Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của nền kinh tế, tốc độ phát triển chiếu sáng ngày càng tăng. Xuất phát từ thực tế hiện nay là việc đầu tư xây dựng từ các nguồn vốn chỉ chú trọng các hạng mục lớn, trọng tâm, còn hạng mục chiếu sáng thường ít được quan tâm. Để cải thiện và giảm thiểu chi phí cho hệ thống chiếu sáng công cộng là một vấn đề đang được quan tâm trong mọi lĩnh vực của nền kinh tế, không chỉ đơn thuần là chất lượng chiếu sáng mà phải làm thế nào để tạo ra một môi trường an toàn hơn cho những người tham gia giao thông và mỹ quan đô thị. Hiện nay, các hệ thống chiếu sáng công cộng vận hành hiệu quả chưa cao, về ban đêm từ 23h đêm đến 5h sáng hôm sau lưu lượng phương tiện tham gia giao thông ít nhưng ánh sáng đèn đường vẫn được duy trì như khoảng thời gian từ 18h đến 23h. Mặt khác về ban đêm điện áp lưới điện thường cao hơn định mức do đó công suất tiêu thụ của mỗi bóng cũng tăng lên, điều này đã gây lãng phí không ít điện năng của đất nước trong đó có TP Tuy Hòa. TP Tuy Hòa là đô thị loại II trực thuộc tỉnh Phú Yên, cũng là đô thị thuộc vùng kinh tế trọng điểm miền Trung, là đầu mối giao thông quan trọng của vùng Nam Trung bộ. Cũng như một số đô thị ở miền Trung, TP Tuy Hòa còn có khó khăn về nguồn thu phí, nên chi phí cho hoạt động chiếu sáng công cộng hiệu suất cao còn hạn chế, phần lớn các dự án phụ thuộc vào ngân sách do địa phương phân bổ hàng năm. Dù đã được sự quan tâm của các cấp chính quyền, nhưng nguồn vốn phân bổ chỉ đáp ứng một phần cho việc lắp đặt mới, quản lý vận hành hệ thống, chưa kể đến yêu cầu lắp đặt công nghệ hiệu suất cao. Do đó để giải quyết vấn đề nêu trên tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu, đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả chiếu sáng công cộng tại TP. Tuy Hòa tỉnh Phú Yên”.
TẬP ĐOÀN ĐIỆN LỰC VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC NGUYỄN TIẾN DŨNG NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ CHIẾU SÁNG CÔNG CỘNG TẠI TP TUY HÒA, TỈNH PHÚ YÊN Chuyên ngành: Quản lý lượng Mã số: 60340416 LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG Người hướng dẫn khoa học: TS Dương Trung Kiên Hà Nội, Năm 2014 Luận văn thạc sĩ – Chuyên ngành quản lý lượng – Mã số: 60340416 LỜI CẢM ƠN Trước tiên, em muốn bày tỏ lòng kính trọng biết ơn sâu sắc tới thầy hướng dẫn em Tiến sĩ Dương Trung Kiên – Trưởng Khoa Quản Lý Năng Lượng, tận tình giúp đỡ hướng dẫn em hoàn thành luận văn Em xin cảm ơn toàn thể quý thầy, cô Trường Đại học Điện lực tận tình giảng dạy, truyền đạt cho em kiến thức cần thiết hành trang vững cho em bước đường tương lai Rất mong bảo, góp ý quý thầy cô Hội đồng, để luận văn hoàn chỉnh thêm Một lần em xin chân thành cám ơn Hà Nội, ngày 19 tháng năm 2014 Tác giả luận văn Nguyễn Tiến Dũng HDKH: TS Dương Trung Kiên HV: Nguyễn Tiến Dũng Luận văn thạc sĩ – Chuyên ngành quản lý lượng – Mã số: 60340416 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn công trình nghiên cứu riêng hướng dẫn TS Dương Trung Kiên Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực, thông tin trích dẫn rõ nguồn góc chưa công bố công trình khác./ Hà Nội, ngày 19 tháng năm 2014 Tác giả luận văn Nguyễn Tiến Dũng HDKH: TS Dương Trung Kiên HV: Nguyễn Tiến Dũng Luận văn thạc sĩ – Chuyên ngành quản lý lượng – Mã số: 60340416 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC CÁC BẢNG: DANH MỤC CÁC HÌNH: MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài: Mục đích nghiên cứu: Nhiệm vụ nghiên cứu: Đối tượng phạm vi nghiên cứu: Phương Pháp nghiên cứu: 10 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI 11 1.1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG: 11 1.1.1 Các khái niệm chiếu sáng: 11 1.1.1.1 Ánh sáng: 11 1.1.1.2 Các đại lượng đo ánh sáng: 11 1.1.2 Các bước tiến hành xây dựng triển khai hệ thống chiếu sáng: 23 1.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CÔNG CỘNG: 24 1.2.1 Vai trò hệ thống chiếu sáng công cộng: 24 1.2.2 Các nguồn sáng sử dụng chiếu sáng công cộng: 24 1.2.2.1 Đèn cao áp thủy ngân: 24 1.2.2.2 Đèn sodium (natri) cao áp: 26 1.2.2.3 Đèn sodium thấp áp: 27 1.2.2.4 Đèn metal halogen: 28 1.2.2.5 Đèn led: 29 HDKH: TS Dương Trung Kiên HV: Nguyễn Tiến Dũng Luận văn thạc sĩ – Chuyên ngành quản lý lượng – Mã số: 60340416 1.3 Đặc điểm thiết kế hệ thống chiếu sáng công cộng 32 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH THỰC TRẠNG HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CÔNG CỘNG TẠI THÀNH PHỐ TUY HÒA-TỈNH PHÚ YÊN: 35 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG: 35 2.1.1 Giới thiệu tổng quan TP Tuy Hòa: 35 2.1.2 Tình hình phát triển kinh tế TP Tuy Hòa: 36 2.1.3 Mức độ sử dụng lượng TP Tuy Hòa: 39 2.1.4 Mức độ tiêu thụ lượng cho chiếu sáng: 41 2.2 THỰC TRẠNG HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CÔNG CỘNG TẠI THÀNH PHỐ TUY HÒA- TỈNH PHÚ YÊN 42 2.2.1 Hiện trạng tiêu thụ lượng: 42 2.2.2 Hiện trạng thiết kế: 44 2.2.3 Chất lượng ánh sáng: 55 2.3 CÁC CƠ HỘI TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG TRONG CHIẾU SÁNG CÔNG CỘNG TP TUY HÒA- TỈNH PHÚ YÊN: 63 2.3.1 Cơ hội tiết kiệm lượng quản lý: 63 2.3.2 Các hội tiết kiệm lượng cải tiến kỹ thuật: 66 CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ CHIẾU SÁNG CÔNG CỘNG TẠI TP TUY HÒA, TỈNH PHÚ YÊN 68 3.1 LẮP TỦ TIẾT KIỆM ĐIỆN ATK CHO ĐƯỜNG HÙNG VƯƠNG 68 3.2 LẮP BỘ CHẤN LƯU HAI MỨC CÔNG SUẤT 250W/150W CHO ĐÈN ĐƯỜNG HÙNG VƯƠNG: 72 3.3 THAY THẾ BÓNG ĐÈN SODIUM 250W BẰNG LED 150W 79 3.4 GIẢI PHÁP QUẢN LÝ 82 KẾT LUẬN 84 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 85 HDKH: TS Dương Trung Kiên HV: Nguyễn Tiến Dũng Luận văn thạc sĩ – Chuyên ngành quản lý lượng – Mã số: 60340416 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Các trị số độ chói thực tế 18 Bảng 1.2: Hệ số phản xạ số bề mặt vật liệu 19 Bảng 1.3: Một số ví dụ nhiệt độ màu 20 Bảng 1.4: Các thang nhiệt độ màu ( theo CIE) 20 Bảng 1.5: Cấp chiếu sáng theo số truyền đạt màu 22 Bảng 2.1 Sản lượng tiêu thụ điện chirú sáng số tuyến đường Tp Tuy Hòa 44 Bảng 2.2 Kết đo độ rọi điểm đường Trần Hưng Đạo 58 Bảng 2.3 Kết đo độ rọi điểm đường Hùng Vương 59 Bảng 2.4 Kết đo độ rọi điểm hẻm 01Nguyễn Hữu Thọ 60 Bảng 2.5 Kết đo độ rọi điểm hẻm 68 Trần Phú 60 Bảng 2.6 Kết đo độ rọi điểm hẻm 04 Nguyễn Bỉnh Khiêm 61 Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật tủ tiết kiệm điện chiếu sáng ATK 71 Bảng 3.2 Thông số kỹ thuật đèn đường LED 154W 81 HDKH: TS Dương Trung Kiên HV: Nguyễn Tiến Dũng Luận văn thạc sĩ – Chuyên ngành quản lý lượng – Mã số: 60340416 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Dải quang phổ ánh sáng điện tử 11 Hình 1.2 Cường độ sáng bóng đèn 14 Hình 1.3 Độ rọi nguồn sáng chiếu thẳng đứng 15 Hình 1.4 Độ rọi nguồn sáng chiếu nghiêng góc 16 Hình 1.5 Độ chói nguồn sáng 18 Hình 1.6 Các thang nhiệt độ màu 21 Hình 1.7 Biểu đồ Kruithoff 21 Hình 1.8 Cấu tạo bóng đèn thủy ngân cao áp 25 Hình 1.9 Cấu tạo đèn sodium cao áp 26 Hình 1.10 Cấu tạo bóng đèn sodium thấp áp 27 Hình 1.11 Đèn metal halogen 29 Hình 1.12 Đèn led 30 Hình 2.1 Toàn cảnh thành phố Tuy Hòa đêm 35 Hình 2.2 Biểu đồ tiêu thụ lượng năm 2013 40 Hình 2.3 Biểu đồ tiêu thụ lượng cho chiếu sáng tuyến đường 44 Hình 2.4 Thiết kế cần đèn chiếu sáng treo cột BTLT 46 Hình 2.5 Chiếu sáng đường Trần Hưng Đạo – TP Tuy Hòa 48 Hình 2.6 Hệ thống chiếu sáng đường Trần Phú – TP Tuy Hòa 50 Hình 2.7 Hệ thống chiếu sáng đường Hùng Vương – TP Tuy Hòa 51 Hình 2.8 Hệ thống chiếu sáng vòng xoay đường Hùng Vương – TP Tuy Hòa 53 Hình 2.9 Hệ thống chiếu sáng đường Bạch Đằng – TP Tuy Hòa 54 Hình 2.10 Máy đo ánh sáng nhiệt độ điện tử LM8000 57 Hình 3.1 Mô hình tủ tiết kiệm điện chiếu sáng ATK 70 Hình 3.2 Bộ chuyển mạch công suất 73 HDKH: TS Dương Trung Kiên HV: Nguyễn Tiến Dũng Luận văn thạc sĩ – Chuyên ngành quản lý lượng – Mã số: 60340416 Hình 3.3 Tụ kích mồi 74 Hình 3.4 Vị trí lắp ráp với đèn 75 Hình 3.5 Sơ đồ lắp chấn lưu hai cấp công suất với tụ kích, bóng đèn tụ bù hệ số công suất 75 Hình 3.6 Đồ thị hoạt động đèn cấp công suất 76 Hình 3.7 Đồ thị hoạt động đèn cấp công suất 78 HDKH: TS Dương Trung Kiên HV: Nguyễn Tiến Dũng Luận văn thạc sĩ – Chuyên ngành quản lý lượng – Mã số: 60340416 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài: Trong năm gần đây, với phát triển kinh tế, tốc độ phát triển chiếu sáng ngày tăng Xuất phát từ thực tế việc đầu tư xây dựng từ nguồn vốn trọng hạng mục lớn, trọng tâm, hạng mục chiếu sáng thường quan tâm Để cải thiện giảm thiểu chi phí cho hệ thống chiếu sáng công cộng vấn đề quan tâm lĩnh vực kinh tế, không đơn chất lượng chiếu sáng mà phải làm để tạo môi trường an toàn cho người tham gia giao thông mỹ quan đô thị Hiện nay, hệ thống chiếu sáng công cộng vận hành hiệu chưa cao, ban đêm từ 23h đêm đến 5h sáng hôm sau lưu lượng phương tiện tham gia giao thông ánh sáng đèn đường trì khoảng thời gian từ 18h đến 23h Mặt khác ban đêm điện áp lưới điện thường cao định mức công suất tiêu thụ bóng tăng lên, điều gây lãng phí không điện đất nước có TP Tuy Hòa TP Tuy Hòa đô thị loại II trực thuộc tỉnh Phú Yên, đô thị thuộc vùng kinh tế trọng điểm miền Trung, đầu mối giao thông quan trọng vùng Nam Trung Cũng số đô thị miền Trung, TP Tuy Hòa có khó khăn nguồn thu phí, phí cho hoạt động chiếu sáng công cộng hiệu suất cao hạn chế, phần lớn dự án phụ thuộc vào ngân sách địa phương phân bổ hàng năm Dù quan tâm cấp quyền, nguồn vốn phân bổ đáp ứng phần cho việc lắp đặt mới, quản lý vận hành hệ thống, chưa kể đến yêu cầu lắp đặt công nghệ hiệu suất cao HDKH: TS Dương Trung Kiên HV: Nguyễn Tiến Dũng Luận văn thạc sĩ – Chuyên ngành quản lý lượng – Mã số: 60340416 Do để giải vấn đề nêu chọn đề tài: “Nghiên cứu, đề xuất giải pháp nâng cao hiệu chiếu sáng công cộng TP Tuy Hòa - tỉnh Phú Yên” Mục đích nghiên cứu: Phân tích đánh giá tình trạng chiếu sáng Tp Tuy Hòa từ đưa giải pháp tiết kiệm lượng chiếu sáng Nhằm nhận thức việc ứng dụng hoạt động tiết kiệm lượng chiếu sáng công cộng Chiếu sáng Tp Tuy Hòa vận dụng thực hết khả để cố gắng xây dựng hệ thống chiếu sáng công cộng hướng đến hiệu suất cao, đặc tính kỹ thuật phù hợp với nhu cầu đặc thù Tp Tuy Hòa có giá thành hợp lý Nhiệm vụ nghiên cứu: Phân tích, tính toán, đánh giá giải pháp tiết kiệm lượng chiếu sáng Một tiêu quan trọng mà tiết kiệm lượng chiếu sáng đề cho tuyến đường, khu vực là: Lựa chọn công suất, chóa đèn, nguồn sáng thiết bị có chất lượng cao, sử dụng kết cấu lưới điện, dây dẫn, nguồn cấp chế độ vận hành theo hướng tiết kiệm điện lượng khác Đối tượng phạm vi nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu: Do Tp Tuy Hòa có nhiều tuyến đường nên chọn tiêu biểu số tuyến đường như: Đường Trần Hưng Đạo, đường Lê Lợi, đường Bạch Đằng, đường Hùng Vương, đường Trần Phú, đường Nguyễn Huệ Phạm vi nghiên cứu: Phân tích, tính toán giải pháp tiết kiệm lượng chiếu sáng Tp Tuy Hòa HDKH: TS Dương Trung Kiên HV: Nguyễn Tiến Dũng Luận văn thạc sĩ – Chuyên ngành quản lý lượng – Mã số: 60340416 Tùy chỉnh khả tiết kiệm điện Đến 40% Đặt thời điểm chạy/ dừng Có Đặt thời điểm tiết giảm Có Đặt mức độ tiết giảm Có Đặc tính khởi động mềm Có Chế độ cắt xen kẽ pha kết hợp tiết giảm công suất Có Tự động ổn áp cho bóng đèn Có 10 Chế độ dự phòng điều khiển Có 11 Bảo vệ cố: Ngắn mạch, tải, tổn hao lớn, đường dây bị sử dụng điện trái phép Có 12 Đo dòng điện, điện áp lưới chiếu sáng Có 13 Chức điều khiển giám sát từ xa qua mạng GSM/GPRS Tùy chọn Đèn Natri cao áp, Đèn thuỷ ngân cao áp, Đèn Halogen kim loại, Đèn huỳnh quang, 14 Phù hợp với loại đèn 15 Nhiệt độ làm việc trời 0-500C 16 Độ ẩm làm việc trời lớn 90% Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật tủ tiết kiệm điện chiếu sáng ATK Tính toán hiệu kinh tế: Tổng công suất đèn đường Hùng Vương 147 kW Nếu không lắp tủ tiết kiệm điện chiếu sáng ATK chạy 11h/ngày thì: HDKH: TS Dương Trung Kiên 71 HV: Nguyễn Tiến Dũng Luận văn thạc sĩ – Chuyên ngành quản lý lượng – Mã số: 60340416 Điện tiêu thụ = 147kW × 11h = 1617 kWh/ngày = 590.205 kWh/năm Nếu lắp tủ tiết kiệm điện chiếu sáng ATK đặt chế độ tiết kiệm giảm 40% thì: Điện tiêu thụ = 147kW × 4h + 147kW × 7h × 60% = 1.205,4 kWh/ngày = 439.971 kWh/năm Số điện tiết kiệm năm là: 590.205 – 439.971 = 150.234 kWh/năm Với giá bán điện bình quân 1.508,85 đ/Wh => số tiền tiết kiệm được: 150.234 ×1.508,85 = 226.680.570,9 đ Chi phí lắp đặt tủ ATK Với công suất tiêu thụ thực tế 147 kW, Trong thời gian từ đến sáng hôm sau công suất đèn tăng từ 108% đến 110% Công suất tiêu thụ cao 147 × 1,1 = 161,7 kW với Cos 0,9 => phải dùng tủ 180 kVA Tìm hiểu giá thị trường lựa chọn tủ 30kVA với giá 50.000.000đ/ tủ Chi phí lắp đặt 2.000.000đ/ tủ => Tổng chi phí cho cho phương án 52.000.000 × = 312.000.000đ Thời gian hoàn vốn = 312.000.000/226.680.570,9 = 1,38 năm 3.2 LẮP BỘ CHẤN LƯU HAI MỨC CÔNG SUẤT 250W/150W CHO ĐÈN ĐƯỜNG HÙNG VƯƠNG: Cũng dựa vào sở đề mục tiêu giải pháp 3.1, nội dung giải pháp lắp chấn lưu hai mức công suất cho toàn 432 đèn chiếu sáng Sodium – 250W Các thành phần đèn lắp bóng Sodium hai cấp công suất: Balat hai cấp công suất: 400w/250w, 250w/150w , 150w/100w HDKH: TS Dương Trung Kiên 72 HV: Nguyễn Tiến Dũng Luận văn thạc sĩ – Chuyên ngành quản lý lượng – Mã số: 60340416 Bộ chuyển mạch công suất, Tụ kích (mồi), Tụ bù hệ số công suất (nên có): 32MF, 25 MF 20MF Chấn lưu hai cấp công suất: Là chấn lưu điện từ có thêm cuộn kháng phụ, nối làm giảm công suất tiêu thụ đèn Đối với chấn lưu hai cấp công suất cuộn kháng phụ cuộn dây quấn cực từ cuộn dây nối tiếp với cuộn dây đó, chấn lưu có cực đấu dây Nhờ chuyển mạch, chấn lưu làm việc với cuộn dây hay chuyển sang làm việc với cuộn dây có thêm cuộn phụ Bộ chuyển mạch công suất: Thực chất Rơle thời gian để đổi nối chấn lưu với mạch điện, sau thời gian đặt, chấn lưu đèn đóng thêm cuộn phụ Rơle tác động Đối với chuyển đổi công suất thời gian đặt Rơle đặt trước (có công tắc gạt để chọn hai mức tùy theo chất lượng nguồn điện) Hình 3.2 Bộ chuyển mạch công suất HDKH: TS Dương Trung Kiên 73 HV: Nguyễn Tiến Dũng Luận văn thạc sĩ – Chuyên ngành quản lý lượng – Mã số: 60340416 Tụ kích ( mồi), bóng đèn, tụ bù hệ số công suất chọn để lắp với chấn lưu mức công suất Hình 3.3 Tụ kích mồi Ví dụ: Chấn lưu hai cấp công suất 250W/150W lắp với tụ kích, bóng đèn tụ bù hệ số công suất với chấn lưu 250W, khác có thêm chuyển mạch công suất HDKH: TS Dương Trung Kiên 74 HV: Nguyễn Tiến Dũng Luận văn thạc sĩ – Chuyên ngành quản lý lượng – Mã số: 60340416 Hình 3.4 Vị trí lắp ráp với đèn Nguyên lý hoạt động: Hình 3.5 Sơ đồ lắp chấn lưu hai cấp công suất với tụ kích, bóng đèn tụ bù hệ số công suất Đèn La đèn có công suất định mức Phigh(W) tương ứng với Ballast hai cấp công suất Plow , Phigh với mức công suất cao đèn Phigh(W) Bộ chuyển đổi cho phép dòng điện qua 6A (tương ứng với đèn có HDKH: TS Dương Trung Kiên 75 HV: Nguyễn Tiến Dũng Luận văn thạc sĩ – Chuyên ngành quản lý lượng – Mã số: 60340416 công suất đèn đến 400W) dùng cho đèn Sodium hay Metal Halide hai cấp công suất đến 400W Tụ bù hệ số công suất nối thêm tụ L N (song song với tụ C sơ đồ để bù hệ số công suất đèn làm việc mức công suất F (tương ứng với đèn) Chấn lưu hai cấp công suất dùng với chuyển mạch công suất khác (vẫn theo sơ đồ trên) với điều kiện chuyển mạch công suất phải cho phép dòng điện làm việc qua đèn tương ứng phải đủ tiếp điểm thường đóng, thường mở để chấn lưu không bị ngắn mạch phần cuộn dây làm dòng điện tăng cao cháy chấn lưu Bộ chuyển mạch công suất dùng cho đèn Sodium hay đèn Metal Hali với điều kiện dòng điện cho phép (công suất đèn tương ứng đến 400W) dùng với Ballast có cuộn kháng phụ nối Hình 3.6 Đồ thị hoạt động đèn cấp công suất Từ đồ thị ta có: HDKH: TS Dương Trung Kiên 76 HV: Nguyễn Tiến Dũng Luận văn thạc sĩ – Chuyên ngành quản lý lượng – Mã số: 60340416 Với 5h chiếu sáng đầu tiên, tổng công suất sử dụng chấn lưu 250W là: 5h x 250W x 92% x 365 = 419,75 kWh/năm (Thực tế với điện áp từ 18h đến 23h đèn hoạt động mức 90% đến 92% công suất thiết kế) Trong 6h chiếu sáng tiếp theo, tối đa công suất sử dụng chấn lưu 250W thông thường là: 6h x 250W x 110% x 365 = 602,25 kWh/năm Tổng công suất sử dụng năm chấn lưu 250W thông thường là: (419,75 +602,25 ) = 1.022kWh Ưu điểm sử dụng chấn lưu hai cấp công suất: Tiết kiệm điện tiêu thụ cho chiếu sáng đô thị giảm từ 30 - 40% chi phí điện Giảm chi phí phải đầu tư hai đường cáp điện hai chế độ phụ tải Giảm tổn thất điện từ 8% xuống 4% Cường độ ánh sáng phân giải đồng Tăng cường tuổi thọ cho thiết bị chiếu sáng ( bóng đèn, chấn lưu ) Loại bỏ tình trạng bất cập phải cắt giảm phụ tải CSCC theo chương trình Chính Phủ Giảm ô nhiễm ánh sáng chói vào ban đêm làm ảnh hưởng đến sức khỏe cư dân đô thị ánh sáng dọi vào nhà Tính toán hiệu kinh tế: HDKH: TS Dương Trung Kiên 77 HV: Nguyễn Tiến Dũng Luận văn thạc sĩ – Chuyên ngành quản lý lượng – Mã số: 60340416 Hình 3.7 Đồ thị hoạt động đèn cấp công suất Từ đồ thị trên: Vùng vạch đỏ biểu thị công suất sử dụng chiếu sáng, vùng hoạt động chấn lưu cấp công suất 250W thông thường Vùng màu xanh biểu thị công suất tiết kiệm sử dụng chấn lưu cấp công suất 250W/150W Với chấn lưu cấp công suất 250W/150W, công suất thực đầu vào 271W/182W công suất tiết kiệm chuyển mức 89W/bóng với thời gian giảm công suất 6h/ngày (từ 23h đến 5h sáng) Số tiền tiết kiệm năm là: 0,089W/bóng × 6h/ngày × 365 ngày × 432 bóng × 1.508,85 đ/kWh = 127.046.860 đ/năm Giảm chi phí thay bảo dưỡng lắp đặt chấn lưu cấp công suất có tuổi thọ cao chấn lưu thường (đạt đến năm), cung cấp dòng ổn định cho bóng đèn làm bóng có thời gian sử dụng cao hơn, phải thay bảo dưỡng HDKH: TS Dương Trung Kiên 78 HV: Nguyễn Tiến Dũng Luận văn thạc sĩ – Chuyên ngành quản lý lượng – Mã số: 60340416 Nếu sử dụng ballast cấp công suất 250W/150W hãng Philip, giá bán lẻ 1.150.000đ chi phí là: 1.150.000đ × 432 = 496.800.000 đ Thời gian thu hồi vốn = 496.800.000/127.046.860 = 3,91 năm Tác động môi trường, xã hội: tăng hiệu chiếu sáng, nâng cao chất lượng chiếu sáng, nâng cao chất lượng sống, văn hóa, xã hội, giảm tệ nạn xã hội, tai nạn giao thông Giảm đáng kể lượng phát thải khí nhà kính (1kWh tương đương 0,7 KgCO2).Giảm thiểu lượng bóng đèn hỏng phải thay hàng năm, giảm chi phí mà giảm lượng rác thải chiếu sáng môi trường Nhận xét: Qua việc tính toán giải pháp cho thấy, giải pháp lắp tủ điều chỉnh công suất có vốn đầu tư thời gian thu hồi vốn nhanh so với việc lắp chấn lưu mức công suất Tuy nhiên lượng điện tiết kiệm phương án 3.2 lại lớn phương án 3.1 việc lắp tủ điều kiển yêu cầu phải tính toán công suất tủ vị trí phức tạp so với việc Một giải pháp tính đến thay bóng Sodium – 250W loại đèn LED công suất nhở Tuy nhiên, đường Hùng Vương có độ rộng 30m (lòng đường 26m), cột đèn cao 12m, khoảng cách 35m lắp hàng giải phân cách, thay loại đèn công suất thấp quang thông 10000 lm không đảm bảo độ rọi theo tiêu chuẩn 3.3 THAY THẾ BÓNG ĐÈN SODIUM 250W BẰNG LED 154W: Căn giải pháp: Đường Trần Hưng Đạo: Tổng chiều dài 2,8km Lắp đặt 147 đèn chiếu sáng cao áp màu – 250W đèn cao áp ITZD 22 – 150W Tổng HDKH: TS Dương Trung Kiên 79 HV: Nguyễn Tiến Dũng Luận văn thạc sĩ – Chuyên ngành quản lý lượng – Mã số: 60340416 công suất toàn tuyến 36,75kW Trong phần trình bày chương cho thấy thực tế đo chiếu sáng đường Trần Hưng Đạo thừa sáng Độ rộng lòng đường 15m, cột đèn cao 10m, khoảng cách cá cột 20m, việc thay đèn 250W đèn LED 154W công suất thấp có quan thông khoảng 15000lm đảm bảo độ rọi tiêu chuẩn Mục tiêu giải pháp: Giảm lượng tiêu thụ điện cho tuyển đường mà không ảnh hưởng đến độ rọi Nội dung giải pháp: Thay bóng cao áp 250W bóng LED 154W Thông số kỹ thuật đèn LED 154W Đèn đường led 154W sử dụng chíp led có hiệu suất phát quang mạnh Chíp led thiết kế giúp trình phát quang lớn, chiếu sáng đường phố từ 10-12m Hệ số công suất đèn led lớn giúp tổn hao điện không đáng kể Vỏ đèn nguồn chế tạo hợp kim nhôm giúp tản nhiệt cho đèn cấp bảo vệ IP65 Công suất (W) 154 Điện áp vào (VAC), 85-265 Tần Số(HZ) 50/60 Hệ số công suất 0.95 Quang thông (lm) 15400 HDKH: TS Dương Trung Kiên 80 HV: Nguyễn Tiến Dũng Luận văn thạc sĩ – Chuyên ngành quản lý lượng – Mã số: 60340416 Tuổi thọ (h) 50000 Màu Trắng, trắng ấm Nhiệt độ màu(K) 2700-3500,5500-6700 Chỉ số hoàn màu(Ra) 85 Tiêu chuẩn IP65 Chứng nhận CE RoHS Góc mở (°) 120 Kích thước (mm) 850 x 360 x 130 Cân nặng (kg) 12.5 Bảng 3.2 Thông số kỹ thuật đèn đường LED 154W Hiện thị trường có nhiều hãng sản xuất loại đèn này, có hãng tiếng PHILIPS, OSRRAM, HALED…với giá bán dao động từ 700.000 đến 860.000đ/1 đèn Chi phí cho giải pháp = 147 × 860.000đ = 126.420.000đ Lợi ích kinh tế giải pháp Lượng điện tiêu thụ tiết kiệm = 0,096 kWh × 11h/ngày × 365 ngày × 147 bóng × 1.508,85 đ/kWh = 85.490.958,17đ Thời gian thu hồi vốn = 126.420.000/85.490.958,17 = 1,48 năm Với tuổi thọ đèn 50.000h giải pháp khả thi HDKH: TS Dương Trung Kiên 81 HV: Nguyễn Tiến Dũng Luận văn thạc sĩ – Chuyên ngành quản lý lượng – Mã số: 60340416 Trong thực tế có nhiều giải pháp, ba giải pháp tiết kiệm điện nêu có vốn đầu tư thấp, áp dụng vào thực tế có kết khả thi, phải xem xét đầu tư để mang lại hiệu kinh tế nhất, góp phần cải thiện chất lượng chiếu sáng tiết kiệm điện Đối với tuyến đường có công suất chiếu sáng lớn tương tự đường Hùng Vương việc đầu tư tủ điện điều khiển tiết kiệm điện tập trung ATK hiệu chi phí thấp thời gian thu hồi vốn ngắn so với giải pháp lại Còn tuyến đường Trần Hưng Đạo có độ rộng lòng đường 15m, cột đèn cao 10m, khoảng cách cá cột 20m, mật độ phương tiện giao thông trung bình, toàn tuyến lắp bóng SODIUM 250W nên dẫn đến thừa sáng Do mà giải pháp thay đèn LED 154W khả thi chi phí đầu tư thấp, khả thu hồi vốn ngắn Vì để giải pháp nâng cao hiệu chiếu sáng công cộng nói trên, phát huy tính khả thi thi việc đầu tư triển khai áp dụng phải cân nhắc tính toán kỹ, áp dụng phù hợp cho đối tượng để đem lại hiệu cao nhất, chi phí đầu tư thấp nhất, khả thu hồi vốn nhanh 3.4 GIẢI PHÁP QUẢN LÝ: Cải thiện giảm thiểu chi phí cho hệ thống chiếu sáng công cộng vấn đề quan tâm lĩnh vực kinh tế, không đơn chất lượng chiếu sáng mà phải làm để tạo môi trường an toàn cho người tham gia giao thông mỹ quan đô thị Hiện nay, hệ thống chiếu sáng công cộng vận hành hiệu chưa cao, ban đêm từ 23h đêm đến 5h sáng lưu lượng phương tiện tham gia giao thông ánh sáng đèn đường trì khoảng thời gian từ 18h đến 23h Mặt khác ban đêm điện áp lưới điện thường cao định HDKH: TS Dương Trung Kiên 82 HV: Nguyễn Tiến Dũng Luận văn thạc sĩ – Chuyên ngành quản lý lượng – Mã số: 60340416 mức công suất tiêu thụ bóng tăng nên, điều gây lãng phí không điện Từ thực trạng đó, Tp Tuy Hòa có nhiều giải pháp thực tiết kiệm điện hệ thống chiếu sáng công cộng Đã áp dụng thử nghiệm Việc lựa chọn giải pháp quản lý vận hành phù hợp đảm bảo hệ thống chiếu sáng công cộng đạt yêu cầu tiêu chuẩn kỹ thuật chiếu sáng mà có khả tiết kiệm điện cách hiệu như: Thường xuyên tổ chức kiểm tra, đánh giá chế độ chiếu sáng công cộng, đảm bảo nguyên tắc chiếu sáng hiệu quả, tiết kiệm Bố trí đội kỹ thuật trực thường xuyên để vận hành, bảo dưỡng hệ thống chiếu sáng, vệ sinh chóa đèn bị bụi bẩn, thay chóa đèn cũ làm giảm độ rọi xuống mặt đường để tăng độ chiếu sáng đồng đường phố Tổ chức đội chuyên làm nhiệm vụ phát quan xanh tuyến đường vị trí có tán rộng làm che khuất ánh sáng đèn nhằm tạo không gian thông thoáng mở rộng tầm quan sát tham gia giao thông vấn đề vệ sinh môi trường mỹ quan đô thị Áp dụng hệ thống thiết bị điều khiển tự động đóng cắt đảm bảo chiếu sáng hợp lý theo thời gian vào ban đêm cho hệ thống chiếu sáng tuyến đường thành phố Áp dụng phương án tiết kiệm điện tối ưu, phù hợp với điều kiện phát triển, với trình vận hành hệ thống chiếu sáng yêu cầu cấp bách nhà đầu tư, người thiết kế Tiết kiệm điện hệ thống chiếu sáng công cộng góp phần vào việc xây dựng đất nước ngày giàu đẹp HDKH: TS Dương Trung Kiên 83 HV: Nguyễn Tiến Dũng Luận văn thạc sĩ – Chuyên ngành quản lý lượng – Mã số: 60340416 KẾT LUẬN Việc phân tích, đánh giá hiệu kinh tế kỹ thuật đề giải pháp tiết kiệm lượng chiếu sáng công cộng Tp Tuy Hòa góp phần không nhỏ vào công tiết kiệm nguồn điện lưới quốc gia, ổn định phát triển kinh tế xã hội địa phương Các giải pháp tiết kiệm lượng đề xuất để cải tạo, hoàn thiện lưới điện chiếu sáng cho thành phố Tuy Hòa dễ áp dụng, có tính khả thi cao khối lượng thực vốn đầu tư tương đối phù hợp Trong trình khảo sát đánh giá thực trạng hệ thống chiếu sáng tuyến đường việc điều khiển tiết giảm công suất chiếu sáng theo chế độ đóng cắt tủ điện để tiết kiệm điện việc áp dụng giải pháp để cải tạo lại hệ thống lưới điện chiếu sáng cần thiết Tùy thuộc vào đặc điểm trạng tuyến đường nên chọn giải pháp đơn giản, dễ thực để có mạng lưới chiếu sáng thông minh hoàn chỉnh, đảm bảo độ tin cậy vận hành, đảm bảo độ đồng chiếu sáng đêm không gây ảnh hưởng đến tầm nhìn người tham gia giao thông, tỷ lệ tổn thất giảm, quản lý vận hành thuận lợi, chi phí đầu tư thấp khả hoàn vốn thời gian ngắn Ngoài phải nghiên cứu áp dụng công nghệ chiếu sáng đại, kết hợp với giải pháp kỹ thuật tiên tiến để thiết kế, xây dựng hệ thống chiếu sáng thông minh vừa đảm bảo tiết kiệm lượng, vừa mang lại lợi ích lâu dài cho địa phương giải pháp tích cực việc tiết kiệm lượng, đơn cắt giảm nguồn chiếu sáng HDKH: TS Dương Trung Kiên 84 HV: Nguyễn Tiến Dũng Luận văn thạc sĩ – Chuyên ngành quản lý lượng – Mã số: 60340416 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Sử dụng hợp lý tiết kiệm hiệu điện sản xuất, sinh hoạt NXB KH&KT Hà Nội (2002) Tác giả: Nguyễn Xuân Phú Sử dụng tiết kiệm điện NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội (2003) Tác giả: Nguyễn Xuân Phú Sổ tay thiết kế điện chiếu sáng Tác giả: Nguyễn Văn Sum Tiêu chuẩn thiết kế chiếu sáng TCXDVN 333-2005 TCVN 5828-1994: Đèn chiếu sáng đường phố - Yêu cầu kỹ thuật Kỹ thuật chiếu sáng (2000) Tác giả: PATRICK VANDEPLANQUE Người dịch: Lê Văn Doanh Đặng Văn Đào Hồ sơ quản lý tuyến chiếu sáng công cộng Tp Tuy Hòa – Phòng quản lý đô thị Tp Tuy Hòa HDKH: TS Dương Trung Kiên 85 HV: Nguyễn Tiến Dũng [...]... đối với các sản phẩm chiếu sáng tiết kiệm điện năng cũng như những giải pháp chiếu sáng hiệu quả do các doanh nghiệp lớn, các đơn vị tư vấn có uy tín trên thị trường sản xuất và cung cấp HDKH: TS Dương Trung Kiên 34 HV: Nguyễn Tiến Dũng Luận văn thạc sĩ – Chuyên ngành quản lý năng lượng – Mã số: 60340416 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH THỰC TRẠNG HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CÔNG CỘNG TẠI THÀNH PHỐ TUY HÒA-TỈNH PHÚ YÊN: 2.1... người tham gia giao thông Các ngõ hẻm được chiếu sáng giúp cho việc giao thông được thuận lợi hơn, góp phần đảm bảo an ninh trật tự văn minh khu vực dân cư, giảm thiểu được các tệ nạn xã hội 1.2.2 Các nguồn sáng sử dụng trong chiếu sáng công cộng: Các nguồn sáng dùng trong chiếu sáng ngoài trời như chiếu sáng đường phố, chiếu sáng ở những nơi công cộng như công viên, khuôn viên của các nhà máy, xí nghiệp,... chiếu sáng bằng những nguồn sáng nhân tạo Những nguồn sáng này được sử dụng chủ yếu là bóng đèn Sodium cao áp 150W hoặc 250W để chiếu sáng đường phố cho hiệu quả cao nhất vì loại bóng đèn này có hiệu suất cao gấp 3 lần đèn thủy ngân cao áp và gấp 2 lần đèn halogen cao áp Ngoài ra còn sử dụng một số bóng đèn compact để chiếu sáng cho các ngõ hẻm nhằm tiết kiệm điện và nâng cao hiệu quả chiếu sáng Hiện... – Chuyên ngành quản lý năng lượng – Mã số: 60340416 1.1.2 Các bước tiến hành xây dựng và triển khai hệ thống chiếu sáng: - Khảo sát thiết kế bản vẽ thi công – Dự toán công trình - Tiếp nhận mặt bằng, phóng tuy n định vị vị trí cột chiếu sáng - Thi công đào đất hố móng cột chiếu sáng, đổ bê tông móng cột chiếu sáng - Thi công hệ thống tiếp địa cho các cột chiếu sáng và hệ thống chiếu sáng - Thi công. .. – Chuyên ngành quản lý năng lượng – Mã số: 60340416 1.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CÔNG CỘNG: 1.2.1 Vai trò của hệ thống chiếu sáng công cộng: Trong sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước Sự phát triển của các ngành công nghiệp nói chung, trong đó ngành điện chiếu sáng công cộng cũng đóng vai trò rất quan trọng cho sự phồn vinh của đất nước và của địa phương Nó không chỉ chiếu sáng. .. thông của nguồn sáng và góc khối được chiếu sáng Cường độ chiếu sáng càng cao nghĩa là lượng ánh sáng chiếu sáng cho hướng đó cao d Độ rọi (illuminance) : Độ rọi tại một điểm trên một mặt phẳng là mật độ phân bố quang thông trên một đơn vị diện tích tại điểm đó Kí hiệu độ rọi là E, đơn vị là lux (lx) : Elx = I d2 hoặc 1Lux = 1Lm/m2 I : là cường độ ánh sáng, d là khoảng cách Nếu nguồn sáng chiếu thẳng đứng... Chuyên ngành quản lý năng lượng – Mã số: 60340416 5 Phương Pháp nghiên cứu: Phương pháp đánh giá phân tích Phương pháp thống kê Phương pháp tính toán đánh giá hiệu quả kinh tế HDKH: TS Dương Trung Kiên 10 HV: Nguyễn Tiến Dũng Luận văn thạc sĩ – Chuyên ngành quản lý năng lượng – Mã số: 60340416 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI 1.1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG: 1.1.1 Các khái niệm về chiếu sáng: ... đốt có quang hiệu 1600/100 = 16lm/w, bóng đèn huỳnh quang có quang hiệu 3350/40 = 84lm/w Quang hiệu mỗi loại đèn có trị số khác nhau tùy nguyên lý phát quang và công nghệ chế tạo Đèn huỳnh quang có quang hiệu cao hơn đèn sợi đốt, đèn sodium cao áp có quang hiệu cao hơn đèn thủy ngân cao áp và đèn sodium thấp áp có quang hiệu cao nhất Nhận xét: Quang hiệu của một nguồn sáng là đại diện cho hiệu suất phát... 6 lần sử dụng đèn cao áp thông thường và đèn compact Tuổi thọ đèn LED cao khoảng 100.000 giờ sử dụng 1.3 Đặc điểm thiết kế của hệ thống chiếu sáng công cộng Hệ thống chiếu sáng công cộng được thiết kế nhằm mục đích chiếu sáng cho người và phương tiện đang chuyển động, tạo ra một môi trường chiếu sáng tiện nghi đảm bảo cho người tham gia giao thông có đủ tầm nhìn để quan sát, xử lý các tình huống giao... đại diện cho hiệu suất phát quang của nguồn sáng đó Quang hiệu của bóng đèn mà càng cao nghĩa là hiệu suất phát quang của nó càng cao Quang hiệu của một nguồn sáng phụ thuộc vào quang thông của nguồn sáng và công suất của nguồn sáng đó Do đó những bóng mà công suất thấp nhưng cho quang thông cao thì quang hiệu của bóng đó sẽ cao hơn, như ở ví dụ trên quang hiệu của bóng đèn huỳnh quang 40W là 84lm/w,