Nghiên cứu, tính toán các giải pháp tiết kiệm điện năng cho nhà máy nước biển hồ gia lai

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRỊNH VĂN THÀNH NGHIÊN CỨU, TÍNH TỐN CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG CHO NHÀ MÁY NƯỚC BIỂN HỒ GIA LAI Chuyên ngành : Mạng hệ thống điện Mã số : 60.52.50 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2011 Công trình hồn thành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: TS ĐOÀN ANH TUẤN Phản biện 1: PGS.TS Đinh Thành Việt Phản biện 2: PGS.TS Nguyễn Hồng Anh Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật họp Đại học Đà Nẵng vào ngày 15 tháng 12 năm 2011 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Trong giai đoạn nay, lượng nói chung lượng điện nói riêng đóng vai trị quan trọng có ảnh hưởng đến lĩnh vực đời sống kinh tế xã hội Nước ta nước phát triển nhu cầu sử dụng lượng lớn lại bị hạn chế mặt lượng, đặc biệt lượng điện Đứng trước tình hình tài nguyên lượng ngày khan hiếm, việc sử dụng lượng tiết kiệm hiệu ưu tiên quan trọng sách lượng quốc gia Để sử dụng lượng tiết kiệm hiệu quả, trước tiên cần phải có hoạt động quản lý lượng cách chặt chẽ doanh nghiệp, sở tiêu thụ lượng để tìm giải pháp tiết kiệm lượng Luật sử dụng tiết kiệm hiệu Quốc hội thông qua theo Nghị số 51/2001/QH10[10] quy định sách, biện pháp thúc đẩy sử dụng lượng tiết kiệm hiệu quả, việc tiến hành nghiên cứu đề xuất giải pháp tiết kiệm lượng nói chung lượng điện nói riêng cần thiết Một giải pháp để tiết kiệm lượng nói chung lượng điện nói riêng mà nhiều nước giới Việt Nam áp dụng chương trình quản lý nhu cầu DSM (Demand Side Managent) Tiềm DSM với thành phần phụ tải đa dạng phong phú, với phụ tải công nghiệp động không đồng (KĐB) đối tượng tác động mạnh mẽ có hiệu lớn DSM Động KĐB có cấu tạo đơn giản, vận hành chắn, dải công suất rộng, nên sử dụng rộng rãi thực tế Theo ước tính 50% điện sản xuất giới động KĐB tiêu thụ, suốt vòng đời động KĐB tiền điện chiếm khoảng 96% chi phí mua động bảo dưỡng chiếm 4% Ở nhà máy, xí nghiệp cơng nghiệp, doanh nghiệp, phụ tải chủ yếu động KĐB, nhiên việc sử dụng cịn lãng phí hiệu chưa cao việc sử dụng hiệu động KĐB góp phần tiết kiệm điện cho nhà máy, xí nghiệp, doanh nghiệp nói riêng định đến việc sử dụng lượng nói chung Nhà máy nước Biển Hồ Gia Lai nhà máy cung cấp nước phục vụ cho dân cư thuộc thành phố Pleiku Gia Lai Phụ tải điện nhà máy chủ yếu động KĐB ba pha dùng để bơm nước Thành phố Pleiku nằm độ cao trung bình 300 đến 500 mét, ngã ba quốc lộ 14 quốc lộ 19 có độ cao 795 m địa hình thành phố Pleiku có độ cao khác Theo tính tốn thiết kế hệ thống cấp nước cho thành phố Pleiku đường ống cung cấp nước cho vùng cao có áp suất 5,0Pa đường ống cấp nước cho khu vực đô thị khác yêu cầu áp suất nước ống từ 3,6 Pa Căn vào yêu cầu cụ thể mạng cấp nước cho khu vực thành phố Pleiku, nhà máy nước chia chế độ cấp nước cho khu vực 5,0Pa cấp nước cho khu đô thị khác thành phố Do hệ thống động bơm nước nhà máy khơng có chế độ điều khiển nên động chạy chế độ định mức dẫn tới áp suất đường ống cấp nước dao động từ 4.7 – 5.0Pa động điện tiêu thụ lượng điện không cần thiết Do nhu cầu áp lực nước khu đô thị khác nên dẫn đến công suất động cần thay đổi theo yêu cầu phụ tải hội tiết kiệm điện cao Nhận thức tầm quan trọng việc tiết kiệm lượng nói chung, điện nói riêng, ảnh hưởng động KĐB việc sử dụng lượng tiết kiệm hiệu quả, lý mà tác giả nghiên cứu, tính toán giải pháp tiết kiệm điện cho nhà máy nước Biển Hồ Gia Lai nhằm góp phần tiết kiệm điện cho nhà máy Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu 2.1 Mục tiêu Khảo sát nghiên cứu đưa giải pháp sử dụng lượng tiết kiệm hiệu nhằm nâng cao hiệu suất sử dụng lượng, cải thiện mơi trường, qua góp phần đảm bảo an ninh lượng đất nước 2.2 Nhiệm vụ nghiên cứu - Các chiến lược chủ yếu chương trình quản lý nhu cầu - Phân tích giải pháp sử dụng lượng hiệu - Tính tốn kinh tế, đánh giá hiệu dùng giải pháp tiết kiệm lượng - Tính tốn áp dụng cho nhà máy Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Các phụ tải tiêu thụ điện nhà máy nước Biển Hồ Gia Lai - Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu chiến lược chương trình quản lý nhu cầu từ thấy lợi ích mà chương trình mang lại, nghiên cứu hiệu giải pháp sử dụng lượng hiệu thiết bị tiêu thụ điện nhằm giảm tổn thất điện cho nhà máy nước Biển Hồ Gia Lai Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu tài liệu sách, báo, chuyên đề, giáo trình, giảng - Phương pháp thực nghiệm: Áp dụng lý thuyết nghiên cứu để tính tốn cho nhà máy nước Biển Hồ Gia Lai Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài - Nghiên cứu giải pháp sử dụng lượng hiệu phụ tải điện qua tiết kiệm điện năng, giảm chi phí sản xuất nhà máy, góp phần cải thiện mơi trường, từ nhân rộng việc áp dụng giải pháp cho sở sản xuất khác Tên luận văn Căn theo đối tượng phạm vi nghiên cứu, mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu, luận văn đặt tên “nghiên cứu, tính tốn giải pháp tiết kiệm điện cho nhà máy nước Biển Hồ Gia Lai” Cấu trúc luận văn Luận văn phần mở đầu kết luận, gồm có ba chương sau - Chương 1: Tổng quan DSM - Chương 2: Các giải pháp hiệu tiết kiệm sản xuất Việt Nam - Chương 3: Tính tốn tiết kiệm lượng nhà máy nước Biển Hồ Gia Lai CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ DSM 1.1 Khái niệm DSM DSM hợp tác giải pháp kỹ thuật – Công nghệ - Kinh tế - Xã hội nhằm sử dụng điện cách hiệu tiết kiêm DSM nằm chương trình tổng thể quản lý nguồn cung cấp (SSM – Supply Side Management) quản lý nhu cầu sử dụng điện (DSM-Demand Side Management) 1.2 Chiến lược DSM Chiến lược bao gồm giải pháp chủ yếu sau: điều khiển trực tiếp dịng điện, tích trữ lượng, sử dụng nguồn lượng mới, đổi giá [3],[4],[10] 1.2.1 Điều khiển nhu cầu điện phù hợp với khả cung cấp điện cách kinh tế 1.2.1.1 Điều khiển trực tiếp dòng điện a) Cắt giảm đỉnh b) Lấp thấp điểm c) Chuyển dịch phụ tải d) Biện pháp bảo tồn e) Tăng trưởng dòng điện f) Biểu đồ phụ tải linh hoạt 1.2.1.2 Tích trữ lượng 1.2.1.3 Sử dụng nguồn lượng tái tạo, lượng 1.2.1.4 Giá bán điện thay đổi 1.2.2 Nâng cao hiệu suất sử dụng lượng hộ dùng điện 1.2.2.1 Sử dụng thiết bị có hiệu suất cao 1.2.2.2 Giảm thiểu tiêu phí lượng cách vơ ích Các biện pháp cụ thể tiết kiệm điện thuộc giải pháp chia làm ba khu vực (hình 1.12) TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG Khu vực nhà Khu vực CC Khu vực CN Hình 1.12 Các khu vực tiết kiệm a) Khu vực nhà ở: b) Khu vực công cộng (CC): c) Khu vực công nghiệp (CN): 1.3 Kết luận Trong chương tác giả trình bày khái niệm DSM hai chiến lược chủ yếu DSM, là: điều khiển nhu cầu dùng điện cho phù hợp với khả cung cấp cách kinh tế nâng cao hiệu suất sử dụng lượng hộ dùng điện để giảm điện tiêu thụ Trong việc nâng cao hiệu suất sử dụng lượng để giảm điện tiêu thụ, với khu vực công nghiệp mà đặc biệt với động không đồng Trong chương tác giả nghiên cứu chi tiết vào hệ thống tiêu thụ lượng hệ thống chiếu sáng, hệ thống động CHƯƠNG CÁC GIẢI PHÁP VÀ HIỆU QUẢ TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG TRONG SẢN XUẤT TẠI VIỆT NAM 2.1 Mở đầu Trong chương tác giả phân tích giải pháp sử dụng lượng hiệu quả, chương tác giả đề cập đến hai giải pháp là: Giải pháp tiết kiệm điện cho hệ thống chiếu sáng giải pháp tiết kiệm điện cho động điện phương pháp điều chỉnh hệ số công suất (HSCS) kết hợp với điều chỉnh tốc độ động biến tần (BT) 2.2 Hệ thống chiếu sáng 2.2.1 Khái niệm số định nghĩa 2.2.1.1 Ánh sáng 2.2.1.2 Màu sắc 2.2.1.3 Độ rọi E 2.2.1.4 Quang thông (φ) 2.2.1.5 Hiệu ánh sáng 2.2.2 Thiết kế chiếu sáng Thiết kế chiếu sáng phải đáp ứng yêu cầu độ rọi hiệu chiếu sáng thị giác Ngoài ra, phải quan tâm đến màu sắc ánh sáng, lựa chọn chao chụp đèn, bố trí ánh sáng vừa đảm bảo tính kinh tế, kỹ thuật mà cịn phải đảm bảo mỹ quan 2.2.2.1 Phương pháp tính tốn chiếu sáng 2.2.2.2 Bố trí đèn 2.2.3 Giải pháp sử dụng lượng hiệu 2.2.3.1 Sử dụng nguồn sáng hợp lý 2.2.3.2 Lựa chọn chủng loại thiết bị chiếu sáng phù hợp 10 2.2.3.3 Điều khiển vận hành hệ thống chiếu sáng hợp lý 2.2.3.4 Áp dụng số công nghệ 2.3 Hệ thống động 2.3.1 Giải pháp điều chỉnh hệ số công suất 2.3.1.1 Ý nghĩa việc nâng cao hệ số công suất cosϕ * Giảm công suất tổn thất mạng điện * Giảm tổn thất điện áp mạng điện * Tăng khả truyền tải đường dây máy biến áp 2.3.1.2 Các biện pháp nâng cao hệ số cơng suất cosϕ chia làm hai nhóm a) Nâng cao hệ số công suất cosϕ tự nhiên b) Nâng cao hệ số công suất cosϕ phương pháp bù 2.3.2 Bù công suất phản kháng Khái niệm đương lượng kinh tế (kkt) [8], CSPK: “Đương lượng kinh tế công suất phản kháng lượng công suất tác dụng (kW) tiết kiệm bù (kVAr) công suất phản kháng” Như biết kkt lượng cơng suất bù Qbù, tính cơng suất tác dụng tiết kiệm bù là: ∆Ptk = k kt Qbu (kW) (2.10) Nếu Q R lớn kkt lớn, nghĩa phụ tải phản kháng lớn xa nguồn việc bù có hiệu kinh tế.Giá trị kkt thường nằm khoảng 0,02 ÷ 0,12 (kW/kVAr) 2.3.3 Xác định dung lượng bù Dung lượng bù xác định theo công thức sau: Q bù = P(tgϕ1 - tgϕ )α α = 0,9÷1: hệ số xét tới khả nâng cao cosϕ (2.17) 12 + Trên rotor: Thay đổi điện trở rotor, nối cấp đưa sức điện động phụ vào rotor Ta nghiên cứu điều chỉnh tốc độ cách thay đổi tần số, từ biểu thức: n = n1 (1-s) = 60f1 p (1-s) (2.21) Phương pháp điều chỉnh tốc độ thay đổi tần số phương pháp điều chỉnh trơn trượt Trong thực tế ứng dụng, phụ tải yêu cầu mơ men khơng U U1 đổi phải có: = = const (2.23) f2 f1 Yêu cầu điều chỉnh tốc độ động đảm bảo công suất không đổi (Pcơ=const), nghĩa mô men tỷ lệ nghịch với tần số ta U2 có: U1 = f2 (2.24) f1 Nếu u cầu mơ men tỷ lệ với bình phương tốc độ, nghĩa f  M tỷ lệ với f ta có: =  U1  f1  U2 (2.25) Tóm lại: thay đổi tần số điều chỉnh tốc độ ta phải đồng thời điều chỉnh điện áp đưa vào động điện 2.4.2 Các biến tần dùng để điều chỉnh tốc độ động 2.4.2.1 Bộ biến tần trực tiếp dùng Thyristor Bộ biến tần trực tiếp dùng Thyristor biến đổi trực tiếp nguồn xoay chiều ba pha U1, f1 số thành nguồn xoay chiều ba pha có U2, f2 biến đổi 2.4.2.2 Bộ biến tần dùng Thyristor có khâu trung gian chiều Bộ biến tần có khâu trung gian chiều biến đổi hai tầng [6], nhóm chỉnh lưu có chức biến đổi điện xoay chiều 13 thành chiều, sau qua lọc, điện áp chiều nghịch lưu thành điện áp xoay chiều có tần số biến đổi 2.4.3 Sự thay đổi công suất thay đổi lưu lượng (tốc độ) Với động tương thích (quạt, bơm ly tâm, cơng suất trục động cơ, lưu lượng dịng chảy Q, áp suất chất lỏng H có quan hệ theo phương trình P = K.H Q (2.27) η Trong đó: K số, P cơng suất động cơ, H áp suất, Q lưu lượng η hiệu suất Quan hệ Q,H,P với tốc độ N động sau: Q1/Q2=N1/N2 (2.28) H1/H2=(N1/N2) P1/P2=(N1/N2) (2.29) (2.30) Trong công thức (2.28), (2.29), (2.30): N1 tốc độ động ứng với lưu lượng Q1, áp suất H1 công suất P1 N2 tốc độ động ứng với lưu lượng Q2, áp suất H2 công suất P2 Sự thay đổi công suất thay đổi lưu lượng (hình 2.6), hình 2.6: - C1 đương cong thể mối quan hệ áp suất H lưu lượng Q tốc độ cánh quạt lắp trục động không đổi - C2 đường cong thể đặc tính cản đường ống van mở hoàn toàn C3 đường cong thể đặc tính cản đường ống có điều chỉnh van ( đóng bớt van lại) C4 đường cong thể mối quan hệ áp suất H lưu lượng Q sử dụng biến tần để điều chỉnh tốc độ động 14 Hình 2.6 Giản đồ thay đổi cơng suất thay đổi lưu lượng (tốc độ) 2.5 Kết luận Trong giải pháp sử dụng lượng hiệu hệ thống chiếu sáng ta cần quan tâm đến chất lượng ánh sáng cụ thể cho khu vực từ lựa chọn chủng loại thiết bị cho phù hợp điều khiển vận hành hệ thống chiếu sáng hiệu kinh tế Với động không đồng bộ, hai giải pháp điều chỉnh hệ số công suất (HSCS) cách lắp tụ bù điều chỉnh tốc độ động biến tần có hiệu Giải pháp bù có ý nghĩa quan trọng, từ xác định dung lượng bù cho phù hợp vị trí đặt thiết bị bù Từ nguyên lý điều chỉnh tốc độ động không đồng cách thay đổi tần số, ta nghiên cứu nguyên lý làm việc biến tần ứng dụng giải pháp điều chỉnh tốc độ động biến tần mang lại hiệu tiết kiệm lượng động tương thích Việc ứng dụng cụ thể giải pháp cho nhà máy nước Biển Hồ Gia Lai tác giả trình bày chương 15 CHƯƠNG TÍNH TỐN TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG TẠI NHÀ MÁY NƯỚC BIỂN HỒ GIA LAI 3.1 Mở đầu 3.2 Tổng quan nhà máy 3.2.1 Quy trình sản xuất Bảng 3.4 Bảng tổng hợp tình hình sản xuất nhà máy năm 2010 3.2.2 Danh mục thiết bị 3.2.3 Sơ đồ phân bố điện nhà máy 3.3 Các hệ thống thiết bị tiêu thụ lượng điện 3.3.1 Hệ thống chiếu sáng 3.3.2 Hệ thống động 3.3.2.1 Động bơm nước trạm bơm cấp I Gồm động có cơng suất 132 kW 3.3.2.2 Động trạm sử lý nước Gồm có động 35 kW đồng 132kW 16 3.3.2.3 Động bơm nước trạm bơm cấp II Gồm động có cơng suất 132 kW 3.4 Tính tốn kinh tế đánh giá hiệu dùng giải pháp thay bóng đèn cho hệ thống chiếu sáng 3.4.1 Hiện trạng Hiện nhà máy sử dụng 34 bóng đèn huỳnh quang cơng suất 40W, 33 bóng đèn cao áp công suất 125W chiếu sáng cho khuôn viên nhà máy Các loại đèn thuộc loại tiêu tốn điện lớn Vì tính tốn, đề xuất giải pháp tiết kiệm điện cho hệ thống chiếu sáng 3.4.2 Biện pháp đề xuất Thay bóng đèn huỳnh quang 40W thành T8(36W) quang thông tiết kiệm 4W cho bóng đèn Thay bóng đèn cao áp 125W thành bóng đèn đường tiết kiệm IMPAC- 85 W 3.4.3 Phân tích chi phí lợi ích hệ thống chiếu sáng 3.4.3.1 Thay đèn huỳnh quang 40W đèn T8 (36W) 3.4.3.2 Thay đèn cao áp 125 đèn IMPAC 85W * Nhận xét: Với hệ thống chiếu sáng ta thay bóng đèn huỳnh quang 40W đèn T8(36W) đèn cao áp 125W đèn IMPAC – 85W với tổng đầu tư chi phí ban đầu 4.170.106 VNĐ, điện tiêu thụ hàng năm giảm 7.212kWh, tiền tiết kiệm hàng năm 9.543.403VNĐ Lượng khí CO2 thải mơi trường 4,5 Như việc thay bóng đèn cho hệ thống chiếu sáng mang lại hiệu kinh tế góp phần tiết kiệm lượng điện cho nhà máy 3.5 Tính tốn kinh tế đánh giá hiệu dùng giải pháp bù 3.5.1 Tính tốn kinh tế dùng giải pháp bù (bù phân tán) 3.5.1.1 Các cơng thức tính tốn 17 3.5.1.2 Tính tốn cụ thể cho động *Nhận xét: Khi lựa chọn số động có công suất lớn, thời gian làm việc năm tương đối lớn, áp dụng giải pháp điều chỉnh tốc độ động không hiệu để áp dụng giải pháp bù để nâng cao HSCS hiệu kinh tế môi trường cải thiện Tổng dung lượng tụ bù có dung lượng 230 kVAr, số tiền đầu tư 34,5 triệu VNĐ, điện tiêu thụ tiết kiệm 56.414 kWh (khoảng 1,9%), số tiền tiết kiệm hàng năm 74.658.287,6VNĐ, lượng khí thải CO2 thải môi trường giảm 35,28 tấn, thời gian thu hồi vốn đầu tư để mua lắp đặt tụ tháng 3.5.2 Đánh giá hiệu dùng giải pháp bù Hiệu dùng giải pháp bù đem lại là: Hệ số cơng suất nâng lên; giảm tổn thất công suất, tổn thất điện áp; tăng khả tải dây dẫn máy biến áp giảm điện tiêu thụ, góp phần bảo vệ mơi trường 3.6 Tính toán kinh tế đánh giá hiệu dùng giải pháp Biến tần 3.6.1 Các cơng thức tính tốn 3.6.1.1 Trường hợp dùng biến tần với động non tải có tải ln thay đổi 3.6.1.2 Trường hợp dùng biến tần để điều chỉnh lưu lượng 3.6.1.3 Trường hợp dùng tiết lưu (van) để điều chỉnh lưu lượng Trong trường hợp khơng dùng van sau dùng van để điều chỉnh, cơng thức tính tốn sau: n PTL = P1.∑ k tli (3.21) A TL =P1.∑ (Ptli t i ) (3.22) i=1 n i=1 18 (3.23) ∆A=A-A TL 3.6.1.4 Trường hợp dùng tiết lưu sau thay biến tần n n PTL = P1.∑ k tli ; i=1 n A TL =P1.∑ (Ptli t i ) ; A BT = P1 ∑ (k bti t i ) i=1 kbti hệ số giảm thấp công suất dùng biến tần n Hoặc A BT =P1 ∑ ( i=1 i=1 Ni N1 ) t i (3.24) ∆A = A BT -A TL 3.6.2 Tính tốn cụ thể cho động trạm cấp II Qua khảo sát tình hình vận hành nhà máy động quy làm việc tốc độ áp suất 3,6 Pa Từ biểu thức Q1 Q2 Ta có: = N1 N2 ; Q1 = Q N  P N  = 1 ; = 1 H2  N2  P2  N  H1 H1 H2 Với Q2 =1.000m3 : hai bơm vận hành bơm có Qđm = 500m3 H2 = 4,7 Pa: áp lực đạt bơm đồng thời máy H1 = 3,6 Pa: áp lực cần thiết để cung cấp nước Q1 =1.000 3, 4, = 875 m3 h Lưu lượng bơm Q 875 Q dm = = = 437,5m h 2 Vậy tốc độ cần thiết cho động 19 N1 = N Q1 Q dm =1.480x 437,5 500 =1.295 vịng/phút Bảng 3.22 Tổng hợp tính tốn lắp đặt biến tần cho động bơm nước 3.6.3 Sơ đồ hệ thống biến tần điều khiển động nguyên lý hoạt động * Nhận xét: Động bơm nước cần cung cấp lưu lượng nước định theo yêu cầu hộ gia đình theo thời điểm khác nhau,do việc sử dụng biến tần để điều khiển tốc độ động hợp lý Với động ta chọn Biến tần có cơng 20 suất 132kW – điện áp 0,4kV Điện tiết kiệm hàng năm 316.379,8kWh đạt (28%) tương ứng với số tiền tiết kiệm hàng năm gần 419 triệu VNĐ, lượng khí thải CO2 thải môi trường giảm 198 tấn, thời gian hoàn vốn mua lắp biến tần gần 1,2 năm Như lắp biến tần cho động bơm nước trạm bơm cấp II mang lại hiệu kinh tế, góp phần tiết kiệm lượng điện cho nhà máy bảo vệ môi trường Mặt khác sử dụng hệ thống biến tần tự động điều khiển hệ thống làm việc dẫn tới giảm công nhân vận hành cho nhà máy 3.7 Sử dụng pin mặt trời cung cấp điện cho hệ thống chiếu sáng Nước cung cấp cho mạng lưới cấp nước phải đảm bảo vệ sinh cho người sử dụng quan tâm bảo quản khu vực chứa nước cần thiết Để đảm bảo cho hệ thống cấp nước khơng bị nhiễm bảo quản kiểm tra thường xuyên quan trọng hệ thống chiếu sáng cho khu vực thiếu Hệ thống chiếu sáng nhà máy cung cấp từ lưới điện nên có cố lưới điện ảnh hưởng tới hệ thống chiếu sáng 3.7.1 Cấu tạo hoạt động pin mặt trời 3.7.1.1 Hiệu ứng quang điện 3.7.1.2 Hiệu suất trình biến đổi quang điện 3.7.1.3 Cấu tạo pin mặt trời 3.7.2 Thiết kế hệ thống điện mặt trời Hệ thống lượng mặt trời hệ thống bao gồm thành phần như; pin mặt trời (máy phát điện), tải tiêu thụ điện, thiết bị tích trữ lượng thiết bị điều phối lượng 3.7.2.1 Các thông số tải đặc trưng phụ tải 21 Để thiết kế, tính tốn hệ thống điện mặt trời trước hết cần số thơng số sau đây: - Các yêu cầu đặc trưng phụ tải - Vị trí đặt hệ thống 3.7.2.2 Các bước thiết kế hệ thống điện mặt trời a) Lựa chọn sơ đồ khối b) Tính tốn hệ nguồn điện pin mặt trời 3.7.2.3 Áp dụng tính tốn cho hệ thống chiếu sáng nhà máy nước Bảng 3.24 Công suất phụ tải chiếu sáng yêu cầu a) Xác định điện tiêu thụ ngày Tổng điện phải cấp hàng ngày cho tải tổng tất điện tải, thời gian tải sử dụng τ = 10h Png = τ(P1 + P2 ) = 10.(2.805 + 504) = 33.090, [Wh/ngày] Png tổng công suất thiết bị tiêu thụ điện ngày b) Tính pin mặt trời (PV panel) Tổng số PV panel = 33.090,0x1,31 = 443.347,9WP Ở PV hệ thống pin mặt trời ghép lại với Trong 1,31 suất tổn hao thiết bị Tổng WP panel ∑ WP = 443.347,9 4,425 =9.796,1 WP WP công suất đỉnh dàn pin mặt trời (Peak Watt) 22 Với cường độ xạ trung bình R = 4,425 (kWh/m2/ngày) Chọn loại PV có PWp = 150 WP số PV cần dùng 9.796,1 ∑ WP n PV = = = 65,3 chọn 66 P 150 npv số PV panel Khi chon 66 lượng điện sản xuất n *P *R 66*150*4,425 P= PV WP = =43,8kWh /ngày 1000 1000 tính đến tổn hao dây dẫn thiết bị (1,31) Pt = P 43,8 = = 33,44 kWh /ngày 1,31 1,31 Với Pt cơng suất thực tính đến tổn hao So sánh với công mà hệ thống chiếu sáng yêu cầu đạt tiêu chuẩn Giá hệ thống PV CPV = 19.500 (VNĐ): Vốn đầu tư ban đầu V=n PV *PWP *C PV *19.500= 66x150x3x19.500 = 579.150.000,0 VNĐ Với giá điện trung bình C =1.323VNĐ (theo giá phục vụ cho ngành sản xuất) phí hóa đơn tiền điện hàng ngày là; Chđ = Png*C = 33,09x1.323= 43.778,07 VNĐ Tiền mà hệ thống PV tạo ra: Cht = Png*C = 33,44x1.323=44.241,12 VNĐ Cht tiền điện thu tương ứng lượng điện mà hệ thống sản xuất Một năm 365 ngày hệ thống PV sản suất lượng điện tương đương với số tiền là: C1 = Cht*365 = 44.241,12x365=16.148.009,0 VNĐ Số tiền 1năm phải trả ngành điện không dùng PV: C2 = Chđ*365 = 43.778,07 x365 =15.978.995,6 VNĐ 23 Thời gian hoàn vốn V 579.150.000 T= = = 18 (năm) C 16.148.009 + 15.978.995,6 Với C = C1+C2 Bảng 3.25 Tổng hợp tính tốn lắp đặt hệ thống pin mặt trời cho chiếu sáng *Nhận xét: Lắp đặt hệ thống pin mặt trời vốn đầu tư lớn so sánh với số kinh phí chi trả điện cho hệ thống này, thời gian hoàn vốn 18 năm Tuy nhiên với hệ thống chiếu sáng yêu cầu bắt buộc phải đảm bảo cung cấp đủ ánh sáng ca trực tối nhà máy hệ thống pin lượng mặt trời cần thiết Bảng 3.26 Tóm tắt giải pháp tiết kiệm điện 24 3.8 Kết luận Từ kết phân tích cho thấy việc tiến hành kiểm tốn lượng nhà máy nước Biển Hồ tìm giải pháp nhằm sử dụng lượng tiết kiệm hiệu cần thiết Nó khơng giảm chi phí, tăng lợi nhuận, nâng cao chất lượng sản xuất mà cịn góp phần làm giảm nhu cầu sử dụng điện quốc gia Kết nghiên cứu cho thấy áp dụng chương trình tiết kiệm lượng lại nhà máy nước Biển Hồ tiết kiệm năm 500.510 triệu đồng, giảm 240,6 khí CO2 mơi trường 25 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Đề tài nhằm nghiên cứu đề xuất giải pháp đánh giá hiệu tiết kiệm lượng Tác giả nghiên cứu vào chiến lược DSM từ nghiên cứu chi tiết vào hệ thống tiêu thụ lượng, áp dụng thực tiết kiệm điện cho nhà máy nước Biển Hồ Gia Lai Kết nghiên cứu cho thấy áp dụng biện pháp tiết kiệm điện cho nhà máy nước Biển Hồ không mang lại lợi ích cho thân nhà máy mà nhiều lợi to lớn việc giảm nhu cầu công suất điện năng, từ tiết kiệm lượng cải thiện môi trường Qua kết nghiên cứu cụ thể cho thấy việc đầu tư áp dụng biện pháp khả thi, đem lại hiệu kinh tế to lớn, tiêu thụ điện khoản tiền tiết kiệm sau bù đắp chi phí lại lớn Với kết nghiên cứu Nhà máy nước Biển Hồ Gia Lai tác giả có số kết luận sau 1- Lợi ích kinh tế Nếu nhà máy thực đề xuất hàng năm tiết kiệm 500.510 triệu đồng năm 2- Lợi ích mơi trường Kết nghiên cứu đưa biện pháp tiết kiệm lượng, làm giảm lượng điện tiêu thụ dẫn đến giảm chất gây ô nhiễm môi trường đặc biệt giảm 240,6 khí CO2 – Lợi ích mặt xã hội Qua kết nghiên cứu, đề tài làm sở để nhân rộng cho sở sản xuất cơng nghiệp, từ nâng cao cơng tác kiểm tốn lượng Nếu doanh nghiệp, sở đoàn thể tiến hành kiểm tốn lượng vấn đề an ninh lượng 26 quốc gia đảm bảo đồng thời góp phần thúc đẩy kinh tế đất nước Tác giả kiến nghị kết đưa trình nghiên cứu nên xem xét bổ sung để thiết lập chiến lược toàn nhà máy tiết kiệm lượng nhằm nâng cao hiệu suất sử dụng lượng ... tiết kiệm lượng nói chung, điện nói riêng, ảnh hưởng động KĐB việc sử dụng lượng tiết kiệm hiệu quả, lý mà tác giả nghiên cứu, tính tốn giải pháp tiết kiệm điện cho nhà máy nước Biển Hồ Gia Lai. .. cụ thể giải pháp cho nhà máy nước Biển Hồ Gia Lai tác giả trình bày chương 15 CHƯƠNG TÍNH TỐN TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG TẠI NHÀ MÁY NƯỚC BIỂN HỒ GIA LAI 3.1 Mở đầu 3.2 Tổng quan nhà máy 3.2.1 Quy trình... tượng phạm vi nghiên cứu, mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu, luận văn đặt tên ? ?nghiên cứu, tính tốn giải pháp tiết kiệm điện cho nhà máy nước Biển Hồ Gia Lai? ?? Cấu trúc luận văn Luận văn phần mở đầu