Tính toán đề xuất các giải pháp tiết kiệm điện năng cho công ty cổ phần thủy sản JK FISHCO, thành phố Đà nẵng

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

TRẦN ĐỨC ANH

TÍNH TOÁN ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP
TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG CHO CÔNG TY CỔ PHẨN
THỦY SẢN JK FISHCO, THÀNH PHỐ NHA TRANG

Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện
Mã số:

60.52.02.02

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng - Năm 2018


Công trình được hoàn thành tại
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn khoa học: TS. TRỊNH TRUNG HIẾU

Phản biện 1: PGS.TS. NGÔ VĂN DƯỠNG

Phản biện 2: TS. BẠCH QUỐC KHÁNH

Luận văn được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc
sĩ kỹ thuật họp tại Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng vào ngày 03
tháng 3 năm 2018

* 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
Ngành năng lượng Việt Nam hai mươi năm qua đã phát triển mạnh, cơ bản
đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế xã hội đất nước. Tuy vậy, quy mô và hiệu
quả của ngành năng lượng còn thấp.
Đến nay, hệ thống năng lượng Việt Nam luôn dựa trên ba trụ cột chính là
dầu khí, than đá và điện lực. Thủy điện chiếm tỉ trọng lớn trong cơ cấu sản xuất
điện Việt Nam. Về hiện trạng tiêu thụ năng lượng, giai đoạn 2000-2009, tổng
tiêu thụ năng lượng sơ cấp của Việt Nam tăng trưởng trung bình 6,54%/năm và
đạt 57 triệu TOE vào năm 2009. Tiêu thụ than tăng trung bình 12,12%/năm,
xăng dầu tăng 8,74%/năm, khí tăng 22,53%/năm, điện tăng 14,33%/năm, đạt
74,23 tỷ kWh năm 2009.
Với tốc độ tăng trưởng kinh tế cao và nhu cầu sử dụng điện tăng trung bình
hơn 10%/năm, Việt Nam đang đứng trước nỗi lo thiếu điện. Trong khi đó,
nguồn vốn để đầu tư cho các dự án năng lượng mới đang gặp khó khăn.
Các chuyên gia cho rằng, trong ngắn hạn, các doanh nghiệp cung ứng điện
có thể đảm bảo đủ nguồn điện cho sản xuất, kinh doanh. Tuy nhiên, về lâu dài,
cần tính tới các giải pháp tiết kiệm điện, cân đối cung - cầu sử dụng điện để
tránh việc ngành Điện đang “gồng” mình quá sức như hiện nay. Một trong
những giải pháp để tiết kiệm năng lương nói chung và năng lượng điện nói
riêng mà nhiều nước trên thế giới và Việt Nam đang áp dụng đó là chương trình
quản lý nhu cầu ( Demand Side Managent gọi tắt là DSM).

Tiềm năng của DSM với các thành phần phụ tải là rất đa dạng và phong
phú, với phụ tải công nghiệp chủ yếu là các động cơ điện không đồng bộ là đối
tượng tác động mạnh mẽ và có hiệu quả rất lớn trong chương trình quản lý nhu
cầu. Động cơ không đồng bộ có cấu tạo đơn giản, dải công suất rộng, dễ sử
dụng, bảo dưỡng sữa chữa nên được dùng nhiều trong thực tế. Tuy nhiên việc
lựa chọn và sử dụng động cơ không đồng bộ sao cho hiệu quả tránh lãng phi
không phải là điều đơn giản. Do đó việc sử dụng hiệu quả động cơ không đồng
bộ sẽ góp phần tiết kiệm điện cho nhà máy, xí nghiệp.
Công ty cổ phần thủy sản JK FISHCO là một đơn vị chuyên sản xuất các mặt
hàng thủy hải sản để xuất đi thị trường nước Mỹ. Mặt hàng chủ yếu là cá ngừ đại
dương. Nhà máy được đưa vào sử dụng năm 2011. Các động cơ điện hiện tại ở
công ty là động cơ cũ, công suất lớn. Tất cả không có hệ thống điều khiển điều
chỉnh tốc độ. Hệ thống chiếu sáng sử dụng đèn Neon hiệu suất thấp , tỏa nhiều nhiệt
và bố trí không hợp lý. Mỗi năm chi phí tiền điện khoảng 2 tỷ đồng/năm chiếm
khoảng 10% so với tổng doanh thu (doanh thu năm 2016 ≈ 20 tỷ đồng). Việc sử
dụng điện có thể chưa thực sự hiệu quả tại một số khâu xử lý, lắp đặt động cơ chưa
phù hợp với nhu cầu tải thực tế và hệ thống chiếu sáng của nhà máy chưa hiệu quả.


2

Hiện tại, công ty chưa được kiểm toán cụ thể. Các biện pháp công nghệ
tiên tiến như biến tần, Biến tần, đèn Led, hệ thống trữ lạnh chưa được áp dụng.
Do đó khả năng áp dụng các giải pháp tiết kiệm năng lượng kể trên để giảm chi
phí điện năng cho công ty là rất khả quan. Chính vì lẽ đó, tôi thực hiện đề tài:
‘Tính toán đề xuất các giải pháp tiết kiệm điện năng cho Công ty Cổ phần
thủy sản JK FISHCO”
2. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu
2.1. Đối tượng nghiên cứu:
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là các máy móc, thiết bị tiêu thụ điện

trong dây chuyền sản xuất của Công ty cổ phần thủy sản JK FISHCO.
2.2. Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu của đề tài tập trung vào nghiên cứu việc sử dụng năng
lượng và tìm hiểu các giải pháp để áp dụng vào thực tế nhằm sử dụng năng
lượng tiết kiệm và hiệu quả,làm giảm chi phí sản xuất, chi phí sản phẩm.
3. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu tìm hiểu các phương pháp tiết kiệm năng lượng hiện nay.
- Phân tích các cơ hội tiết kiệm điện năng trong dây chuyền sản xuất của
Công ty cổ phần thủy sản JK FISHCO.
- Tính toán đề xuất các giải pháp tiết kiệm điện năng cho Công ty cổ phần
thủy sản JK FISHCO.
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiển
Nghiên cứu đề xuất các phương pháp tiết kiệm điện năng cho công ty chế
biến hải sản JK FISHCO. Qua đó có thể ứng dụng không chỉ cho nhà máy này
mà còn nhân rộng cho các nhà máy chế biến thủy sản khác trên địa bàn Tỉnh
Khánh Hòa, góp phần vào công cuộc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả
của doanh nghiệp nói riêng, tiết kiệm năng lượng cho đất nước nói chung.
5. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu các tài liệu, sách, báo liên
quan đến vấn đề tiết kiệm năng lượng.
- Phương pháp thực nghiệm: Tính toán phân tích quá trình sử dụng năng lượng
trong dây chuyền sản xuất để tìm cơ hội tiết kiệm năng lượng. Sử dụng lý thuyết để
tìm giải pháp áp dụng vào thực tế cho Công ty chế biến thủy sản JK FISHCO
Tên đề tài: TÍNH TOÁN ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN
NĂNG CHO CÔNG TY CỔ PHẦN THỦY SẢN JK FISHCO
6. Cấu trúc luận văn
Nội dung chính của luận văn được chia làm 4 chương
Chương 1: Tổng quan về chương trình sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả
Chương 2: Các giải pháp tiết kiệm năng lượng ở Việt Nam
Chương 3: Nhà máy và các giải pháp tiết kiệm điện năng

Chương 4: Tính toán các giải pháp tiết kiệm điện năng


3

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CHƯƠNG TRÌNH SỬ DỤNG
NĂNG LƯỢNG TIẾT KIỆM, HIỆU QUẢ
1.1. Tổng quan về hệ thống quản lý năng lượng Việt Nam
1.1.1. Thực trạng sử dụng năng lượng hiện nay
Theo đánh giá của các chuyên gia trong ngành Việt Nam hiện nay đang sử
dụng nguồn điện với hiệu quả thấp, sản xuất chi phí cao. Muốn có 1% tăng
trưởng GDP hàng năm phải tăng điện năng lên khoảng 2%, trong khi các nước
phát triển khác chỉ tăng chưa đầy 1,5% thậm chí còn ít hơn.
Các chương trình tiết kiệm năng lượng ở Việt Nam chưa được triển khai
rộng rãi, kết quả mang lại chưa nhiều, các doanh nghiệp chỉ thực hiện tiết kiệm
năng lượng khi cảm thấy nó mang lại hiệu quả kinh tế cho công ty chứ không
phải vì cảm thấy nó là điều bức thiết và thực hiện tiết kiệm không phải vì lợi ích
của toàn xã hội
Do đó, yêu cầu cấp thiết lúc này là ngoài việc nghiên cứu các chương trình
và đưa ra các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho các lĩnh vực.
1.1.2. Tiềm năng năng lượng Việt Nam
Nguồn năng lượng chính hiện nay của nước ta chủ yếu là thủy điện, nhiệt
điện than và nhiệt điện khí. Các nguồn năng lượng mới và tái tạo như: Năng
lượng gió, năng lượng mặt trời, năng lượng thủy triều, địa nhiệt có giá thành
sản xuất điện cao, tính phân tán và không ổn định, chỉ có thể tạo ra những
nguồn năng lượng nhỏ, chưa thể chiếm tỷ lệ đáng kể trong cân bằng năng
lượng.
Nguồn tài nguyên của nước ta đa dạng nhưng không phải dồi dào. Do đó
việc khai thác và sử dụng có hiệu quả, bảo vệ nguồn tài nguyên năng lượng, gìn
giữ cho các thế hệ mai sau là một trong những phương hướng quan trọng của

chính sách năng lượng trong thời gian tới.
Ở Việt nam, nguồn năng lượng hóa thạch còn lại và được phân bố trên
một số vùng tiêu biểu như sau:
- Than: Còn khoảng 3,5 tỷ tấn Antraxit tập trung 95% ở Quảng Ninh.
Trong đó: 17 triệu tấn than mỡ, 1 tỷ tấn than bùn, Ở độ sâu 150-2.300 mét than
nâu có khoảng 37 tỷ tấn, Ở độ sâu ≤ 500 mét than nâu có khoảng 3÷5 tỷ tấn.
- Dầu mỏ và khí: Có khoảng 4,5 tỷ tấn dầu khí đã quy đổi. Trong đó tiềm
năng đã xác minh chắc chắn chỉ có 1 tỷ tấn: 60% là khí, 40% là dầu.
- Thủy điện: Nếu không xét phụ thuộc vào các yếu tố khác tiềm năng có
khoảng 308 tỷ kWh.


4

Các chương trình tiết kiệm năng lượng ở Việt Nam chưa được triển khai
rộng rãi, Do đó, yêu cầu cấp thiết lúc này là ngoài việc nghiên cứu các chương
trình và đưa ra các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho các lĩnh vực thì đòi hỏi
Chính phủ phải nhanh chóng có hướng dẫn thi hành luật về sử dụng năng lượng
tiết kiệm hiệu quả với các điều khoản qui định rõ ràng, các biện pháp chế tài
nghiêm khắc cũng như các biện pháp hỗ trợ và khuyến khích để đẩy nhanh
chương trình triển khai sử dụng năng lượng tiết kiệm hiệu quả.
1.1.3. Thực trạng quản lý năng lượng Việt Nam
1.2. Vai trò của quản lý nhu cầu DSM
1.2.1. Khái niệm về DSM
1.2.2. Nâng cao hiệu suất sử dụng của hộ tiêu thụ
a) Khu vực nhà ở
b) Khu vực nơi công cộng
c) Khu vực sản xuất
1.2.3. Điều khiển nhu cầu điện năng phù hợp
1.2.3.1. Điều khiển trực tiếp dòng điện

1.2.3.2. Thay đổi giá bán điện
1.2.3.3. Sử dụng nguồn năng lượng tái tạo, năng lượng mới
1.3. Kết luận
Trong chương 1 đã trình bày những khái niêm cơ bản về DSM và hai
chiến lược chủ yếu của DSM, đó là điều khiển nhu cầu dùng điện phù hợp với
khả năng cung cấp điện một cách kinh tế nhất và nâng cao hiệu suất sử dụng
năng lượng để giảm điện năng tiêu thụ.
DSM là một chương trình mang lại hiệu quả tiết kiệm năng lượng rất cao
đã được thực hiện ở nhiều quốc gia trên thế giới. Ở nước ta chương trình DSM
thực hiện tuy có phần chậm hơn so với các nước khác nhưng tiềm năng thực
hiện DSM rất lớn. DSM thực sự là một công cụ rất hữu ích không chỉ cho các
hộ dùng điện mà cònđem lại hiệu quả cho Tập đoàn điện lực Việt Nam, chủ
động quản lý và điều khiển nhu cầu điện năng phù hợp với cung cấp một cách
hợp lý nhất. Trong chương 1 đã trình bày những khái niêm cơ bản về DSM và
hai chiến lược chủ yếu của DSM, đó là và nâng cao hiệu suất sử dụng năng
lượng để giảm điện năng tiêu thụ và điều khiển nhu cầu dùng điện phù hợp với
khả năng cung cấp điện một cách kinh tế nhất.


5

CHƯƠNG 2. CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG
Ở VIỆT NAM
2.1. Mở đầu
2.2. Hệ thống động cơ
Phụ tải tiêu thụ điện trong các nhà máy thì phần lớn là các động cơ điện.
Để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của dây chuyền sản xuất ta cần quan tâm đến các
thông số cơ bản của động cơ như hiệu suất, hệ số công suất cosφ, tốc độ động
cơ và tốc độ của dây chuyền sản xuất yêu cầu khi có sự thay đổi về tải, từ đó ta
đưa ra các giải pháp tiết kiệm năng lượng hiệu quả hợp lý

2.2.1. Giải pháp điều chỉnh hệ số công suất
2.2.1.1. Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất
2.2.1.2. Biện pháp nâng cao hệ số công suất
a. Nâng cao hệ số Cos φ tự nhiên
b. Nâng cao hệ số cosφ bằng phương pháp bù.
2.2.2. Giảm non tải và quá tải động cơ
2.2.3. Dùng động cơ có hiệu suất cao HEMs (High Efficiency Motors)
2.3. Giải pháp biến tần
2.3.1. Nguyên lý làm việc của biến tần
Hình 2.7. Biến tần ABB ACS 550

Biến tần là thiết bị biến đổi tần số dòng điện xoay chiều với nguyên lý làm
việc khá đơn giản. Đầu tiên, nguồn điện xoay chiều 1 pha hay 3 pha được chỉnh
lưu và lọc thành nguồn 1 chiều bằng phẳng. Công đoạn này được thực hiện bởi
bộ chỉnh lưu cầu diode và tụ điện. Nhờ vậy, hệ số công suất cosφ của hệ biến
tần đều có giá trị không phụ thuộc vào tải và có giá trị ít nhất 0.96. Điện áp một
chiều này được biến đổi (nghịch lưu) thành điện áp xoay chiều 1 pha hay 3 pha
đối xứng. Công đoạn này được thực hiện thông qua hệ IGBT (transistor lưỡng
cực có cổng cách ly) bằng phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM). Nhờ
tiến bộ của công nghệ vi xử lý và công nghệ bán dẫn lực hiện nay, tần số
chuyển mạch xung có thể lên tới dải tần số siêu âm nhằm giảm tiếng ồn cho
động cơ và giảm tổn thất trên lõi sắt động cơ
2.3.2. Ứng dụng của biến tần
Biến tần được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau nhưng biến tần đạt
được hiệu quả cao nhất trong ứng dụng điều khiển vô cấp tốc độ động cơ để đáp
ứng các yêu cầu về công nghệ. Tùy vào việc ứng dụng biến tần trong những
lĩnh vực điều khiển khác nhau mà hiệu quả của nó mang lại cho người ứng
dụng thể hiện ở các mặt khác nhau như: tiết kiệm năng lượng, khởi động….

6

Việc sừ dụng bộ biến tần là cách tốt để tiết kiệm năng lượng cho động
cơ có tải không ổn định.
Biến tần thường được sử dụng cho các thiết bị sau:
Các loại bơm nước giải nhiệt cho bình ngưng, dàn ngưng
Các loại bơm nước giải nhiệt máy nén lạnh
Các loại quạt ở tháp giải nhiệt
2.3.3. Đặc điểm chính của biến tần
Ở trạng thái khởi động nhẹ, biến tần sẽ bắt đầu và tăng tốc vào tần số
của lưới điện không phụ thuộc vào tần số đã định.
Khi tần số đầu ra của biến tần đạt đến tần số của lưới điện (thiết lập
trong giao diện chính), sau đó đầu ra của biến tần sẽ trở thành 0, đồng thời
biến tần gửi lệnh “chuyển giao cho lưới điện”. Lệnh này có thể làm cho
mạch điều khiển chuyển giao các nguồn cung cấp năng lượng của các động
cơ từ biến tần vào lưới điện.
2.3.4. Nguyên lý điều chỉnh tốc độ khi thay đổi tần số
Các phương pháp điều chỉnh chủ yếu có thể thực hiện:
+ Trên stator: Thay đổi điện áp U đưa vào dây quấn stator, thay đổi số
đôi cực từ P của dây quấn stator và thay đổi tần số f của nguồn điện.
+ Trên rotor: Thay đổi điện trở rotor, nối cấp hoặc đưa sức điện động
phụ vào rotor.
2.3.5. Sự thay đổi công suất khi thay đổi tốc độ động cơ
Với động cơ ( quạt, bơm ly tâm), khi sử dụng biến tần để điều chỉnh tốc
độ động cơ dẫn đến thay đổi lưu lượng và thay đổi công suất, tiết kiệm được
năng lượng và nâng cao độ tin cậy của hệ thống.
- Khi không dùng biến tần điều khiển tốc độ động cơ thì tốc độ động cơ
do không điểu chỉnh được tốc độ nên phải tiêu tốn 100% công suất điện.
- Khi dùng biến tần để điều chỉnh tốc độ động cơ thì tốc độ động cơ do
điều chỉnh được tốc độ nên chỉ tiêu tốn có 34,3% công suất điện.

2.4. Hệ thống chiếu sáng
2.4.1. Khái niệm và định nghĩa
2.4.2. Các giải pháp sử dụng chiếu sáng hiệu quả
Gồm những thành phần chính như sau


7

Hình 2.8. Cấu tạo đèn led tube
Nguyên lý hoạt động
Bóng đèn Led dựa trên công nghệ bán dẫn. Hoạt động của bóng đèn led
giống với nhiều loại điốt bán dẫn. Khối bán dẫn loại p chứa nhiều loại lỗ trống
tự do mang điện tích dương nên khi ghép với khối bán dẫn n (Chứa các điện tử
tự do) thì các lỗ trống này có xu hướng chuyển động khuyếch tán sang khối n.
Cùng lúc khối p lại nhận thêm các điện tử (điện tích âm) từ khối n chuyển sang.
Kết quả là khối p tích điện âm (thiếu hụt lỗ trống và dư thừa điện tử) trong khi
khối n tích điện dương (thiếu hụt điện tử và dư thừa lỗ trống). Ở biên giới hai
bên mặt tiếp giáp, một số điện tử bị lỗ trống thu hút và khi chúng tiến lại gần
nhau, chúng có xu hường kết hợp với nhau tạo thành các nguyên tử trung hòa.
Quá trình này có thể giải phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng (hay các bức xạ
điện từ có bước sóng gần đó).
Ưu điểm của đèn lebtube so với đèn huỳnh quang
+ Tuổi thọ đèn:
+ Tiếng ồn:.
+ Màu sắc ánh sáng:
+ Tác động tới môi trường
+ Thời gian bật tắt của đèn
+ Năng lượng tiêu thụ
+ Độ bền:
+ Lượng nhiệt tỏa ra:

8

CHƯƠNG 3. NHÀ MÁY VÀ CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM
NĂNG LƯỢNG
3.1. Tổng quan về nhà máy
3.1.1. Thông tin chung
- Lĩnh vực kinh doanh: Chủ yếu thu mua cá ngừ đại dương, cá bớp, cá
hồng sơ chế, đông lạnh, xuất khẩu
- Số lượng công nhân – nhân viên: 120 người
- Số ngày hoạt động trong năm khoảng 300 ngày/ năm. Bình thường công
nhân làm 10 giờ/ ngày. Vào những thời gian cao điểm làm với 12 giờ/ ngày.
- Lượng điện tiêu thụ trong năm khoảng hơn một triệu kWh/năm
- Điện được mua trực tiếp từ Công ty cổ phần Điện lực Khánh Hòa- Thông
qua máy biến áp TBA 400KVA-22/0,4kV cung cấp cho nhu cầu chiếu sáng,
đông lạnh, điều hòa
Công ty cổ phần thủy sản JK FISHCO sử dụng lượng điện năng tương đối
lớn so với sản lượng sản xuất của công ty. Do đó, việc đề ra các giải pháp tiết
kiệm điện nhằm hạ giá thành sản phẩm có ý nghĩa rất lớn đối với công ty.

Hình 3.1. Cơ cấu bộ máy quản lý tại công ty TNHH JK FISHCO
3.1.2. Quy trình công nghệ
3.1.3. Tình hình sản xuất

Hình 3.3. Biểu đồ tương quan giữa sản phẩm và điện năng tiêu thụ


9

3.1.4. Sơ đồ phân bố điện trong nhà máy
Hệ thống chiếu sáng

Khu vực văn phòng

Điều hòa VP
Lưới điện
Các phân xưởng

Kho lạnh
Khu vực sản xuất
Hệ thống chiếu sáng xưởng
Thiết bị phục vụ sản xuất

Hình 3.4. Sơ đồ phân bố mạng điện đến các khu vực trong nhà máy
3.1.5. Hiện trạng sử dụng năng lượng
3.1.6. Phân tích đánh giá tình hình sử dụng điện năng
3.1.7. Các hệ thống tiêu thụ điện năng
a. Hệ thống chiếu sáng
Số giờ
Quy
Hệ
sử dụng
cách
Số
số
trung
công
lượng
đồng

bình
suất (W)
thời
(h/ngày)

Loại đèn

Huỳnh quang
Đèn tròn
Chấn lưu điện tử
Cao áp nhà máy
Tổng tiêu thụ

40
100
20
450

102
20
102
10

15
15
15
12

0.9
1

0.9
0.8

Điện
năng
tiêu thụ
trong
ngày
(kWh)
55
30
22
43,2

b.Hệ thống động cơ máy nén
Stt
1
2
3
4
5
6

Tên máy nén

Công
suất
(Kw)

Số lượng

(Cái)

Tổng
CS
(Kw)

CARRIER 30HP
MITSU 90HP
MYCOM 62B
HITACHI 10HP
CARRIER 20HP
MITSU 20HP

22.5
67.5
56.25
7.5
15
15

1
1
1
1
1
4

22.5
67.5
56.25

7.5
15
60

Điện
năng tiêu
thụ trong
năm
(kWh)
16,524
9,000
37,922
4,147
67,593


10

CHƯƠNG 4. TÍNH TOÁN ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM
ĐIỆN NĂNG
4.1. Mở đầu:
4.2. Hệ thống chiếu sáng
 Các công thức tính toán
Vốn đầu tư chi phí lắp đặt
V = S * B *1,1
(3.1)
Trong đó:
S : số lượng bóng đèn huỳnh quang cần thay mới (cái).
B : giá tiền ứng với 1 bóng đèn LED (VNĐ/cái)
V : vốn đầu tư vật liệu và chi phí lắp đặt (chi phí lắp đặt tạm tính bằng 10% chi

phí vật liệu) (VNĐ)
Điện năng tiêu thụ bóng đèn hiện tại:
A1 = ksd*P1 * t
(3.2)
Trong đó:
P1: là công suất định mức của bóng đèn huỳnh quang hiện tại
t : thời gian làm việc trung bình của đèn trong 1 năm (h)
ksd : hệ số sử dụng đèn chiếu sáng
A2 = ksd*P2 * t
(3.3)
Trong đó:
P2: là công suất định mức của bóng đèn bóng đèn LED thay mới
Công suất tiết kiệm :
A = A1 – A2
Số tiền tiết kiệm được trong 1 năm khi thay mới các bóng đèn
C= A* C
Trong đó:
C : số tiền tiết kiệm được trong 1 năm khi thay mới các bóng đèn
C : giá tiền điện trung bình ứng với 1 kWh (VNĐ/kWh)
Thời gian thu hồi vốn đầu tư
T=V/ C
Trong đó:
T : thời gian thu hồi vốn đầu tư (năm)
Lượng khí thải
MCO2 = A * m
Trong đó:

(3.4)
(3.5)

(3.6)

(3.7)


11

Mco2 : lượng khí thải giảm được nhờ thay đổi giải pháp (Tấn)
m : lượng khí thải đơn vị ứng với 1 kWh, m = 0,812 kg/kWh
4.2.1. Cơ hội 1: Thay thế đèn huỳnh quang bằng đèn led tube
Thay thế 102 bóng đèn huỳnh quang T10 - 1,2m - 40W đang sử dụng, bằng
đèn Led tuýp 1,2m - 20W của hãng Phillip với giá B = 308.000 VNĐ/bóng. Với
mỗi đèn thay thế sẽ giảm được 20W, tương đương 50% điện năng tiêu thụ.
Áp dụng các công thức (3-1); (3-2); (3-3); (3-4); (3-5); (3-6); (3-7) ta có
V = 102 * 308.000 * 1,1 = 34.557.600 (VNĐ)
A1 = ksd*P1 * t = 0,9*102 * 40 * 300 * 15 = 16.524.000 (W) = 16.524 (kW)
A2 = ksd*P2 * t = 0,9*102 * 20 * 300 * 15 = 8.262.000 (W) = 8.262 (kW)
A = A1 – A2 =16.524 – 8.262 = 8.262 (kW)
C = A * C = 8.262 * 1.621 = 13,392,702 (VNĐ)
T = V / C = 34.557.600 / 13,392,702 = 2,6 (năm)
MCO2 = A * m = 8.262 * 0,812 = 6708,744 (kg) =6,708 (tấn)
Bảng 4.2. Tổng hợp hiệu quả đầu tử khi thay thế đèn led tube nhà máy
Đơn giá điện trung bình
103vnđ/kWh
Hiện trạng
Số bộ đèn huỳnh quang T10 –1,2m - ballast điện tử
bóng
Số ngày hoạt động trong năm
ngày
Số giờ hoạt động trong ngày

giờ
Công suất hoạt động trung bình của bộ đèn T8 –
W
1,2m - ballast điện tử
Thay mới
Công suất bộ đèn Led tuýp 1,2m – 20W
Công suất giảm được
Điện năng tiết kiệm được
Tiền tiết kiệm được

W
W
kWh/năm
Triệu
vnđ/năm

1.745
102
300
20
40

20
20
8.262
13,392,702

Chi phí đầu tư
Giá bộ đèn Led tuýp 1,2m – 20W
Chi phí đầu tư 102 bộ đèn Led tuýp 1,2m – 20W

Nhân công thay bộ đèn (10% vật tư)
Tổng mức đầu tư
Thời gian hoàn vốn

ngàn vnđ
Triệu vnđ
Triệu vnđ
Triệu vnđ
năm

308.000
34
3,4
37,4
2,39

4.2.2. Cơ hội 2: Thay thế đèn tròn công suất lớn bằng Leld Bulb 18W
4.2.3. Cơ hội 3: Thay thế đèn cao áp 450W bằng đèn cao áp 150W


12

Bảng 4.7. Tổng hợp hiệu quả đầu tư khi thay thế các loại đèn trong nhà máy
Nội dung
Chi phí vật tư + lắp đặt cho bộ đèn led tube 20
W thay cho đèn huỳnh quang T8 40W
Chi phí vật tư + lắp đặt cho bộ đèn led Buld
18W thay cho đèn huỳnh quang sợi đốt 100W
Chi phí vật tư + lắp đặt cho đèn cao áp 150W
thay cho đèn cao áp 450W

Tổng chi phí cho việc thay mới các loại đèn
Tổng tiền tiết kiệm được khi thực hiện giải
pháp
Thời gian hoàn vốn

Đơn vị
Triệu vnđ

Số lượng
37,4

Triệu vnđ

6,06

Triệu vnđ

4,2

Triệu vnđ
Triệu vnđ

47,66
43,338,942

năm

3,27

4.2.4. Thiết kế lại hệ thống chiếu sáng với phần mềm Dialux

Để làm rõ thêm các giải pháp điều chỉnh đối với hệ thống chiếu sáng trong
nhà máy, tác giả sử dụng phần mềm Dialux thiết kế hệ thống chiếu sáng. Minh
họa cho phần thiết kế này tác giả chọn phân xưởng chế biến. [10]
Diện tích phòng với thông số sau : Dài 9m; rộng 20m với độ cao 3,2m
4.2.4.1. Đặt các thông số thiết kế đèn huỳnh quang vào phần mềm Dialux để
kiểm tra độ rọi đảm bảo yêu cầu sử dụng
Qua khảo sát với diện tích như trên, hệ thống đèn chiếu sáng của phân
xưởng chế biến 1 gồm 24 bộ đèn huỳnh quang, công suất của mỗi bóng 40W
được bố trí như sau:
+ Chiều dài 4 dãy đèn
+ Chiều rộng 6 dãy đèn
Để kiểm tra thiết kế của hệ thống đèn ta đưa vào cách bố trí dãy đèn trên
vào phần mềm Dialux ta được cách bố trí theo mặt phẳng nằm ngang như sau:


13

Hình 4.1. Cách bố trí hệ thống đèn khi đưa vào Dialux
Nhận xét: Do đèn huỳnh quang 40W không có trong thư viện Philips nên
tác giả sử dụng 24 bộ đèn T8 36W thay thế cho 24 bộ đèn huỳnh quang với
thông số về độ rọi và công suất tương đương.
Các quy trình đưa ra như sau:
- Kiểm tra thông số độ rọi của đèn
- Kiểm tra thông số chính của đèn
- Kiểm tra hệ số phản xạ tường, trần nhà
- Bố trí vị trí đèn theo diện tích phòng
- Tổng hợp thông số độ rọi, công suất của các phương án đưa ra
- Kiểm tra phân bố độ rọi theo tiêu chuẩn về thiết kế chiếu sáng
TCVN 7114-1:2008
Đặt các thông số thiết kế đèn led vào phần mềm Dialux để kiểm tra độ rọi đảm

bảo yêu cầu sử dụng


14

Hình 4.7. Thông số độ rọi

Hình 4.8. Thông số chính của đèn led

Hình 4.9. Hệ số phản xạ tường, trần, nhà


15

Hình 4.10. Bố trí vị trí đèn theo diện tích phòng

Hình 4.11. Bảng tổng hợp thông số 24 đèn led


16

Bảng 4.8. Tổng hợp thông số của đèn thông qua các giải pháp tính toán
Đèn huỳnh
Đèn huỳnh
Đèn led tub
Nội dung
quang
quang
39,5 W
40W

T8 36W
Số lượng đèn

24 bộ

24 bộ

24 bóng

Tổng cường
độ chiếu sáng (lm)

115200

113880

120000

Công suất (W)

1920

1728

948

Nhận xét:
Theo tiêu chuẩn về thiết kế chiếu sáng TCVN 7114-1:2008, ISO 89951:2002 mật độ quang thông trung bình trong phân xưởng chế biến là 500 lm
[11]
Qua các thông số tổng hợp có trên bảng 4-8 ta thấy tổng cường độ chiếu

sáng và tổng công suất đèn của 24 bộ đèn huỳnh quang, 24 bộ đèn huỳnh quang
T8 và 24 đèn led có giá trị tương đương nhau. Trong khi công suất của 24 đèn
led chỉ bằng ½ công suất của 24 bộ đèn huỳnh quang.
Vì vậy, để tiết kiệm điện năng dùng cho phần chiếu sáng ở xưởng chế biến, tác
giả sử dụng 24 đèn led để thay thế 24 bộ đèn huỳnh quang .
Sử dụng phần mềm Dialux để bố trí đèn và kiểm tra phân bố độ rọi


17

Hình 4.12. Phân bố độ rọi trung bình trên diện tích phòng

Hình 4.13. Phân bố độ rọi của đèn led theo hình chiếu 3D
4.2.5. Kết luận:


18

Sau khi đưa các phương án sử dụng đèn vào phần mềm và xuất ra bảng
phân bố độ rọi trung bình trong phân xưởng chế biến. Nhận thấy kết quả của
phương án là phù hợp
4.2.6. Kiến nghị:
Phần mềm Dialux là một công cụ hỗ trợ phần thiết kế chiếu sáng rất mạnh.
Với bộ thư viện đồ sộ và luôn được cập nhật sẽ giúp người thiết kế có thể kiểm
tra toàn bộ thông số cần lắp đặt xem có phù hợp với những tiêu chuẩn kỹ thuật
trong thiết kế chiếu sáng, qua đó tiết kiệm được thời gian và chi phí cho doanh
nghiệp. Vì vậy cần sử dụng công cụ này rộng rãi hơn nữa để tăng hiệu quả của
phần thiết kế hệ thống chiếu sáng trong dân dụng và công nghiệp, qua đó giảm
lượng khí thải CO2 thải ra ngoài môi trường và góp phần giảm tải cho hệ thống
lưới điện.

4.3. Hệ thống động cơ
Trong các chu kỳ tải biến đổi, nhiều động cơ có thể chỉ chạy ở mức thấp
hơn 50% công suất thiết kế trong phần lớn các chu trình tải. Trong những giai
đoạn tải thấp, chúng tiêu tốn nhiều điện năng hơn chúng thực sự cần. Mức tiêu
thụ vượt quá này không chỉ gây nên chi phí không cần thiết trong hoá đơn tiền
điện của bạn mà nó còn góp phần phá huỷ thiết bị của bạn vì năng lượng thừa,
thông qua các vòng quay của động cơ, chuyển thành nhiệt độ, độ rung và
tiếng ồn.
Thông qua việc giám sát mức tải trên trục của động cơ đối với mỗi chu kỳ
cấp điện, Biến tần sẽ cung cấp cho động cơ của bạn lượng điện cần thiết để
chạy một cách hiệu quả tại bất kỳ thời điểm nào trong cả quá trình vận hành.
Biến tần tích hợp và kết nối với các thiết bị xung quanh và nó thậm chí có thể tự
động ngắt động cơ của bạn khi động cơ đó không được sử dụng để làm giảm
lượng điện năng tiêu thụ.
Vì vậy Luận văn chọn biến tần để lắp đặt cho hệ thống máy nén lạnh trong
nhà máy


19

Hình 4.14. Biến tần ABB ACS 550
 Các công thức tính toán
Dùng BT với động cơ non tải và có tải luôn thay đổi:
𝑃1 =

𝑃đ𝑚

(3. 8)

𝜂

𝐴 = 𝑃1 . 𝑡

(3. 9)

𝐴𝐵𝑇 = 𝑃1 . ∑𝑛𝑖=1(𝑘𝑝𝑡𝑖 . 𝑡𝑖 )

(3. 10)

∆𝐴 = 𝐴 − 𝐴𝐵𝑇

(3. 11)

∆𝐶 = ∆𝐴. 𝐶

(3. 12)

T=V/∆𝐴

(3. 23)

𝑀𝑐𝑜2 = ∆𝐴. 𝑚

(3. 14)

Trong đó:
- Pđm là công suất định mức của động cơ (kW).
- η là hiệu suất của động cơ.
- P1 là công suất điện đầu vào (kW).
- A là điện năng tiêu thụ khi chưa dùng bộ biến tần (kWh).

- ABT là điện năng tiêu thụ khi dùng bộ biến tần (kWh).
- kpti là hệ số phụ tải ứng với tải của động cơ thay đổi.
- t là thời gian làm việc trung bình của động cơ trong năm (h).
- ΔA là ĐNTK được trước và sau khi thay đổi giải pháp (kWh)
- C là giá tiền điện ứng với 1 kWh (VNĐ/kWh)
- T là thời gian thu hồi vốn đầu tư thiết bị
- V là vốn đầu tư và chi phí lắp đặt, vận hành thiết bị (VNĐ)
4.3.1. Cơ hội 4: Lắp biến tần cho động cơ máy nén lạnh (Tiền đông):
η= 82%, P = 22.5 kW
- Khi chưa lắp biến tần điện năng tiêu thụ trong một năm là
n

AKBT

P1i

n

(k pti .ti )
i 1

=

A KBT1 = 22.5/0,86 x 0,9 x 3600

𝑃đ𝑚
𝜂𝑖

( k pti .ti )
i 1

= 84,767 (kWh/năm)


20

A KBT2 = 22.5/0,9 x 0,8 x 3600 = 72,000 (kWh /năm)
A KBT3 = 22.5/0,8 x 0,5 x 3600
= 50,625 (kWh/năm)
A KBT = A KBT1 + A KBT2 + A KBT3
=
207,392 (kWh
/năm)
- Khi lắp thêm biến tần lượng điện năng tiêu thụ trong một năm là:
ABT1
= 22.5/0,92 x 0,86 x 3600
= 79,239 (kWh/năm)
ABT2
= 22.5/0,92 x 0,9 x 3600
= 70,435 (kWh /năm)
ABT3
= 22.5/0,92 x 0,5 x 3600
= 44,022 (kWh/năm)
ABT = ABT1 + ABT2 + ABT3
= 193,696 (kWh /năm)
-Lượng điện năng tiết kiệm được trong 1 năm khi lắp thêm biến tần là:
A
= AKBT - ABT
= 13,697 (kW/ h/năm)
Chọn Biến tần ABB ACS 550, 380V công suất 30 kW giá 41,368,800

VNĐ.
Chi phí mua vật tư phụ và lắp đặt biến tần là 20% giá trị biến tần. Vậy
vốn đầu tư 1 bộ biến tần là:
V= Tiền mua 1 bộ biến tần+ chi phí lắp đặt
V
= 41,368,800 +(0,2x 41,368,800)
=
49,642,560
(Đồng).
- Số tiền tiết kiệm được trong 1 năm khi lắp thêm biến tần là:
C
= 13,697 x 1745
= 23,900,898 (Đồng)
- Thời gian thu hồi vốn:
T =V/ C = 2.08 (năm)
3
- Khả năng giảm thải khí CO2 :
MCO2
= A x 0,5674. 10
3
= 13,697 x 0,5674. 10 = 7.77 (tấn)
Bảng 4.8. Hiệu quả đầu tư khi lắp đặt Biến tần cho động cơ máy nén lạnh
(Tiền đông): η= 82%, P = 22.5 kW
Nội dung
Đơn vị
Số lượng
Công suất động cơ
kW
22,5
Hiệu suất động cơ

0,82
Điện năng khi chưa dùng biến tần
kW
207,392
Điện năng sau khi dùng biến tần
kW
193,696
Điện năng tiết kiệm được trong 1 năm
kW
13,697
Số tiền tiết kiệm được trong 1 năm
Đồng
23,900,898
Thời gian hoàn vốn T = V/ΔC
Năm
2,08
Khả năng giảm thải khí CO2
Tấn
7,77


21

4.3.2. Cơ hội 5: Lắp biến tần cho động cơ máy nén lạnh ( Hầm đông 1): η=
78%, P = 67.5 kW
4.3.3. Cơ hội 6: Lắp biến tần cho động cơ máy nén lạnh ( Hầm đông 1): η=
80%, P = 56.25 kW
4.3.4. Cơ hội 7: Lắp biến tần cho động cơ máy nén lạnh 1 η= 78%, P = 7.5
kW
4.3.5. Cơ hội 8; Lắp biến tần cho động cơ máy nén lạnh 2 η= 80%, P = 15

kW
4.3.6. Cơ hội 9: Lắp biến tần cho động cơ máy nén hầm đông 2 η= 82%, P =
15 kW
4.3.7. Cơ hội 10: Lắp biến tần cho động cơ máy nén lạnh Khối đá vảy1 η=
84%, P = 15 kW
4.3.8. Cơ hội 11: Lắp biến tần cho động cơ máy nén lạnh Khối đá vảy 2 η=
78%, P = 15 kW
4.3.9. Cơ hội 12: Lắp đặt biến tần cho động cơ máy nén lạnh ( Kho bảo quản
nguyên liệu) η= 78%, P = 15 kW
Bảng 4.17. Tổng hợp các cơ hội tiết kiệm điện năng khi lắp đặt Biến tần

T
T

1.
2.
3.
4.
5.
6.

Điện
Tổng
năng tiết
Động cơ C.S
kiệm
(kW)
(kW)

Tiền

đông
Hầm
đông 1
Hầm
đông 1
Nén
lạnh1
Nén
lạnh 2
Hầm

22.5
67.5
56.25
7.5
15
15

Tiền tiết
kiệm (Tr.
đồng)

Vốn Đầu tư
(Tr. đồng)

T.gian Giảm
thu
khí
hồi
thải

vốn
CO2
(Năm) (tấn)

8,878

14,391,886

49,642,560

3.45

5.04

26,546

43,031,795

127,408,800

2.96

15.06

20,477

33,192,749

127,408,800

3.84

11.62

3,699

5,996,283

33,952,800

5.66

2.10

5,163

8,369,728

49,642,560

5.93

2.93

8,416

13,642,991

49,642,560

3.64

4.78


22

đông 2
Khối đá
vảy 1
Khối đá
vảy 2
Kho bảo
quản NL

7.
8.
9.

15
15
15

Tổng hợp

9,816

15,912,516

49,642,560

3.12

5.57

7,220

11,703,649

49,642,560

4.24

4.10

7,702

12,485,297

49,642,560

3.98

4.37

97,919

158,726,895

586,625,760

56

4.4. Tổng hợp các giải pháp tiết kiệm điện năng
Bảng 4.18. Tổng hợp các có hội tiết kiệm đối với hê thống động cơ và chiếu sáng

STT

Nội dung
Hệ thống

1

Tiền tiết

tiết kiệm

kiệm (Tr.

(kWh)

đồng)

97,919

158,726,895

586,625,760

85

24,282

39,361,122

47,66

19,715

122,201

198,088,017

586,625,760

104,715

Vốn Đầu tư
(Tr. đồng)

Giảm khí
thải CO2
(tấn)

động cơ
Hệ thống

2

Điện năng

chiếu sáng
Tổng

4.4.1. Cơ hội 13: Bảo trì, bảo dưỡng thiết bị
4.5. Kết luận
Các cơ hội tác giả đề ra đã mang lại những lợi ích đáng kể. Mặt khác do
chế độ bảo dưỡng định kỳ nghiêm ngặt được đặt ra nên tuổi thọ của thiết bị sẽ
tăng lên, hạn chế chi phí sửa chữa hàng năm.
Qua kết quả tính toán tại Công ty Trách nhiệm hữu hạn Thủy sản JK
FISHCO, tổng số tiền đầu tư là 586,625,760 (VNĐ), số tiền tiết kiệm được
hàng năm là 198,088,017 (VNĐ), thời gian thu hồi vốn từ 2 đến 5 (năm), khí
thải giảm hàng năm đạt 104.715 (tấn), điện năng tiết kiệm là 122,201 (kWh)
Vậy những cơ hội để tiết kiệm điện năng cho công ty đều khả thi.


23

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Đối với một cơ sở sản xuất, vấn đề tiết kiệm điện năng được quan tâm
hàng đầu vì chi phí tiền điện chiếm một phần rất lớn đối với chi phí hoạt động
của công ty. Trong công ty, lượng điện tiêu tốn chủ yếu là hệ thống động cơ
không đồng bộ xoay chiều 3 pha. Trong quá trình hoạt động của động cơ, tùy
theo yêu cầu công nghệ mà công ty sử dụng mà chế độ hoạt động của chúng sẽ
thay đổi, tuy nhiên vấn đề động cơ chạy không tải, non tải, chạy không đều là
không thể tránh khỏi dẫn đến việc sử dụng sử dụng năng lượng lãng phí và
không hiệu quả. Chi phí năng lượng trên một đơn vị sản phẩm sẽ tăng lên, hiệu
quả lao động thấp, giá thành sản phẩm sẽ cao, khó cạnh tranh với nhưng công ty
có hiệu quả sử dụng năng lượng đạt ở mức cao.
Đối với công ty cổ phần thủy sản JK FISHCO vấn đề áp dụng các công

nghệ tiên tiến để tiết kiệm điện năng trong chiếu sáng như sử dụng các loại đèn
Led tiết kiệm năng lượng; sử dụng Biến tần để nâng cao hiệu suất sử dụng của
động cơ chưa được nhiều quan tâm.
Với tính cạnh tranh gay gắt của nền kinh tế thị trường với rất nhiều công ty
chế biến thủy sản hiện có trên cả nước nói chung và địa bàn tỉnh Khánh Hòa nói
riêng, việc tiết kiệm năng lượng và giảm chi phí sản xuất cần được coi trọng và
buộc phải giảm thiểu. Trong khi đó qua thống kê, chi phí cho tiêu tốn năng
lượng vẫn còn chiếm mức cao trong toàn bộ chi phí của công ty.
Xuất phát từ những vấn đề trên đề tài “ Nghiên cứu, tính toán đề xuất các
giải pháp tiết kiệm điện năng cho công ty cổ phần thủy sản JK FISHCO” được
thực hiện nhằm mục đích tiết kiệm điện năng thông qua đó tiết kiệm cho phí
sản xuất cho công ty, tăng tính cạnh tranh cho doanh nghiệp và góp phần bảo vệ
môi trường.
1. Các lợi ích đạt được sau khi thực hiện các giải pháp
1.1 Về mặt kinh tế
Sau khi tính toán, thực hiện cải tạo hệ thống chiếu sáng, hệ thống động cơ
máy nén đã tiết kiệm được 122,201 kWh điện năng tiêu thụ tương ứng với số
tiền tiết kiệm là 198,088,017 trong vòng một năm
1.2 Về mặt môi trường
Qua kết quả nghiên cứu tác giả đã đưa ra các giải pháp nhằm tiết kiệm
đáng kể lượng điện năng tiêu thụ của công ty, thông qua đó làm giảm lượng khí
thải CO2 thải ra ngoài môi trường- một vấn đề toàn cầu đối với các cơ sở sản
xuất. Kết quả nghiên cứu đưa ra được các giải pháp tiết kiệm năng lượng, giảm
được 104.715 tấn khí thải CO2 thải ra ngoài môi trường.
1.3 Về mặt xã hội
Vấn đề sử dụng tiết kiệm năng lượng và sử dụng hiệu quả mang lại lợi ích
đáng kể đối với các doanh nghiệp nhất là những doanh nghiệp sử dụng công