CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CÔNG CỘNG
2.3. Tính toán kinh tế kỹ thuật các giải pháp vận hành chiếu sáng công cộng
2.3.4. Tính toán lựa chọn giải pháp kỹ thuật tiết kiệm điện
Theo thông số hiện trạng của đường Trường Chinh, các giải pháp kỹ thuật được đề ra lần lượt được xét đến trong các mục sau. Trong mỗi mục giải pháp kỹ thuật, đề tại lựa chọn thiết bị phù hợp, kiểm tra các điều kiện kỹ thuật, tính toán hiệu quả kỹ thuật và kinh tế trong 2 trường hợp cao điểm và thấp điểm. Trong đó, đối với phương pháp sử dụng máy biến áp vòng xuyến và phương án dùng chấn lưu 2 cấp công suất chỉ xét trong trường hợp cao điểm, trường hợp thấp điểm là hiện trạng đang sử dụng.
Riêng giải pháp sử dụng đèn LED, đề xuất sử dụng trong thời gian thấp điểm và cao điểm.
Dựa vào các kết quả tính toán để phân tích lựa chọn phương án tối ưu để áp dụng cho toàn bộ thành phố Quảng Ngãi.
Sử dụng giảipháp điều chỉnh điện áp kiểu vô cấp (biến áp xuyến)
Giới thiệu thiết bị sử dụng:
Dựa vào thiết bị máy biến áp xuyến hiện có trên thị trường thì máy biến áp xuyến với thông số như sau:
- Dải điện áp đầu vào: 175 – 250 V;
- Dải điện áp đầu ra: 185 – 220 V;
- Mức tiết kiệm điện năng 1: (10 – 15) %, ngưỡng điện áp ra tương ứng 205 V,
=> giảm 15 V so với điện áp định mức.
- Mức tiết kiệm điện năng 2: (30 – 40) %, ngưỡng điện áp ra tương ứng 185 V,
=> giảm 35 V so với điện áp định mức.
Kiểm tra các điều kiện về kỹ thuật
Trường hợp lúc cao điểm, kết quả sử dụng giải pháp điều chỉnh điện áp kiểu vô cấp (biến áp xuyến) giống với kết quả lúc vận hành bình thường như phần trên.
Sử dụng phần mềm DIALUX mô phỏng trường hợp tương đương khi sử dụng giải pháp điều chỉnh điện áp kiểu vô cấp (biến áp xuyến) lúc thấp điểm cho kết quả như sau:
Hình 2.23. Độ rọi khi sử dụng giải pháp điều chỉnh vô cấp (biến áp xuyến)
Hình 2.24. Độ chói khi sử dụng giải pháp điều chỉnh vô cấp (biến áp xuyến)
Bảng 2.3. Các thông số khi sử dụng giải pháp điều chỉnh vô cấp (biến áp xuyến)
Tính toán hiệu quả kỹ thuật sử dụng thiết bị MBA xuyến
Dựa vào đồ thị về độ sáng…(lưu lượng giao thông, …) trên, đề tài đặt mức tiết kiệm điện năng với giá trị trung bình là 35% giá trị định mức trong khoảng thời gian thấp điểm từ 23 giờ đến 5 giờ 30 phút (6,5 giờ)
- Điện năng tiêu thụ ở chế độ tiết kiệm(khi lắp đặt tủ điều chỉnh vô cấp kiểu biến áp vòng xuyến) trong 1 ngày: (31,25 x 5 + 31,25 x 6,5 x 65%) = 288 KWh
- Điện năng tiêu thụ ở chế độ tiết kiệm (khi lắp đặt tủ điều chỉnh vô cấp kiểu biến áp vòng xuyến) trong 1 năm: 288 x 365 = 105.223 KWh
- Số điện năng tiết kiệm được (khi lắp đặt tủ điều chỉnh vô cấp kiểu biến áp vòng xuyến) trong 1 năm: 131.172 - 105.223 = 25.949 KWh.
Tính toán hiệu quả kinh tế
- Số tiền tiết kiệm khi lắp đặt tủ điều chỉnh vô cấp kiểu biến áp vòng xuyến: 25.949 x 1.930 = 50.081.992 đồng
- Chọn công suất cho tủ điều chỉnh điện áp:
- Công suất tiêu thụ cao nhất khi lắp đặt tủ điều chỉnh điện áp: 31,25 x 1,1 =34,4 KW
- Hệ số Cosφ = 0,9
- Công suất tính toán của tủ là: 34,4/0,9 = 38,2 KVA
- Đường Trường Chinh có 2 tủ. Tìm hiểu trên thị trường chọn 2 tủ 20KVA với giá 40.000.000đ/tủ
- Chi phí lắp đặt cho 1 tủ: 2.500.000đ/tủ
- Tổng chi phí cho phương án khi lắp đặt tủ điều chỉnh vô cấp kiểu biến áp vòng xuyếnlà: 80.000.000 + 5.000.000 = 85.000.000 đồng
- Thời gian thu hồi vốn: 85.000.000/50.081.992 = 1,7 năm
Sử dụngchấn lưu 2 cấp công suất
Giới thiệu thiết bị sử dụng:
Vì đèn hiện trạng là đèn 250W, theo trên thì ta chọn Balast 2 cấp công suất là 250/150W có trên thị trường. Vì vậy, đề tài chỉ cần kiểm tra kỹ thuật lúc thấp điểm, lúc cao điểm được tính toán như trường hợp bình thường.
Lm (cd/m2) U0 UI TI (%) Etb (lux)
0.6 0.49 0.91 6 8.25
≥ 0.8 ≥0.4 ≥0.6 ≤15.00 ≥7
x ✓ ✓ ✓ ✓
Kiểm tra các điều kiện về kỹ thuật
Hình 2.25. Độ rọi khi sử dụng giải pháp hai cấp công suất
Hình 2.26. Độ chói khi sử dụng giải pháp hai cấp công suất Bảng 2.4. Các thông số khi sử dụng giải pháp hai cấp công suất
Tính toán hiệu quả kỹ thuật sử dụng chấn lưu 2 cấp công suất
Lm (cd/m2) U0 UI TI (%) Etb (lux)
0.55 0.49 0.91 5 7.62
≥ 1 ≥0.4 ≥0.6 ≤15.00 ≥7
x ✓ ✓ ✓ ✓
Theo đồ thị về thời gian cao điểm và thấp điểm, đề tài chọn đặt mức tiết kiệm điện năngtừ 23h đến 5h30 (6,5h), chấn lưu sẽ hoạt động ở mức công suất 150W.
- Điện năng tiêu thụ ở chế độ tiết kiệm (khi lắp đặt chấn lưu 2 cấp công suất) trong 1 ngày: (31,25 x 5 + 18,75 x 6,5) = 278 KWh
- Điện năng tiêu thụ ở chế độ tiết kiệm (khi lắp đặt chấn lưu 2 cấp công suất) trong 1 năm: 278 x 365 = 101.516 KWh
- Số điện năng tiết kiệm được (khi lắp đặt chấn lưu 2 cấp công suất) trong 1 năm:
131.172 - 101.516 = 29.656 KWh
Tính toán hiệu quả kinh tế
- Số tiền tiết kiệm khi lắp đặt khi lắp đặt chấn lưu 2 cấp công suất: 29.656 x 1.930 = 57.236.080 đồng
- Tiền thiết bị: 1.500.000đ/bộ
- Chi phí lắp đặt cho 1 bộ: 200.000/bộ
- Tổng chi phí khi lắp đặt chấn lưu 2 cấp công suất cho tuyến đường là:
(1.500.000 + 200.000)*125 = 212.500.000 đồng
- Thời gian thu hồi vốn: 212.500.000/57.236.080 = 3,71 năm
Phân tích giải pháp sử dụng đèn Led có tiết giảm công suất
Giới thiệu thiết bị sử dụng:
Để tính chọn đèn Led có công suất phù hợp với đường theo quy chuẩn 07-7:2016 của bộ xây dựng ta dùng phần mềm DIALUX để tính toán chọn đèn. Sau khi dùng phần mềm DIALUX để tính toán (có phụ lục kèm theo) ta chọn được công suất của bộ đèn Ledtương ứng là: 124 W, quang thông là 18.592 Lm.
Đèn Led có khả năng giảm 30% công suất là đèn Led có bộ Driver (bộ chuyển đổi nguồn từ xoay chiều sang 1 chiều) được cài đặt trước công suấttiết giảm 30%. Bộ Driver này có khả năng kết kết nối với máy tính để cài đặt chương trình. Không những 30% mà có thể cài đặt tùy theo nhu cầu sử dụng.
Kiểm tra các điều kiện về kỹ thuật o Lúc cao điểm(như hình 2.27 , 2.28):
Hình 2.27. Độ rọi khi sử dụng đèn Led lúc cao điểm
Hình 2.28. Độ chói khi sử dụng đèn Led lúc cao điểm
Bảng 2.5. Các thông số khi sử dụng giải pháp đèn Led lúc cao điểm
Lm (cd/m2) U0 UI TI (%) Etb (lux)
1.13 0.54 0.94 7 16
≥ 1 ≥0.4 ≥0.6 ≤15.00 ≥7
✓ ✓ ✓ ✓ ✓
o Lúc thấp điểm (tiết giảm 30% công suất)
Hình 2.29. Độ rọi khi sử dụng đèn Led lúc thấp điểm
Hình 2.30. Độ chói khi sử dụng đèn Led lúc thấp điểm
Bảng 2.6. Các thông số khi sử dụng giải pháp đèn Led lúc thấp điểm
Lm (cd/m2) U0 UI TI (%) Etb (lux)
0.82 0.54 0.94 7 12
≥ 0.8 ≥0.4 ≥0.6 ≤15.00 ≥7
✓ ✓ ✓ ✓ ✓
Tính toán hiệu quả sử dụng đèn Led tiết giảm công suất
- Điện năng tiêu thụ ở chế độ tiết kiệm (khi lắp bóng Led có tiết giảm công suất) trong 1 ngày: (15,5 x 5 + 15.5 x 6,5*70%) = 148 KWh
- Điện năng tiêu thụ ở chế độ tiết kiệm (khi lắp bóng Led có tiết giảm công suất) trong 1 năm: 148 x 365 = 54.020 KWh
- Số điện năng tiết kiệm được (khi lắp bóng Led có tiết giảm công suất) trong 1 năm: 131.172 - 54.020 = 77.152KWh
Tính toán hiệu quả về mặt kinh tế
- Số tiền tiết kiệm khi lắp đặt tủ điều chỉnh điện áp: 77.152 x 1.930 = 148.903.360 đồng
- Tiền thiết bị: 4.700.000đ /bộ
- Chi phí lắp đặt cho 1 bộ: 200.000đ/bộ
- Tổng chi phí lắp đặt cho tuyến đường là: (4.700.000 + 200.000)*125 = 618.750.000 đồng