xoay chiều lẫn một chiều - Chấn lưu có thể đặt cách xa đèn 20m Trang - 14 - Tiết kiệm điện năng Tháng 1/2007 - Dưới đây là một số thông số của đèn huỳnh quang cảm ứng và chấn lưu dùng cho đèn này của hãng OSRAM có mặt trên thị trường Việt Nam. Để biết thêm chi tiết có thể liên hệ với Trung tâm Tiết kiệm năng lượng hay Đại lý của OSRAM 14 Nhiêu Tâm Phường 5 Quận 5 ĐT 0958807766 Có dạng sau P1 = 100kW P2 = 50kW P3 = 80kW P4 = 50kW t1 = 10 phuùt t2 = 15 phuùt t3 = 10 phuùt t4 = 20 phuùt P1 P2 -Ta có thể tính toán động cơ theo công thức trên t1 P= P1 P3 t2 P4 t3 t4 1002 x10 + 50 2 x15 + 80 2 x10 + 50 2 x 20 = 67,6kW 10 + 15 + 10 + 20 như vậy ta chọn động cơ 75kW thay vì chọn động cơ 100kW, điều này giúp giảm chi phí đầu tư cũng như chi phí vận hành của động cơ -Với một tải cần trục có chế độ ngắn hạn lặp lại như sau P1 P1 = 50kW trong 1,5phuùt P2 = 30kW trong 1,5phuùt t1 = 1,5 +1,5 = 3phuùt t2 = 7phuùt P2 t1 - Tải trung bình trong vận hành là Trang - 15 - P1 P2 t2 Tiết kiệm điện năng Tháng 1/2007 P= 50 2 x1,5 + 302 x1,5 = 41,2kW 3 như vậy ta chọn động cơ 45kW trong điều kiện thời gian khoảng 40% (40% ED) theo bảng sau Loaïi ñoäng cô 15%ED 25%ED 40%ED 60%ED 100%ED kW kW kW kW kW 132M 3,0 2,5 2,2 1,8 1,5 5,0 4,0 3,7 3,0 2,8 160M 7,5 6,3 5,5 4,5 4,0 10,0 8,5 7,5 6,3 5,5 160L 15,0 13,0 11,0 9,0 7,5 180L 20,0 17,0 15,0 13,0 11,0 200L 30,0 25,0 22,0 18,5 15,0 225L 40,0 33,0 30,0 25,0 22,0 250L 50,0 40,0 37,0 30,0 25,0 63,0 50,0 45,0 37,0 33,0 280M 75,0 63,0 55,0 45,0 37,0 315M 100,0 85,0 63,0 63,0 50,0 125,0 100,0 75,0 75,0 63,0 355L 150,0 125,0 90,0 90,0 75,0 185,0 150,0 110,0 110,0 90,0 400L 220,0 185,0 132,0 132,0 110,0 280,0 220,0 160,0 160,0 132,0 Trang - 16 - có tải chiếm Soá cöïc 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 8 8 8 10 10 10 10 Tiết kiệm điện năng Tháng 1/2007 MẠNG LƯỚI ĐIỆN HIỆN ĐẠI, AN TOÀN, TIẾT KIỆM Sau sự cố khiến gần một nửa đất nước mất điện vào năm 2003, Bộ Năng lượng Mỹ đã tập hợp ý kiến các nhà khoa học, xây dựng một đề án nhằm xây dựng một mạng lưới điện phù hợp với sự phát triển kinh tế - xã hội trong thời gian tới. Dưới đây giới thiệu sơ bộ về đề án này (đã công bố trên Tạp chí Scientific American số tháng 7.2006). Năm 2003, một nhà máy điện ở bang Ohido bị hỏng đột xuất, chính quyền Bang đã phải lấy điện từ các nơi khác để đảm bảo nhu cầu của người dân. Khi đó, dòng điện trên đường dây cao thế bị tăng lên, dây điện bị nóng và chùng xuống, làm chập mạch điện. Tương tự như Đôminô, lần lượt hơn 200 nhà máy điện bị hỏng, khiến hơn 50 triệu dân không có điện để dùng. Theo nhận định chung, mạng lưới điện của Mỹ hiện nay được thừa hưởng công nghệ của thế kỷ XX, đã không còn phù hợp cho thế kỷ XI, khi mà yêu cầu sử dụng năng lượng ngày càng tăng cao và xu hướng chuyển sang dùng các dạng năng lượng sạch thay thế cho xăng dầu cũng gia tăng không ngừng. Sau sự cố đó, Bộ Năng lượng Mỹ (DOE) đã tổ chức nhiều cuộc thảo luận, tập hợp ý kiến các nhà khoa học... để xây dựng một đề án nhằm tìm ra giải pháp tối ưu cho mạng lưới điện trong thời gian tới. Đề án có tên là Continental SuperGrid (có nghĩa là siêu mạng lưới cho lục địa, gọi tắt là SuperGrid). Mục tiêu của Đề án là thêm vào mạng lưới điện đang có để có được mạng lưới cấp điện mạnh hơn, an toàn hơn, không những đáp ứng nhu cầu ngày càng gia tăng mà còn đáp ứng nhu cầu sử dụng hyđrô (hoá năng) thay thế dần cho xăng dầu trong hoạt động giao thông, đảm bảo xanh, sạch và rẻ. Những nét chính của Đề án là: - Làm thêm những đường dây siêu dẫn để dẫn dòng điện cực lớn nhưng không bị tổn hao. - Dùng các nhà máy điện hạt nhân thế hệ 4, không làm lạnh bằng nước mà bằng khí, có thể đặt xa khu dân cư. Dùng dây siêu dẫn để tải điện cũng như tải hyđrô từ các nhà máy điện hạt nhân. - Kết hợp làm đường dây siêu dẫn với đường tải khí hyđrô. Hyđrô vừa dùng để làm lạnh dây siêu dẫn, vừa để dự trữ năng lượng. - Kết hợp sử dụng năng lượng điện và năng lượng hyđrô, giảm sự phụ thuộc vào dầu mỏ. Trang - 17 - Tiết kiệm điện năng Tháng 1/2007 Dẫn điện bằng dây siêu dẫn Ý tưởng dùng dây siêu dẫn để dẫn điện đã được các nhà khoa học ở IBM đề xuất từ những năm 60 của thế kỷ XX. Theo tính toán thời đó thì có thể làm dây siêu dẫn thiếc - niôbi, làm lạnh bằng hyđrô lỏng, có thể tải được 100 gigawatt điện, bằng sản lượng của 50 nhà máy điện hạt nhân loại vừa, quãng đường tải điện là 1.000 km mà tổn hao không đáng kể. Ở Mỹ (New York, Brookhaven) và ở Áo (Graz), người ta đã làm thử đường dây siêu dẫn ở khoảng cách ngắn và thấy rằng chúng có thể hoạt động tốt. Sau khi chế tạo thành công vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao (năm 1986), các nhà khoa học đã đi đến kết luận, đường dây siêu dẫn làm lạnh bằng nitơ lỏng dẫn điện một chiều dài 800 km, công suất là 5 gigawatt là cạnh tranh được về mặt kinh tế. Tuy nhiên ở Đề án này, chủ trương làm dây siêu dẫn nhưng làm bằng hyđrô để đường dây vừa tải được điện vừa tải được hyđrô, tức là đồng thời cung cấp nguồn điện năng và hoá năng. Bên cạnh việc làm thêm các đường dây siêu dẫn để tải hàng trăm gigawatt điện đi xa, những đường dây cao thế hiện nay có thể cải tiến bằng cách thay dây đồng bằng dây nhôm lõi sợi cacbon. Loại dây này dẫn điện tốt nhưng nhẹ, khi dòng điện lớn chạy qua ít bị chùng xuống như dây đồng. Tuy nhiên, nếu tải điện đột xuất tăng lên thì phải sử dụng đường dây siêu dẫn. Nhà máy điện hạt nhân thế hệ mới Theo Đề án SuperGrid, việc bổ sung nguồn điện có thể là từ các nguồn năng lượng gió, mặt trời... cho đến điện từ các nhà máy điện hạt nhân. Năm 2005, Mỹ đã bắt đầu phát triển “nhà máy điện hạt nhân thế hệ 4” - lò phản ứng nhiệt độ cao, làm lạnh bằng khí. Các nhà máy điện hạt nhân thế hệ trước đều làm lạnh bằng nước và đặt gần khu dân cư, do vậy dễ gây tranh cãi và phản đối. Với nhà máy điện hạt nhân thế hệ mới, rất dễ xây dựng thành những cụm nhà máy đặt ở nơi xa khu dân cư, tổng công suất mỗi cụm nhà máy này khoảng 10 gigawatt. Điện của các nhà máy điện hạt nhân này không nhất thiết phải chuyển đi hết mà có thể dùng để chế tạo hyđrô làm hoá năng, vừa để dự trữ, vừa để chuyển đi theo các đường dây siêu dẫn. Như vậy, việc xây dựng nhà máy điện hạt nhân là một biện pháp quan trọng Trang - 18 - Tiết kiệm điện năng Tháng 1/2007 để thay thế dần và giảm bớt sự phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu dầu mỏ. Siêu cáp Để tải nhiều gigawatt điện đi xa, yêu cầu của Đề án đặt ra là dây dẫn phải hoàn chỉnh, không làm tiêu hao năng lượng. Do đó, đã có nhiều mô hình thử nghiệm về dây siêu dẫn, biến thế siêu dẫn, thiết bị báo hiệu quá tải của dây siêu dẫn... Với siêu dẫn nhiệt độ cao, đã có thử nghiệm về dây siêu dẫn được chế tạo trên cơ sở oxit đồng làm lạnh bằng nitơ ở 77 độ Kelvin (-1960C), nhưng dùng nitơ lỏng có thể làm lạnh đến 20 độ Kelvin và có thể chuyển sang dùng hợp kim siêu dẫn manhê điborit (MgB2). Theo tính toán của các nhà khoa học, việc dùng dây siêu dẫn để tải dòng điện xoay chiều cỡ như ở mạng điện hiện nay thì tổn hao bằng 1/200 tổn hao năng lượng ở dây dẫn thường. Nhưng dùng dây siêu dẫn để tải dòng điện một chiều (DC) thì hầu như không bị tổn hao năng lượng. Đề án SuperGrid cho thấy, nếu làm 4 đường cáp siêu dẫn thì có thể chuyển hết toàn bộ lượng điện do một nhà máy như Nhà máy điện Tam Hiệp (Trung Quốc). Theo thiết kế của Đề án thì siêu cáp là ống dây siêu dẫn có đường kính 40 cm, ống dày 3,8 cm, bên ngoài có lớp vỏ bọc cách nhiệt đường kính 75 cm, vỏ bảo vệ lớp cách nhiệt dày 3 cm. Bên trong ống siêu dẫn là đường dẫn khí hyđrô (dẫn được 0,6 m3 khí hyđrô trong 1 giây), dòng điện trong ống là 50.000 ampe, chuyển tải được 5.000 megawatt điện (xem hình 1). Nếu dùng siêu cáp để dẫn dòng điện một chiều thì chỉ cần một đôi, để gần nhau và dùng kỹ thuật đào đường ngầm tiên tiến hiện nay thì có thể dễ dàng cho đi dưới mặt đất mà ít bị ảnh hưởng của việc giải phóng mặt bằng. Năng lượng điện và năng lượng hyđrô Đề án SuperGrid với cốt lõi là bố trí các đường cáp siêu dẫn, bớt sử dụng xăng dầu mà sử dụng phối hợp năng lượng điện và năng lượng hyđrô. Máy móc, thiết bị, phương tiện vận tải... hiện nay đã quá lệ thuộc vào dầu mỏ, dần dần cần phải chuyển sang dùng động cơ kiểu lai, chạy bằng điện sinh ra từ hyđrô, dùng pin nhiên liệu với khí hyđrô sẽ tiết kiệm được rất nhiều. Ví dụ, ô tô chạy bằng xăng chỉ có khả năng chuyển đổi 30-35% xăng thành năng lượng chuyển động. Trong khi đó, xe động cơ lai chạy bằng pin nhiên liệu có khả năng chuyển đổi tới 50%, thậm chí 60-65% nhiên liệu thành năng lượng chuyển động. Vấn đề nan giải đối với ngành điện là điều kiện thời tiết và nhu cầu sử dụng của người dân luôn có sự biến đổi. Lúc thì nhu cầu dùng điện tăng lên rất mạnh, khiến cung không đủ cầu; lúc thì nhu cầu giảm xuống nhanh, điện sản xuất ra bị thừa, không tích trữ được và cũng không thể phân phối đi đâu. Việc kết hợp chuyển tải điện và chuyển tải hyđrô có thể điều tiết dễ dàng lúc chuyển tải trực tiếp năng lượng điện đi, lúc dùng năng lượng điện để chế tạo hyđrô (vừa để sử dụng, vừa để dự trữ). Bộ Năng lượng Mỹ đã tổ chức nhiều cuộc thảo luận góp ý và triển khai thí điểm Đề án SuperGrid. Hiện nay, Bộ này đang có ý định làm thí điểm 1 km siêu cáp để tải cỡ Trang - 19 - Tiết kiệm điện năng Tháng 1/2007 vài trăm megawatt. Từ đó rút kinh nghiệm để làm siêu cáp dài 30-80 km nhằm giải quyết nhu cầu về truyền tải điện năng của mạng lưới điện hiện nay ở Mỹ. Dự kiến, để thực hiện được Đề án này, phải kêu gọi đầu tư nhiều tỷ USD. Hình 2 giới thiệu quang cảnh lưới điện mới sau 10 năm thực hiện Đề án SuperGrid so sánh với mạng lưới điện hiện nay. Giải pháp tiết kiệm điện bằng cách giảm dòng điện từ thiết bị tiêu thụ Thời gian gần đây, tiết kiệm điện là một vấn đề nóng bỏng đối với EVN nói riêng và cả Việt Nam nói chung. Rất nhiều cuộc hội thảo, nhiều giải pháp đã được đưa ra, đồng thời nhiều thiết bị đã được đưa ra với tiêu chí tiết kiệm điện nhằm giảm áp lực thiếu điện cho EVN và có lợi cho người tiêu dùng. Tôi xin mạnh dạn đưa ra một giải pháp tiết kiệm điện thông qua việc giảm dòng điện lãng phí ngay từ thiết bị tiêu thụ điện (mục đích là nâng cao hệ số công suất của toàn mạng điện). Giải pháp này được áp dụng đến đâu, còn phụ thuộc vào những nhà quản lý và cơ quan thực hiện nó. Tại sao hiện nay một động cơ tiêu thụ công suất 15kw lại phải cần một nguồn công suất ít nhất là 17,65 kVA, tại sao một bóng đèn sợi đốt công suất 60W, chỉ “sinh ra” dòng điện 0,27A trong khi một bộ đèn huỳnh quang 1,2m và tăng phô sắt từ tổng công suất 52W dòng điện lại là 0,39A còn ở bộ đèn 0,6m công suất 26W thì dòng là 0,29A (những con số này được đưa sau khi đã thử nghiệm) Dẫn chứng trên cho thấy thực tế chỉ cần một công suất nhất định, nhưng chúng ta phải yêu cầu nhà cung cấp (tức EVN) cung cấp một công suất lớn hơn và tất nhiên phải trả tiền nhiều hơn, cũng có nghĩa là chúng ta đang lãng phí. Giải thích điều trên, lý thuyết chỉ rõ rằng một thiết bị điện ngoài tiêu tốn công suất (hữu ích) còn tạo ra công suất phản kháng (CSPK), là một thành phần tham gia vào các quá trình từ hóa các thiết bị điện và ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng điện năng, triệt tiêu CSPK là một việc đơn giản nhưng không hiểu tại sao chúng ta vẫn xem thường. Tác hại của CSPK kéo theo tổn thất đường dây, giảm khả năng cung cấp của nguồn đồng thời nó bắt nhà tiêu dùng mà thấy rõ nhất là các nhà máy lớn hàng tháng phải chịu thêm một khoản phí không nhỏ gọi là mua CSPK, theo tôi đây cũng là lãng phí và những nhà máy mà chi phí điện chiếm trong trong giá thành càng cao thì càng thấy rõ hơn khi mốc tăng giá điện đang gần kề. Trong truyền tải và phân phối điện năng, EVN có cố gắng đáng kể để kiểm soát Trang - 20 -