Tụ bù có tiết kiệm điện không là thắc mắc của rất nhiều người. Chúng tôi đã đề cập việc lắp đặt tụ bù sẽ giảm tổn hao công suất và nâng cao công suất phản kháng, qua đó giảm được tiền phạt. Mặc dù nguyên lý là vậy nhưng không phải cứ lắp tụ bù vào bất cứ hệ thống nào cũng mang lại hiệu quả tiết kiệm điện.
Lắp đặt tụ bù trong hệ thống điện có tác dụng giảm tổn hao công suất và nâng cao công suất phản kháng, qua đó giảm được tiền phạt từ Điện lực quốc gia. Tuy nhiên, tụ bù có tiết kiệm điện không? Cùng Etinco tìm hiểu qua bài viết sau.
Tụ bù có tiết kiệm điện không?
Phó giáo sư Nguyễn Văn Liễn, Chủ nhiệm Khoa Điện, Đại học Bách Khoa Hà Nội, nhấn mạnh, không thể có thiết bị tiết kiệm điện, vì điều này phá vỡ định luật bảo toàn năng lượng. Các thiết bị điện có nhiệm vụ biến điện năng thành các dạng năng lượng khác nhau (nhiệt, quang, cơ…), nếu năng lượng vào không đủ, thì đầu ra cũng không đủ, đó là chưa kể tổn thất trong quá trình sử dụng. Chẳng hạn, muốn đun sôi một ấm nước phải mất khoảng 0,2 số điện. Nếu bây giờ chỉ dùng 0,15 số thì nước không thể sôi được. Nói cách khác, không có gì bù đắp được 0,05 số điện kia.
Đồng tình với ý kiến này, tiến sĩ Nguyễn Văn Khải, Giám đốc Trung tâm tư vấn tiết kiệm điện và dung dịch hoạt hoá điện hoá, giải thích: Mỗi thiết bị điện đòi hỏi một hiệu điện thế và dòng điện định mức, tức là đòi hỏi công suất định mức. Nếu giảm công suất thì thiết bị có thể không hoạt động được, hoặc hoạt động không đúng và có thể nóng lên (ví dụ, hiệu điện thế yếu đến mức quạt không quay nổi mà chỉ rung thôi, thì sau một thời gian, quạt sẽ cháy).
Cũng theo tiến sĩ Khải, trớc hết phải hiểu đúng khái niệm tiết kiệm điện là gì: “Tiết kiệm điện tức là ta chỉ có thể phát triển các linh kiện hoặc các cách vận hành để sử dụng hiệu quả hơn lượng điện năng mà ta phải trả tiền mà thôi. Giả sử tôi muốn thực hiện một công việc nào đó, bình thường tốn 100 kWh, nhưng nay cũng công việc đó chỉ tốn 80 kWh. Hoặc giả nếu tôi tốn 100 kWh, thì công việc đó của tôi phải đạt hiệu suất cao hơn”.
Đối chiếu với tụ bù, đây là một thiết bị sử dụng điện nên không thể tiết kiệm điện trong quá trình sử dụng. Tuy nhiên, sử dụng tụ bù giúp tiết kiệm chi phí hóa đơn tiền điện hàng tháng do không phải đóng phạt cho EVN.
Công suất phản kháng tiêu thụ của các thiết bị điện là nguyên nhân chính làm gia tăng chi phí sử dụng điện. Tụ bù giúp giảm công suất phản kháng tiêu thụ, đảm bảo Cosφ luôn cao hơn 0.9 sẽ không bị Điện lực phạt tiền. Tùy theo từng đơn vị sử dụng điện khi lắp tụ bù có thể tiết kiệm được vài chục % tiền điện hàng tháng.
Ngoài ra, lắp tụ bù sẽ giúp giảm được tổn hao trên đường dây, tiết kiệm một phần chi phí đầu tư ban đầu cho hệ thống điện như dây dẫn, thiết bị đóng cắt bảo vệ, máy biến áp.
Nguyên lý hoạt động của tụ bù
Khi truyền tải điện năng từ nguồn đến tải, có 2 loại công suất được sản sinh là công suất phản kháng và công suất tác dụng. Công suất tác dụng hữu ích cho hệ thống còn công suất phản kháng là phần tiêu hao, không sinh ra công nên cần sử dụng tụ bù công suất phản kháng.
Nguyên lý hoạt động của tụ bù điện là để nâng cao hệ số cosφ, bù công suất phản kháng lãng phí khi vận hành thiết bị điện, từ đó làm tăng công suất tác dụng có ích.
Hai loại công suất trên có quan hệ mật thiết với nhau, biểu thị qua các công thức sau:
Trong đó:
- S: Công suất biểu kiến
- P: Công suất tác dụng
- Q: Công suất phản kháng
Thông thường nguồn điện chỉ cung cấp một phần Q và lượng cần thiết còn lại do tụ bù sản sinh để nâng cao cosφ giúp P tăng lên.
Làm thế nào để tiết kiệm điện hơn?
Tiến sĩ Khải đưa ra các phương pháp sau:
Trước hết phải bắt đầu từ quá trình truyền tải trên đường dây (từ công tơ điện tới các máy móc, dụng cụ trong gia đình), làm sao cho năng lượng hao phí là nhỏ nhất, tức là đường dây phải ngắn nhất, dây phải có điện trở nhỏ nhất (như tiết diện dây lớn hơn, độ dẫn diện tốt hơn...). Tuy nhiên, dây to cũng đồng nghĩa với việc tốn kém, lại khó đấu nối, do vậy người sử dụng phải cân đối giữa các nhu cầu này.
Sử dụng các thiết bị có hiệu suất biến đổi điện năng thành năng lượng hữu ích (cơ năng, quang năng, nhiệt năng) đạt giá trị càng cao càng tốt.
Tính toán sao cho thời gian hữu ích kể từ khi dòng điện bắt đầu chạy qua máy là lớn nhất. Chẳng hạn khi là quần áo, nếu một ngày là 3 cái áo, vào ba buổi sáng trưa chiều thì rõ ràng tốn hơn nhiều việc là cùng lúc cả 3 cái. Hoặc khi chạy máy may, có lúc chạy không tải thì phải làm sao cho trong thời gian không tải, dòng điện đi qua là ít nhất. Đối với động cơ, nói chung các động cơ khi mới khởi động sẽ tốn rất nhiều năng lượng để thắng lực ma sát nghỉ. Khi chạy rồi, lực ma sát sẽ giảm đi, do đó, tiết kiệm điện là làm thế nào để khi khởi động, phải tạo được dòng điện lớn đi qua. Nhưng khi máy đã chạy, dòng điện sẽ nhỏ đi.
Một thiết bị phổ biến hiện nay là đèn ống huỳnh quang. Theo công thức P=U.I.cosφ (P là công suất), với loại đèn dùng chấn lưu sắt từ có cosφ = 0,5 thì khi trả tiền điện 100 kWh ta mới thực sự tiêu thụ được 50kWh, nghĩa là lãng phí 50%. Người Việt Nam đa số muốn mua chấn lưu rẻ tiền, nhưng loại chấn lưu này thường có chất lượng thấp, cosφ < 0,37. Với loại chấn lưu này, khi trả tiền cho 1 kWh điện, ta thực sự chỉ tiêu thụ được hơn 370 Wh. Hiện các nhà khoa học Việt Nam đã chế tạo được các chấn lưu điện tử có cosφ = 0,993, tức là khi trả tiền 1kWh, ta sẽ tiêu thụ được 993 Wh.
Nếu dùng thêm tụ điện thì cosφ sẽ tăng lên, và điện năng hữu ích ta sử dụng sẽ lớn hơn. Thực tế ở Trung Quốc từ năm 2005 tới nay, tất cả các động cơ đều có 2 tụ, 1 tụ để khởi động và tụ còn lại để tăng cosφ lên gần bằng 1. Nó sẽ giúp tiết kiệm điện đáng kể. Tuy nhiên, việc đưa tụ vào không phải là ta đã dùng thêm một máy tiết kiệm điện, mà chỉ là thêm một linh kiện điện tử để hoàn thiện thiết bị sử dụng điện.
Một ví dụ tiết kiệm điện khác là tất cả các máy ổn áp đều tiêu thụ điện năng. Ở nhiều nơi, mỗi gia đình lại có ổn áp riêng, hoặc ổn áp cho mỗi máy tính (vì hiệu điện thế của mạng điện lưới thay đổi liên tục). Trong trường hợp này, nếu ngành điện duy trì hiệu điện thế của mạng điện lưới ổn định hơn, thì người dân sẽ không cần đến ổn áp, từ đó cũng tiết kiệm điện.
Với những máy được quảng cáo là "tiết kiệm điện" của Trung Quốc, Hong Kong..., tiến sĩ Khải cho rằng cấu tạo của chúng hầu hết chỉ có 2 diot phát quang (1 xanh, 1 đỏ) và hai điện trở. Nếu cắm loại máy này vào sau công tơ, thì coi như chúng ta đã cắm thêm 2 đèn tín hiệu, tức là chỉ tốn thêm điện năng mà thôi. "Nếu bạn đến cửa hàng, và người bán chỉ cho bạn thấy khi gắn thiết bị vào, công tơ điện đã quay chậm như thế nào, thì thực chất anh ta chỉ tắt bớt một số thiết bị điện đang dùng ở trong nhà mà thôi, nhằm đánh lừa người mua hàng".
