a. Tổng quát
Hệ thống chiếu sáng chủ yếu dùng để cung cấp đầy đủ ánh sáng cho nơi làm việc và để trang trí. Để có thể quản lý năng lượng chiếu sáng một cách khoa học và
hiệu quả nhất nên tìm hiểu và trả lời 3 câu hỏi sau:
• Cần dùng bao nhiêu bóng đèn?
• Làm sao kiểm soát chiếu sáng?
• Làm sao để hệ thống chiếu sáng hoạt động hiệu quả nhất?
Đối với một hệ thống đèn đã có sẵn, việc trả lời các câu hỏi trên thường giúp giảm bớt chi phí chiếu sáng và cải thiện hiệu quả chiếu sáng.
Việc cải thiện hệ thống chiếu sáng sẽ giúp giảm chi phí bởi các lý do:
• Giảm năng lượng sử dụng và hạ mức nhu cầu đỉnh.
• Hạn chế sự sản sinh nhiệt, nhờ vậy giảm bớt tải điều hoà không khí và thông gió.
• Giảm giá thành vòng đời của đèn.
• Ít bảo trì hơn.
• Nâng cao năng suất lao động.
• Tăng tính an toàn.
Trong quá trình khảo sát một hệ thống chiếu sáng, người tư vấn hay nhà quản lý năng lượng nên tự hỏi 3 câu sau:
• Ánh sáng có thật sự cần thiết ?
• Lượng đèn sử dụng đã đúng chưa ?
• Công nghệ chiếu sáng nào cung cấp số lượng và chất lượng đèn hiệu quả nhất ?
Để xác định những khả năng quản lý năng lượng chiếu sáng, người tư vấn/người quản lý năng lượng nên:
• Xác định đặc điểm của các công việc liên quan đến thị giác, xác định độ tương phản của công việc với các bề mặt xung quanh.
• Tìm kiếm tiềm năng sử dụng ánh sáng tự nhiên.
• Lựa chọn các hệ thống chiếu sáng thay thế khác để đạt được nhu cầu cần thiết; phân tích hiệu quả kinh tế của từng phương án.
• Lựa chọn giải pháp tốt nhất để sử dụng.
b. Những phương pháp tổng quát để nâng cao hiệu quả chiếu sáng
Việc lắp đặt đúng, bảo dưỡng định kỳ, vận hành hợp lý cũng như việc lắp đặt thiết bị hẹn giờ và thiết bị điều chỉnh độ sáng đều giúp nguồn sáng đạt hiệu quả hơn và giảm bớt tiêu hao điện chiếu sáng. Sau đây là tóm tắt những hướng chính trong việc sử dụng hiệu quả năng lượng chiếu sáng.
i.) Vị trí lắp đặt
Nơi mà bạn gắn đèn, xét liên quan đến các đồ vật xung quanh và những hoạt động được chiếu sáng, có thể tác động đáng kể đến hiệu suất chiếu sáng. Có những thông số sau ảnh hưởng đến vị trí lắp đặt đèn:
• Tường sơn màu nhạt và bề mặt màu sáng thì phản xạ ánh sáng tốt hơn bề mặt tối. Vì vậy, sẽ cần nhiều đèn hơn ở khu vực sơn màu tối so với khu vực màu sáng hơn.
• Một bóng đèn công suất thấp đặt gần chỗ làm việc có thể cung cấp nhiều ánh sáng hơn so với một bóng đèn công suất lớn hơn nhưng đặt xa hơn.
• Sự chói sáng sẽ được giảm bớt khi đèn được che chắn, hay được đặt sao cho chúng không chiếu trực tiếp lên khu vực làm việc.
• Tại chỗ học tập hay làm việc, đặt đèn ở một bên tốt hơn là ở phía trước.
• Nhằm phục vụ mục đích thương mại, có sẵn những bộ đèn được thiết kế đặc biệt để gia tăng hiệu ứng thị giác. Chúng bao gồm những chóa parabolic hình “cánh dơi”, thấu kính giới hạn, gương phản xạ và những thiết kế đặc trưng khác để điều khiển sự phân bố ánh sáng và giảm sự chói.
ii.) Bảo trì
Sau khi lắp đặt, hiệu suất của nguồn sáng phụ thuộc phần lớn vào chất lượng công tác bảo trì. Một bộ đèn 20 lumen/W nếu bị bám bụi thì chỉ có thể phát ra một nửa lượng sáng so với khi mới lắp đặt. Vì thế nên lau chùi thường xuyên.
iii.) Vận hành
Vận hành hợp lý hệ thống chiếu sáng có thể tiết kiệm đáng kể năng lượng. Sau đây là các biện pháp để gia tăng hiệu suất chiếu sáng:
• Loại bỏ những đèn không cần thiết và sử dụng ánh sáng tự nhiên bất cứ nơi nào có thể.
• Thay thế 2 bóng đèn bằng 1 bóng có lượng lumen tương đương, hay thay chúng bằng 1 nguồn sáng có hiệu suất cao hơn.
• Sử dụng công tắc riêng cho từng đèn hay nhóm để chúng có thể hoạt động độc lập với nhau.
• Chuyển đổi đèn bóng tròn trang trí ngoài trời và đèn dây tóc sang đèn natri cao áp hay đèn huỳnh quang.
iv.) Tháo bớt đèn
Có thể đạt được sự tiết kiệm không nhỏ bằng cách tháo bớt những bóng đèn phát ra ánh sáng quá mức.
iv.) Chiếu sáng tập trung cho vị trí làm việc
Tổng năng lượng chiếu sáng có thể giảm bằng cách tập trung ánh sáng vào vị trí làm việc và giảm mức độ sáng xung quanh.
v.) Thay bóng đèn, chấn lưu và bộđèn
Thay thế bóng đèn, chấn lưu và cả bộ đèn bằng loại mới hơn và loại tiết kiệm năng lượng sẽ mang lại tiềm năng giảm chi phí đáng kể cho hệ thống chiếu sáng.
Lựa chọn những đèn phù hợp có hiệu suất cao có thể giảm chi phí chiếu sáng. Ví dụ, nên dùng đèn huỳnh quang compact và đèn huỳnh quang triphosphor cho văn phòng; sử dụng đèn natri cao áp trong công nghiệp, cho bảng quảng cáo lớn và chiếu sáng ngoài trời .
Chấn lưu là một bộ phận quang trọng của hệ thống chiếu sáng. Mỗi chấn lưu tiêu thụ khoảng từ 5 đến 20% tổng điện năng của đèn. Vì vậy thay thế những chấn lưu cũ, không hiệu quả bằng chấn lưu hiệu quả năng lượng hay chấn lưu điện tử sẽ tiết kiệm điện.
đến 90%. Vì vậy, lựa chọn nguồn đèn có CU cao sẽ giúp giảm số đèn sử dụng, vì vậy giảm chi phí năng lượng chiếu sáng.
c. Công nghệ kiểm soát chiếu sáng
Các công nghệ kiểm soát chiếu sáng sau rất có hiệu quả trong việc giảm chi phí chiếu sáng mà không làm ảnh hưởng đến chất lượng chiếu sáng:
i.) Cảm biến chiếm cứ
Cảm biến chiếm cứ có thể là loại quang học, siêu âm hay hồng ngoại, có chức năng bật đèn khi phát hiện sự có mặt của người làm việc và tự động tắt đèn khi không gian trống.
Cảm biến chuyển động có chi phí cao hơn so với công tắc thời gian và chỉ được phổ biến gần đây. Chúng rất hiệu quả trong việc giảm ánh sáng không cần thiết tại những khu vực thỉnh thoảng mới có người làm việc (phòng họp hay nhà kho).
ii.) Công tắc thời gian
Công tắc thời gian là thiết bị điều khiển có hiệu quả và tương đối rẻ để đóng tắt hệ thống đèn ở một thời gian được thiết lập. Chúng có thể giảm bớt, thậm chí loại bỏ hẳn năng lượng cấp cho hệ thống chiếu sáng.
iii.) Các bộ kiểm soát dùng tế bào quang điện
Sử dụng tế bào quang điện có thể rất hiệu quả trong việc kiểm soát chiếu sáng ngoài trời và giảm bớt nguồn năng lượng do chiếu sáng lãng phí.
Tế bào quang điện là phương tiện dùng để đóng tắt đèn một cách tự động, đáp ứng với thời điểm chuyển giao đêm và ngày. Những tế bào quang điện bé xíu này, đôi khi đường kính chỉ nhỏ hơn một inch, phát ra dòng điện khi tiếp xúc ánh sáng mặt trời. Dòng điện tăng lên khi ánh sáng mặt trời mạnh hơn. Một rơle hoạt động theo mạch điện này sẽ tắt đèn hay tiết giảm mức độ chiếu sáng. Tế bào quang điện không trực tiếp đóng ngắt đèn, chúng chỉ đo lượng sáng cần thiết. Độ tin cậy và chi phí ban đầu thấp của tế bào quang điện khiến chúng trở thành thiết bị hỗ trợ tuyệt vời cho hệ thống chiếu sáng hiệu quả.
iv.) Dụng cụ chỉnh độ sáng đèn điện
Dụng cụ này thích hợp cho những khu vực yêu cầu độ sáng thấp ở hầu hết thời gian và chỉ thỉnh thoảng cần ánh sáng mạnh. Chúng hoạt động theo nguyên lý giảm điện thế cấp cho đèn. Cách này không chỉ giảm năng lượng sử dụng mà còn kéo dài tuổi thọ đèn. Tuy nhiên, đèn huỳnh quang và đèn phóng điện cường độ cao (HID) (đèn hơi thủy ngân, halogen kim loại và natri áp suất cao) không thể dùng dụng cụ chỉnh độ sáng nếu không sử dụng chấn lưu điện tử.
Trước đây người ta dùng biến trở để chỉnh độ sáng đèn, và đôi khi hiện nay vẫn còn được bán. Nhưng vì nó hoạt động bằng cách chuyển đổi phần năng lượng không dùng để chiếu sáng sang nhiệt, nên không thể tiết kiệm năng lượng, vì vậy không được khuyến cáo sử dụng.
d. Vài cơ hội khác nhằm làm giảm chi phí năng lượng chiếu sáng
i.) Ánh sáng mặt trời
Cửa sổ và kính trần thường được sử dụng để lấy ánh sáng mặt trời vào một khu vực nhất định. Vấn đề là ánh sáng mặt trời luôn kèm theo bức xạ nhiệt. Nó có thể gây tốn kém để thải bỏ nhiệt hơn là cung cấp ánh sáng. Trong trường hợp tận dụng ánh sáng mặt trời mà muốn bức xạ nhiệt ít xâm nhập vào phòng, cần lắp đặt kính cửa sổ chuyên dùng hay treo các tấm chắn ánh nắng mặt trời bên ngoài, sử dụng mái hắt hoặc những phim phản xạ đặc biệt có hệ số che sáng thấp và tỷ lệ truyền ánh sáng thấy được cao.
ii.) Các yêu tố môi trường
Sử dụng màu nhẹ cho tường, trần, sàn và giữ bề mặt chúng sạch cũng làm cho ánh sáng hiện hữu hiệu quả hơn và vì vậy cũng là một cơ hội để giảm mức độ chiếu sáng và tiết kiệm năng lượng.
e. Nghiên cứu về tiết kiệm điện chiếu sáng qua việc dùng cảm biến chiếm cứ.
Cũng trong kiểm toán năng lượng vừa nêu ở trên, đội tư vấn đã nhận ra không ít các phòng và lớp học có số người làm việc không liên tục. Sử dụng đầu dò phát hiện người làm việc cảm biến chiếm cứ để kiểm soát chiếu sáng cũng như các quạt văn phòng tại những khu vực không có người làm việc thường xuyên là bài toán kinh tế hấp dẩn
Tính hiệu quả của bộ cảm biến chiếm cứ phụ thuộc vào độ nhạy của thiết bị và vị trí lắp đặt nó trong khu vục được kiểm soát. Tuy chi phí của bộ dò theo nguyên lý siêu âm cao hơn so với các loại khác, nhưng nó có thể kiểm soát được nhiều khu vực của văn phòng. Do đó, việc sử dụng các bộ dò loại tia hồng ngoại có độ nhạy cao với thời gian trễ không ít hơn 15 giây là rất thích hợp tại các khu vực như vậy. Hơn nữa, các bộ dò này sẽ xác định nơi chỉ có sự chuyển động của con người làm việc trong phạm vi khu vực nó kiểm soát.
Tiết kiệm hàng năm từ việc sử dụng các đầu dò này cho lớp học, phòng thí nghiệm và các khu vực có người làm việc không liên tục khác là 15,866 RM. Chi phí đầu tư lắp đặt cho mỗi đầu dò cùng với một bộ đóng cắt là 330 RM. Tổng chi phí lắp đặt ước tính là 45,870 RM với thời gian hoàn vốn 2.89 năm.
CHƯƠNG 3
KHẢO SÁT HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TẠI MỘT VÀI TÒA
NHÀ CAO TẦNG/ KHÁCH SẠN Ở VIỆT NAM