Nghiên cứu một số giải pháp tiết kiệm điện cho hầm đường bộ Hải Vân

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

TRẦN QUANG VINH

NGHI N CỨU Đ
UẤT
T S GIẢI HÁ
TI T I
ĐI N CH HẦ ĐƢỜNG B HẢI V N

Chuyên ngành : ỹ thuật điện
ã số
: 60 52 02 02

TÓ

TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
Ỹ THUẬT ĐI N

Đà Nẵng – Năm 2017


Công trình được hoàn thành tại
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn khoa học: TS. TRẦN VINH TỊNH

Phản biện 1: TS. Đoàn Anh Tuấn
Phản biện 2: TS. Lê Hữu Hùng

Luận văn đã được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt
nghiệp thạc sĩ Kỹ thuật điện họp tại Trường Đại học Bách khoa
vào ngày 13 tháng 5 năm 2017.

Có thể tìm hiểu luận văn tại:
 Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng tại Trường Đại học
Bách khoa
 Thư viện Khoa Điện, Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN


1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Hầm đường bộ Hải Vân là một trong 30 hầm lớn nhất châu Á và
nằm trên tuyến giao thông huyết mạch quốc lộ 1A, nên để đảm bảo việc
lưu thông qua hầm an toàn là một công việc rất cấp thiết. Để thực hiện
tốt nhiệm vụ này, Hầm Hải Vân được thiết kế với các hệ thống vận hành
liên động với nhau, trong các hệ thống đó thì hệ thống thông gió được ví
như lá phổi, hệ thống điện là mạch máu, hệ thống giám sát giao thông là
con mắt và hệ thống Scada là bộ não của hầm.
Mặt khác tại hầm đường bộ Hải Vân, các phụ tải có tổng công
suất tới 5,3 MW và lượng điện tiêu thụ trung bình hằng tháng khoảng
1,5 triệu kWh. Trong đó phụ tải của hệ thống thông gió gần 4MW
chiếm gần 75% tổng công suất của toàn hầm. Hệ thống thông gió bao
gồm các quạt phản lực, quạt lọc bụi tĩnh điện, quạt cấp xả khí hoạt
động liên tục 23/24h một ngày. Mặt khác, hệ thống điều hòa và hệ
thống điện chiếu sáng trong hầm có công suất rất lớn chiếm tỉ trọng
không nhỏ trong sử dụng điện của hầm. Các hệ thống này có107 máy
có công suất từ 9.000 BTU đến 100.000 BTU và có gần 5000 bóng
đèn halogen có công suất từ 8W đến 1000W hoạt động liên tục

24/24h.
Chính vì hệ thống thông gió, hệ thống điều hòa và điện chiếu
sáng có công suất điện lớn, hoạt động liên tục nên việc nghiên cứu áp
dụng các biện pháp kỹ thuật trong quá trình vận hành cũng như tính
toán thay thế bằng thiết bị tiết kiệm điện để làm giảm lượng công
suất điện tiêu thụ nhưng vẫn bảo đảm quá trình lưu thông xe qua hầm


2
an toàn là nhiệm vụ được đặt lên hàng đầu của Hầm đường bộ Hải
Vân hiện nay.
Nắm bắt được nhu cầu đó, Học viên thực hiện đề tài: “Nghiên
cứu một số giải pháp tiết kiệm điện cho hầm đƣờng bộ Hải Vân”
nhằm giảm lượng điện năng tiêu thụ hằng tháng là nhu cầu cấp thiết
hiện nay.
2.

ục đích nghiên cứu

Nghiên cứu, tính toán và áp dụng các phư ng án nghiên cứu
được để tiết kiệm năng lượng điện cho Hầm đường bộ Hải Vân.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
 Đối tƣợng nghiên cứu
- Hệ thống thông gió Hầm đường bộ Hải Vân.
- Hệ thống giao thông Hầm đường bộ Hải Vân.
- Điều hòa và đèn chiếu sáng tại hầm đường bộ Hải Vân
 hạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu điều khiển hệ thống thông gió bằng biến tần dựa
vào lượng khói bụi và vận tốc gió ở trong hầm.
Nghiên cứu tính toán việc thay thế hệ thống điều hòa đang sử

dụng tại các trạm và phòng điều khiển bằng điều hòa có sử dụng
inverter.
Nghiên cứu tính toán việc thay thế hệ thống đèn halogen chiếu
sáng bằng hệ thống đèn led.
4. hƣơng pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu các bài báo, sách và tạp chí về cấu tạo, nguyên
l hoạt động của biến tần.


3
- Nghiên cứu và tìm hiểu quy trình vận hành của các hệ thống
tại Hầm Hải Vân.
Thống kê lưu lượng xe trung bình tại các giờ trong ngày và sự
ảnh hưởng của lưu lượng xe đến lượng khói bụi trong hầm vào thời
điểm đó.
Tính toán, thiết kế bộ biến tần vào các quạt của hệ thống thông
gió.
Tính toán về mặt kinh tế, kỹ thuật việc sử dụng điều hòa công
nghệ inverter tại các trạm.
- Tính toán về mặt kinh tế và kỹ thuật việc thay thế đèn led
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Đây là đề tài nghiên cứu cấu trúc tiêu thụ điện và tìm ra các
giải pháp tiết kiệm điện nhằm áp dụng hiệu quả các biện pháp này
vào hệ thống thiết thiết của hầm đường bộ Hải Vân góp phần giảm
áp lực thiếu hụt điện và cải thiện môi trường, qua đó đảm bảo an
ninh năng lượng của đất nước.
6. Bố cục luận văn
Nội dung luận văn với đề tài “nghiên cứu một số giải pháp
tiết kiệm điện cho hầm đƣờng bộ Hải Vân” có 04 chư ng bao
gồm:

Chƣơng 1: Tổng quan về các hệ thống đang vận hành tại hầm
đường bộ Hải Vân.
1.1 Tổng quan về hầm đường bộ Hải Vân.
1.2 Tổng quan về các hệ thống đang vận hành tại Hầm đường
bộ Hải Vân.
1.2.1 Hệ thống điện


4
1.2.2 Hệ thống thông tin liên lạc và báo động cháy.
1.2.3 Hệ thống điều khiển và giám sát giao thông.
1.2.4 Hệ thông gió.
Chƣơng 2: Giới thiệu các giải pháp tiết kiệm năng lượng..
2.1 Quy trình kiểm toán năng lượng.
2.1.1 Khái niệm, phân loại kiểm toán.
2.1.2 Mục đích của kiểm toán năng lượng
2.1.3 Quy trình của kiểm toán năng lượng
2.1.4 Các công cụ kiểm toán năng lượng.
2.2 Giới thiệu một số giải pháp tiết kiệm năng lượng.
2.2.1 Giới thiệu giải pháp sử dụng biến tần và cách điều khiển
động c điện không đồng bộ ba pha bằng biến tần.
2.2.2 Giới thiệu giải pháp tiết kiệm điện cho hệ thống điều hòa
không khí
2.2.3 Giới thiệu giải pháp sử dụng đèn LED
Chƣơng 3: Thực trạng sử dụng năng lượng điện trong quá
trình vận hành của các hệ thống tại hầm đường bộ Hải Vân.
3.1 Quy trình vận hành hệ thống thông gió
3.1.1 Quạt phản lực
3.1.2 hệ thống quạt lọc bụi tĩnh điện
3.1.3 Hệ thống quạt cấp xả khí

3.2 Vận hành hệ thống đèn chiếu sáng
3.3 Hệ thống điều hòa
Chƣơng 4: Nghiên cứu, đề xuất một số giải pháp tiết kiệm
điện tại hầm đường bộ Hải Vân.


5
4.1 Phư ng pháp áp dụng biến tần vào các quạt tại hệ thống
thông gió.
4.2 Phư ng pháp thay thế hệ thống điều hòa hiện có bằng hệ
thống điều hòa có công nghệ inverter.
4.3 Phư ng pháp thay thế đèn halogen chiếu sáng trong hầm
bằng đèn led.
4.4 Tổng kết đánh giá kết quả đạt được.


6
Chƣơng 1
TỔNG QUAN V CÁC H TH NG ĐANG VẬN HÀNH
TẠI HẦM HẢI VÂN
1.1 TỔNG QUAN HẦ

ĐƢỜNG B

HẢI VÂN

Hầm Hải Vân được khởi công xây dựng năm 2000 và đưa vào
sử dụng năm 2005, hầm có chiều dài 6280 m xuyên qua đèo Hải
Vân. Nó nằm trên quốc lộ 1A nối liền tỉnh Thừa Thiên Huế và thành
phố Đà Nẵng ở miền Trung Việt Nam.

Để giao thông qua hầm an toàn, Hầm Hải Vân có 4 hệ thống
chính: hệ thống giám sát giao thông, hệ thống thông tin liên lạc, hệ
thống điện và hệ thống thông gió. Các hệ thống này được điều khiển
bởi trung tâm vận hành đường hầm (OCC) đặt ở cửa hầm phía nam,
trung tâm này có nhiệm vụ trực 24h/24h để điều khiển giao thông
qua hầm và xử l , ứng cứu khi có sự cố xảy ra.
1.2 TỔNG QUAN CÁC H
HẦ

ĐƢỜNG B

TH NG ĐANG VẬN HÀNH TẠI

HẢI VÂN

1.2.1 Hệ thống điện
1.2.2 Hệ thống th ng tin liên lạc và ph ng chá chữa cháy
1.2.3 Hệ thống điều khiển và giám sát giao th ng.
1.2.4 Hệ th ng gi


7
Chƣơng 2
GIỚI THI U CÁC GIẢI PHÁP TI T KI
2.1 QUY TRÌNH KIỂ

NĂNG LƢỢNG

T ÁN NĂNG LƢỢNG

2.1.1 Khái niệm, phân loại kiểm toán năng lƣợng
2.1.1.1 Khái niệm kiểm toán năng lượng
Kiểm toán năng lượng là quá trình khảo sát, phân tích và đánh
giá thực trạng các hoạt động tiêu thụ năng lượng nhằm xác định tiêu
thụ năng lượng của đ n vị kinh doanh, dịch vụ, các nhà máy sản xuất
hay hộ gia đình, đồng thời tìm ra các lĩnh vực sử dụng năng lượng
lãng phí, đưa ra các c hội bảo tồn năng lượng và biện pháp mang lại
tiết kiệm năng lượng.
Các hoạt động chủ ếu của kiểm toán năng lƣợng bao gồm:
+ Khảo sát, đo lường, thu thập số liệu về mức sử dụng năng
lượng của c sở sản xuất.
+ Phân tích, tính toán và đánh giá hiệu quả sử dụng năng
lượng.
+ Đánh giá tiềm năng tiết kiệm năng lượng.
+ Đề xuất giải pháp sử dụng tiết kiệm và hiệu quả năng lượng.
+ Phân tích hiệu quả đầu tư các hạng mục tiết kiệm năng
lượng và xây dựng các hoạt động, giải pháp hỗ trợ sau kiểm toán.
2.1.2

ục đích của kiểm toán năng lƣợng

2.1.3 Qu trình của kiểm toán năng lƣợng
2.1.4 Các c ng cụ kiểm toán năng lƣợng.


8
2.2 GIỚI THI U

T S

GIẢI

HÁ

TI T

I

NĂNG

LƢỢNG
2.2.1 Giới thiệu giải pháp sử dụng biến tần và cách điều
khiển động cơ điện kh ng đồng bộ ba pha bằng biến tần
2.2.2 Giới thiệu giải pháp tiết kiệm điện cho hệ thống điều
hòa không khí
2.2.3 Giới thiệu giải pháp sử dụng đèn LED


9
CHƢƠNG 3
THỰC TRẠNG SỬ DỤNG NĂNG LƢỢNG ĐI N TR NG
QUÁ TRÌNH VẬN HÀNH CỦA CÁC H TH NG
TẠI HẦ

ĐƢỜNG B

HẢI VÁN

3.1 QUY VẬN HÀNH CỦA H TH NG THÔNG GIÓ
3.1.1 Quạt phản lực (JF)

3.1.1.1 Chức năng quạt phản lực
3.1.1.2 Lưu lượng giao thông
3.1.1.3 Thực trạng vận hành quạt phản lực
Các quạt phản lực hoạt động 23/24h trong ngày, được thiết kế
khi sử dụng với công suất định mức sẽ đảm bảo lượng xe theo thiết
kế qua hầm an toàn.
Tuy nhiên, các quạt này không thể thay đổi tốc độ của từng
quạt mà chỉ sử dụng phư ng pháp bật tắt từng quạt khi có yêu cầu
của hệ thống.
=> Đề xuất: giảm lưu lượng của quạt phản lực dưới lưu lượng
định mức trong khoảng thời gian thấp điểm để tiết kiệm năng lượng
điện sử dụng nhưng vẫn bảo đảm giao thông qua hầm an toàn.
3.1.2 Hệ thống lọc bụi tĩnh điện

3.1.2.1 Chức năng của hệ thống lọc bụi tĩnh điện
Hệ thống gồm ba trạm lọc bụi tĩnh điện gồm 6 quạt có 153
khối lọc bụi tĩnh điện, công suất mỗi trạm 440kW, lưu lượng khí
mỗi quạt 280m3/s, hiệu suất 80%, tốc độ gió đầu ra 30m/s .Quạt có
chức năng lọc khói bụi do các phư ng tiện thải ra và các hạt bụi


10
trong hầm thông qua bộ lọc bụi tỉnh điện các khí bẩn được xử l
và đưa ra lại hầm

3.1.2.2 Lưu lượng giao thông
Theo số liệu thống kê từ đội vận hành hệ thống giao thông của
hầm đường bộ Hải Vân, giai đoạn từ 20h00 đến 6h00 của ngày hôm
sau, lưu lượng giao thông qua hầm giảm h n 60% so với lượng xe

định mức có thể lưu thông qua hầm an toàn.
Quạt lọc bụi tĩnh điện thuộc cụm lọc bụi tĩnh điện của hệ
thống thông gió. Do đó, khi lưu lượng giao thông giảm xuống sẽ
giảm lượng khói bụi do xe thải ra trong hầm, hệ thống lọc bụi tĩnh
điện sẽ nhận lượng không khí bụi để lọc ít h n, nên có thể giảm công
suất làm việc nhưng vẫn bảo đảm giao thông an toàn.

3.1.2.3 Thực trạng vận hành quạt lọc bụi tĩnh điện:
Các quạt này có chức năng lọc các hạt bụi đang l lửng trong
hầm nhằm làm sạch không khí trong hầm. Nồng độ khói bụi của
lượng khí này thay đổi liên tục tùy thuộc vào lưu lượng xe trong
hầm, tuy nhiên các quạt này không thể thay đổi tốc độ của từng quạt
để điều khiển lưu lượng khí linh hoạt mà điều khiển độ nghiêng của
cánh quạt bằng hệ thống pittong khí để quyết định lưu lượng khí vào
ra.
Nhƣợc điểm: Phư ng pháp này đòi hỏi một hệ thống điều
khiển phức tạp, cần bảo trì thường xuyên và dễ hư hỏng trong quá
trình sử dụng. Mặt khác, phư ng pháp này chỉ điều khiển độ nghiêng
cánh quạt với góc giới hạn nên lưu lượng thay đổi không lớn và hiệu
quả tiết kiệm điện không cao


11
=> Đề xuất: sử dụng biến tần để thay đổi tốc độ quạt lọc bụi
tĩnh điện, vừa tăng khả năng tiết kiệm điện vửa giảm chi phí bảo trì
bảo dưỡng hệ thống thay đổi độ nghiêng cánh quạt bằng khí nén khá
phức tạp
3.1.3 Hệ thống quạt cấp xả khí

3.1.3.1 Chức năng của quạt cấp xả khí

3.1.3.2 Lưu lượng giao thông:
3.1.3.2 Thực trạng vận hành của quạt cấp xả khí
Các quạt cấp khí tư i và hút khí bẩn ra ngoài đảm bảo lượng
khí trong hầm luôn sạch để đảm bảo giao thông. Khi lưu lượng giao
thông giảm thấp, lượng khói thải ra giảm nên lượng khí bẩn được hút
ra và lượng khí sạch cấp vào có thể giảm lưu lượng. Mặt khác các
quạt cấp xả khí cũng sử dụng hệ thống khí nén để điều chỉnh độ
nghiêng của cánh quạt nhằm giảm lưu lượng khí, cách này có hiệu
quả tiết kiệm điện không cao và quá trình bảo dưỡng định kỳ phức
tạp.
 Đề suất sử dụng biến tần để điều chỉnh tốc độ quạt vừa tiết
kiệm điện vừa thay thế hoàn toàn hệ thống khí nén đang sử dụng
3.2 VẬN HÀNH H TH NG CHI U SÁNG
3.2.1 Đặc điểm hệ thống đèn chiếu sáng.
3.2.2 Thực trạng vận hành hệ thống đèn chiếu sáng.
Hệ thống đèn chiếu sáng đảm nhận vai trò cực kỳ quan trong
trong việc bảo đảm giao thông trong hầm, hoạt động 24/24h với
cường độ chiếu sáng phải bảo đảm cho các xe thấy được chướng
ngại vật phía trước, phán đoán giao thông và xử l tình huống xảy ra
khi tham gia giao thông.


12
Hệ thống đèn chiếu sáng trong hầm chia làm từng vùng với
các chức năng khác nhau:
+ Hệ thống đèn đầu hầm: đảm bảo cường độ chiếu sáng phù
hợp với lái xe khi vừa vào hầm để tránh hiện tượng quáng gà khi
thay đổi sáng tối đột ngột
+ Hệ thống đền chiếu sáng c bản trong hầm với phần lớn số
lượng đèn chiếu sáng của hệ thống với nhiệm vụ tầm nhìn của lái xe

khi tham gia giao thông trong hầm.
+ Hệ thống đền chiếu sáng khẩn cấp: đảm nhận chiếu sáng
trong trường hợp khẩn cấp khi cần tăng cường chiếu sáng tại khu vực
nào đó đang xảy ra sự cố
Với số lượng lượng, hoạt động thời gian gần như liên tục, loại
đèn kiểu cũ đang làm cho hệ thống chiếu sáng tiêu thụ lượng điện
năng rất lớn.
 Đề suất: thay 3140 đèn Sodium kiểu cũ bằng đèn Led để
tiết kiệm điện năng.
3.3 H TH NG ĐI U HÒA
3.3.1 Đặc điểm hệ thống điều hòa
3.3.2 Vận hành hệ thống điều hòa
Chức năng chính của hệ thống điều hòa nhằm giảm nhiệt độ
tại vị trí đặt các thiết bị và n i làm việc của nhân viên vận hành.
Môi trường trong hầm là môi trường khá đặc biệt khi nhiệt độ
luôn vượt ngưỡng 40oC, mặc khác trong hầm có xây dựng các trạm
đặt các thiết bị để điều khiển hoạt động của hầm. Nhằm đảm bảo cho
sự môi trường hoạt động tốt nhất cho các thiết bị trong trạm, hệ
thống điều hòa bố trí vào các trạm và luôn đặt ở ngưỡng 22oC.


13
Nhận thấy điều kiện làm việc có nhiệt độ chênh lệch giữa
trong vào ngoài luôn ổn định, sự thoát nhiệt ít thay đổi là điều kiện lý
tưởng để lắp đặt điều hòa có công nghệ inverter nhằm tiết kiện điện
năng tiêu thụ một các tối đa
Đề suất thay điều hòa công nghệ cũ bằng điều hòa công nghệ
inverter có chức năng tiết kiệm điện.

14
CHƢƠNG 4
NGHIÊN CỨU Đ XUẤT CÁC HƢƠNG HÁ TI T KI M
NĂNG LƢỢNG ĐI N TẠI HẦ
4.1

ĐƢỜNG B

HẢI VÂN

HƢƠNG HÁ Á DỤNG BI N TẦN VÀO CÁC QUẠT

TẠI H TH NG THÔNG GIÓ HẦ

ĐƢỜNG B

HẢI VÂN

4.1.1 hƣơng pháp chung
Ta sử dụng luật đồng dạng (lưu lượng tỉ lệ thuận với tốc độ,
công suất tỉ lệ với lập phư ng tốc độ) để tính điện năng tiêu thụ:
Điện năng tiêu thụ của động cơ ở 100% tốc độ:
P (kW) x T (giờ) =

(kwh)

Điện năng tiêu thụ của động cơ với biến tần:
P (kW) x (__% tốc độ)3 x T (giờ) =

(kwh) (b)

Điện năng tiết kiệm được:
A (kwh) =

(kwh)-

(kwh)

Số tiền tiết kiệm được:
A (kwh) x C0 (đồng) x 365 (ngày) = ∆C
Với C0 đồng giá tiền điện ứng với 1 kWh (VNĐ/kWh)
(Theo quyết định số 2256/BCT của Bộ Công Thư ng k ngày
12/03/2015)

T

V
C

T là thời gian thu hồi vốn đầu tư thiết bị.
V là vốn đầu tư chi phí lắp đặt, Vận hành thiết bị (VNĐ)
Mco2 = ∆A*m

MCO

2

là lượng khí thải giảm được nhờ thay đổi giải pháp (Tấn).

∆A là lượng điện năng tiết kiệm được (kWh)

15
Trong đó m =0,6244.10-3 Tấn/kWh (theo công văn số
513/KTTVBĐKH ngày 28 tháng 5 năm 2013 của Cục Khí tượng
Thủy văn và Biến đổi khí hậu)
4.1.2 Đối với quạt phản lực JF
4.1.2.1 Vị trí
4.1.2.2 Thông số
4.1.2.3 Lắp đặt biến tần
Lượng khói bụi được sinh ra do xe chạy trong hầm thải ra,
lượng này tỷ lệ thuận với số lượng xe qua hầm, do trong thời gian
thấp điểm xe chạy qua hầm giảm xuống nên hệ thống quạt có thể
giảm lưu lượng so với thiết kế để vừa đảm bảo tầm nhìn và nồng độ
khí CO nằm trong giới hạn cho phép nhưng có thể tiết kiệm một
lượng năng lượng điện đáng kể.
Điện năng tiêu thụ của động c ở 100% tốc độ:
23*50 (kW) x 23 (giờ) = 26450 (kWh)
Điện năng tiêu thụ của động c với biến tần:
23*50 (kW) x [ 15 (giờ) + ( 60% tốc độ)3 x 9 (giờ)] = 23460
(kWh)
Điện năng tiết kiệm được:
A (kWh) = 26450 (kWh)- 23460 (kWh) = 2990 (kWh)
Số tiền tiết kiệm được trong một năm khi lắp biến tần:
2990 (kwh) x 983 đồng x 365 ngày = 1.072.800.335 đồng
Với 983 đồng là giá điện giờ thấp điểm cho 1kWh.
(Theo quyết định số 2256/BCT của Bộ Công Thư ng k ngày
12/03/2015)
- Thời gian thu hồi vốn:

16
T ≈ 18 tháng
- Lượng khí thải ra môi trường giảm nhờ lắp đặt bộ biến tần:
MCO2 = 0,6244.10-3 x 2990 x 365 = 681,4 (tấn)
Trong đó m =0,6244.10-3 Tấn/kWh (theo công văn số
513/KTTVBĐKH ngày 28 tháng 5 năm 2013 của Cục Khí tượng
Thủy văn và Biến đổi khí hậu).
4.1.3 Đối với quạt lọc bụi tĩnh điện
4.1.3.1 Vị trí
4.1.3.2 Thông số
4.1.3.3 Lắp đặt biến tần
Lượng khói bụi được sinh ra do xe chạy trong hầm thải ra,
lượng này tỷ lệ thuận với số lượng xe qua hầm, do trong thời gian
thấp điểm xe chạy qua hầm giảm xuống nên hệ thống lọc bụi tĩnh
điện có thể giảm lưu lượng khí cần lọc bụi so với thiết kế để vừa đảm
bảo tầm nhìn và nồng độ khí CO nằm trong giới hạn cho phép nhưng
có thể tiết kiệm một lượng năng lượng điện đáng kể.
Điện năng tiêu thụ của động c ở 100% tốc độ:
6*220 (kW) x 23 (giờ) = 30360 (kWh)
Điện năng tiêu thụ của động c với biến tần:
6*220 (kW) x [ 15 (giờ) + ( 60% tốc độ)3 x 9 (giờ)] = 26928
(kWh)
Điện năng tiết kiệm được:
30360 (kWh)- 26928 (kWh) = 3432 (kWh)
Số tiền tiết kiệm được:
3432 (kwh) x 983 đồng x 365 (ngày) = 1.231.384.440 đồng
- Thời gian thu hồi vốn:

17
T ≈ 18 tháng
- Lượng khí thải ra môi trường giảm nhờ lắp đặt bộ biến tần:
MCO2 = 0,6244.10-3 x 3432 (kWh) x 365 (ngày) = 782,17 (tấn)
Trong đó m =0,6244.10-3 Tấn/kWh (theo công văn số
513/KTTVBĐKH ngày 28 tháng 5 năm 2013 của Cục Khí tượng
Thủy văn và Biến đổi khí hậu).
4.1.4 Đối với quạt cấp xả, khí
4.1.4.1 Vị trí
4.1.4.2 Thông số
4.1.4.3 Lắp đặt biến tần
Lượng khói bụi được sinh ra do xe chạy trong hầm thải ra,
lượng này tỷ lệ thuận với số lượng xe qua hầm, do trong thời gian
thấp điểm xe chạy qua hầm giảm xuống nên hệ thống quạt cấp xả khí
cũng có thể giảm lưu lượng khí cấp xả so với thiết kế để vừa đảm
bảo tầm nhìn và nồng độ khí CO nằm trong giới hạn cho phép nhưng
có thể tiết kiệm một lượng năng lượng điện đáng kể.
Điện năng tiêu thụ của động cơ ở 100% tốc độ:
(2*420 + 2*330) x 23 (giờ) = 34500 (kWh)
Điện năng tiêu thụ của động cơ với biến tần:
(2*420 + 2*330) x [ 15 (giờ) + ( 60% tốc độ)3 x 9 (giờ)] =
30600 (kWh)
Điện năng tiết kiệm được:
34500 (kWh) - 30600 (kWh) = 3900 (kWh)
Số tiền tiết kiệm được:
3900 (kWh) x 983 (đồng) x 365 (ngày) = 1.399.300.000 đồng
- Thời gian thu hồi vốn:


18

T ≈ 26 tháng
- Lượng khí thải ra môi trường giảm nhờ lắp đặt bộ biến tần:
MCO2 = 0,6244.10-3 x 3900 x 365 = 889 (tấn)
Trong đó m =0,6244.10-3 Tấn/kWh (theo công văn số
513/KTTVBĐKH ngày 28 tháng 5 năm 2013 của Cục Khí tượng
Thủy văn và Biến đổi khí hậu).
HƢƠNG HÁ THAY TH CÁC ĐI U HÒA HI N CÓ

4.2

BẰNG ĐI U HÒA CÓ CÔNG NGH INVERTER

4.2.1 Vị trí
4.2.2 Thông số
4.2.3 Chọn thiết bị
Tư ng ứng với công suất làm lạnh của các điều hòa tư ng
ứng, ta chọn các điều hòa tích hợp công nghệ inverter để thay thế.
Công suất và số lượng điều hòa trong Hầm Hải Vân
Stt

C ng suất
làm lạnh

Số

C ng suất điện

lƣợng

Điều h a

Điều h a c ng

máy

kiểu cũ

nghệ inverter

1

9000 BTU

20

0,824 kW

0,68 kW

2

12000 BTU

4

1,095 kW

0,95 kW

3

18000 BTU

26

1,75 kW

1,4 kW

4

24000 BTU

12

2,5 kW

1,9 kW

5

36000 BTU

20

3,55 kW

2,94 kW

6

48000 BTU

12

5 kW

4,4 kW

7

100000 BTU

3

11,2 kW

10,16 kW

97 máy

260,96 kW

218,68 kW

Tổng công suất
điện (24h/24h)
 Công thức tính

Điện năng tiêu thụ của điều hòa công nghệ cũ:

19
260,96 (kW) x 24 (giờ) = 6263,04 (kWh)
Điện năng tiêu thụ của điều hòa công nghệ biến tần:
218,68 (kW) x 24 (giờ)*0.7 = 3673,8 (kWh)
Điện năng tiết kiệm được:
6263,04 (kWh) – 3673,8 (kWh) = 2.589,24 (kWh)
Số tiền tiết kiệm được:
2.589,24 (kwh) x 1606 đồng x 365 (ngày) = 1.517.786.596 đồng
Với C=1606 đồng là giá điện bình quân theo c chế 3 giá Theo quyết định số 2256/BCT của Bộ Công Thư ng k

ngày

12/03/2015.
- Thời gian thu hồi vốn:
T ≈ 25 tháng
- Lượng khí thải ra môi trường giảm nhờ lắp đặt bộ biến tần:
MCO2 = 0,6244.10-3 x 2.589,24 (kWh) x 365 (ngày)=
590,103 (tấn)
Trong đó m =0,6244.10-3 Tấn/kWh (theo công văn số
513/KTTVBĐKH ngày 28 tháng 5 năm 2013 của Cục Khí tượng
Thủy văn và Biến đổi khí hậu).
4.3 HƢƠNG HÁ THAY TH ĐÈN S DIU

CHI U SÁNG

TRONG HẦM BẰNG ĐÈN LED

4.3.1 Vị trí

4.3.2 Thông số
4.3.3 Vận hành
Các đèn có chức năng chiếu sáng trong hầm, đảm bảo tầm
nhìn của lái xe và giao thông thông suốt. Trong hầm đang sử dụng
loại đèn sodium có lượng điện năng tiêu thụ điện lớn, thời gian chiếu
sang liên tục, mặt khác số lượng đèn trong hầm lên tới 3140 bóng


20
nên việc thay các bóng sodium bằng bóng đèn led sẽ mang lại hiệu
quả tiết kiệm điện cao.
Điện năng tiêu thụ của bóng đèn sodium:
2512 (bóng) x 70(W) x 24 (giờ) = 4.220,16 kWh
168 (bóng) x 150 (W) x 15 (giờ) = 378 kWh
114 (bóng) x 250 (W) x 9 (giờ) = 256,5 kWh
346 (bóng) x 400 (W) x 0.5 (giờ) = 69,2 kWh
=>Tổng điện năng tiêu thụ của bóng sodium: 4923,86 kWh

4.3.4 hƣơng án tha thế
Tính chọn công suất đèn Led thay thế
Stt

Loại đèn halogen

Loại đèn led

Số lƣợng

1

Công suất 70W

Công suất 60W

2512 bóng

2

Công suất 150W

Công suất 80W

168 bóng

3

Công suất 250W

Công suất 160W

114 bóng

4

Công suất 400W

Công suất 240W

346 bóng

Điện năng tiêu thụ của bóng đèn led thay thế:
2512 (bóng) x 60(W) x 24 (giờ) = 3617,28 kWh
168 (bóng) x 80 (W) x 15 (giờ) = 201,6 kWh
114 (bóng) x 160 (W) x 9 (giờ) = 164,16 kW
346 (bóng) x 240 (W) x 0.5 (giờ) = 41,52 kW
=>Tổng điện năng tiêu thụ của bóng led: 4024,56 kWh
Điện năng tiết kiệm được:
4923,86 (kWh) – 4024,56 (kWh) ≈ 900 kWh
Số tiền tiết kiệm được:
900(kWh) x 1606 (đồng) x 365 (ngày) = 527,571 triệu đồng
Với 1060 đồng là giá điện trung bình cho 1kWh.


21
(Theo quyết định số 2256/BCT của Bộ Công Thư ng k ngày
12/03/2015)
- Thời gian thu hồi vốn:
T = 25(năm)
- Lượng khí thải ra môi trường giảm nhờ thay thế đèn:
MCO2 = 0,6244.10-3 x 940,58 x 365 = 214,36 (tấn)
Trong đó m =0,6244.10-3 Tấn/kWh (theo công văn số
513/KTTVBĐKH ngày 28 tháng 5 năm 2013 của Cục Khí tượng
Thủy văn và Biến đổi khí hậu).
Nhận xét:
Phư ng pháp thay Sodium hiện có bằng đèn Led tuy không có
lợi về mặt thu hồi vốn nếu xét về mặt tiết kiệm năng lượng, Nhưng
nó mang lợi những lợi ích thực tế như:
+ Các đèn chiếu sáng Sodium đã gần hết tuổi thọ, nên vốn đầu
tư lắp đặt thay thế là bắt buộc phải có
+ Các loại đèn chiếu sáng trong hầm là đèn có ánh sáng vàng

dịu rất dễ gây buồn ngủ cho lái xe. Thay thế đèn Led với ánh sáng
trắng và không có độ nhấp nháy nên loại bỏ nhược điểm trên
+ Số lượng đèn Sodium lớn, công suất tiêu thụ điện cũng
nhỉnh h n so với đèn Led. Nên sử dụng đèn Led thay thế rất có lợi về
mặt sử dụng tiết kiệm điện.


22
4.4 TỔNG K T LỢI ÍCH ĐẠT ĐƢỢC
Lợi ích đạt được
T
T

Thiết bị

Điện năng

Vốn đầu tƣ

tiết kiệm

và lắp đặt

(kWh/ngày)

(triệu đồng)

Thời

Lƣợng

gian

khí CO2

hoàn vốn

giảm

(tháng)

(tấn)

1

Quạt thông gió JF

2990

1.763.272

18

681,4

2

Quạt lọc bụi tĩnh điện

3432

1.884.506

18

782,17

3

Quạt cấp xả khí

3900

3.046.419

26

889

2589,24

3.159.178

25

590,103

900

13.806,9

214,36

13811,24

9.867.181,9

3.157,033

4
5

Điều hòa công nghệ inverter
9000 BTU – 100.000 BTU

Đèn Led
Tổng


23
K T LUẬN VÀ KI N NGHỊ
1. NHỮNG ĐÓNG GÓ CỦA LUẬN VĂN
Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả hiện nay là vấn đề
mang tính thời sự trên cả nước. Đề tài “ Nghiên cứu một số giải pháp
tiết kiệm năng lượng điện cho hầm Hải Vân” đã mang lại lợi ích thiết
thực khi lượng điện tiêu thụ hằng nằm của hầm Hải Vân rất cao.
Qua đó khảo sát được những thiết bị tiêu thụ điện nhiều như hệ thống
chiếu sáng, điều hòa không khí, quạt phản lực, quạt lọc bụi tĩnh điện,
quạt cấp xả khí…Từ đó ta tìm ra các giải pháp tiết kiệm điện đối với
các hệ thống nhằm giảm chi phí tiêu thụ điện năng và góp phần bảo

vệ môi trường
Kết quả nghiên cứu của đề tài như sau:
- Lợi ích về kinh tế: giải pháp đã tiết kiệm cho hầm Hải Vân
gần 12600 kWh/ ngày, với vốn bỏ ra 9,8 tỷ đồng và thời gian thu hồi
vốn chỉ chưa tới 3 năm.
- Lợi ích về môi trường: Kết quả nghiên cứu đưa ra giải pháp
tiết kiệm năng lượng, làm giảm được điện năng tiêu thụ dẫn đến
hàng năm giảm được tải lượng các chất gây ô nhiễm môi trường.
Qua việc tính toán thực tế đối với hầm Hải Vân thì đã làm giảm được
3.575,1 tấn khí CO2 .
- Lợi ích về mặt xã hội: Điện năng tiêu thụ giảm sẽ giảm nhu
cầu về công suất và nhu cầu điện năng góp phần đảm bảo an ninh
năng lượng quốc gia có

nghĩa thiết thực trong việc thực hiện Luật

sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả.