Lắp tụ bù có tiết kiệm điện hay không?

Chu Văn An

Tiết kiệm điện năng của tụ điện là câu hỏi được rất nhiều người quan tâm. Chúng tôi đã đề cập rằng việc lắp đặt các bộ tụ điện sẽ giảm tổn thất điện năng và tăng công suất phản kháng, từ đó giảm tiền phạt. Mặc dù nguyên lý là giống nhau nhưng việc lắp đặt tụ điện trong bất kỳ hệ thống nào cũng không mang lại hiệu quả tiết kiệm điện.

Việc lắp đặt các tụ điện trong hệ thống điện giúp giảm tổn thất điện năng và tăng công suất phản kháng, qua đó giảm phạt cho điện lực quốc gia. Tuy nhiên, tụ bù có tiết kiệm điện năng không? Hãy cùng KTH ELECTRIC tìm hiểu rõ hơn về điều đó qua bài viết sau.

Các tụ điện có tiết kiệm năng lượng không?

Phó giáo sư Nguyễn Văn Liên, Trưởng khoa Điện, Đại học Bách khoa Hà Nội, nhấn mạnh, không thể có các thiết bị tiết kiệm điện vì vi phạm định luật bảo toàn năng lượng. Thiết bị điện có nhiệm vụ chuyển đổi năng lượng điện thành các dạng năng lượng khác nhau (nhiệt năng, năng lượng ánh sáng, năng lượng cơ học…). Năng lượng đầu vào không đủ, năng lượng đầu ra cũng không đủ, chưa kể tổn thất trong quá trình sử dụng. Ví dụ, đun sôi một nồi nước cần khoảng 0,2 kilowatt giờ điện. Nếu bây giờ chúng ta chỉ sử dụng số 0,15 thì nước sẽ không sôi. Tức là không gì có thể bù đắp được thêm 0,05 điện năng nữa.

Tiến sĩ Nguyễn Văn Khải, Giám đốc Trung tâm Tư vấn Giải pháp Tiết kiệm Năng lượng và Kích hoạt Điện hóa cũng đồng tình và giải thích: Mỗi thiết bị điện đều cần có điện áp và dòng điện định mức, nghĩa là nó cần có công suất định mức. Nếu nguồn điện giảm, thiết bị có thể không hoạt động hoặc không hoạt động bình thường và có thể nóng lên (ví dụ, nếu điện áp quá yếu khiến quạt không quay mà chỉ rung, sau một thời gian quạt sẽ bị cháy).

Tiến sĩ Khải cũng cho rằng, trước tiên chúng ta phải hiểu đúng khái niệm tiết kiệm điện là gì: “Tiết kiệm điện nghĩa là chúng ta chỉ có thể phát triển các bộ phận hoặc phương pháp vận hành để sử dụng số điện mà mình phải trả hiệu quả hơn. Giả sử tôi muốn làm một công việc nào đó, thường cần 100 kWh, nhưng hiện nay công việc đó chỉ cần 80 kWh. Hoặc nếu tôi tiêu tốn 100 kWh thì hiệu quả công việc của tôi phải cao hơn”.

So với bình ngưng thì đây là thiết bị sử dụng điện nên không tiết kiệm điện trong quá trình sử dụng. Tuy nhiên, sử dụng tụ điện có thể giúp bạn tiết kiệm tiền điện hàng tháng vì không phải trả tiền phạt cho Tập đoàn Điện lực Việt Nam.

Công suất phản kháng mà các thiết bị điện tiêu thụ là nguyên nhân chính khiến hóa đơn tiền điện tăng cao. Tụ điện giúp giảm tiêu thụ công suất phản kháng và đảm bảo Cosφ luôn cao hơn 0,9 mà không bị bộ phận điện lực phạt. Tùy theo từng đối tượng sử dụng điện, việc lắp tụ điện có thể tiết kiệm hàng chục phần trăm tiền điện hàng tháng.

Ngoài ra, việc lắp đặt tụ điện có thể giúp giảm tổn thất đường dây và tiết kiệm một số chi phí đầu tư ban đầu cho hệ thống điện như dây dẫn, thiết bị chuyển mạch bảo vệ, máy biến áp.

Làm thế nào một ngân hàng tụ điện hoạt động

Khi điện được truyền từ nguồn tới tải, hai loại công suất được tạo ra: công suất phản kháng và công suất tác dụng. Công suất tác dụng có ích cho hệ thống, trong khi công suất phản kháng là phần tiêu thụ không tạo ra công nên cần có tụ điện công suất phản kháng.

Nguyên lý làm việc của dàn tụ điện là tăng hệ số cosφ để bù công suất phản kháng hao phí khi thiết bị điện chạy, từ đó làm tăng công suất tác dụng hữu ích.

Hai loại năng lực trên có mối quan hệ chặt chẽ với nhau và được thể hiện bằng công thức sau:

Ở đó:

• S: công suất biểu kiến
• P: công suất hoạt động
• Hỏi: Công suất phản kháng

Thông thường nguồn điện chỉ cung cấp một phần Q, còn lại lượng cần thiết được tụ điện tạo ra để tăng cosφ giúp P tăng.

Làm thế nào để tiết kiệm điện hơn?

Tiến sĩ Khải đưa ra các phương pháp sau:

Trước hết, chúng ta cần bắt đầu từ quá trình truyền tải trên đường dây (từ công tơ điện đến các máy móc, dụng cụ trong nhà) để giảm thiểu tổn thất năng lượng, tức là đường dây phải ngắn nhất và điện trở của dây phải nhỏ nhất (ví dụ tiết diện dây lớn hơn, độ dẫn điện tốt hơn…). Tuy nhiên, dây dày cũng đồng nghĩa với việc chúng đắt tiền và khó kết nối nên người dùng phải cân bằng những nhu cầu này.

Bất cứ khi nào có thể, hãy sử dụng thiết bị chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng hữu ích (năng lượng cơ học, năng lượng ánh sáng, năng lượng nhiệt) với hiệu suất cao nhất.

Tính toán sao cho thời gian có ích kể từ thời điểm dòng điện bắt đầu chạy qua máy là lớn nhất. Ví dụ khi ủi quần áo, nếu mỗi sáng, trưa, chiều bạn ủi 3 chiếc áo thì rõ ràng sẽ tốn kém hơn rất nhiều so với việc ủi cả 3 chiếc áo cùng lúc. Ngoài ra, khi chạy máy may và đôi khi ở chế độ không tải, phải thực hiện sao cho trong thời gian không hoạt động, dòng điện tối thiểu chạy qua máy. Đối với động cơ, nói chung, khi khởi động lần đầu, động cơ sẽ tiêu tốn rất nhiều năng lượng để thắng được lực ma sát tĩnh. Khi chạy, ma sát sẽ giảm nên tiết kiệm điện là tạo ra dòng điện lớn chạy qua khi khởi động. Nhưng khi máy hoạt động thì dòng điện sẽ nhỏ đi.

Một thiết bị phổ biến hiện nay là đèn huỳnh quang. Theo công thức P=UIcosφ (P là công suất), khi một bóng đèn sử dụng chấn lưu sắt từ có cosφ=0,5 tiêu tốn 100 kilowatt giờ điện thì thực tế nó có thể tiêu thụ 50 kilowatt giờ điện, lãng phí 50%. Hầu hết người Việt Nam đều muốn mua chấn lưu giá rẻ nhưng những chấn lưu như vậy thường có chất lượng thấp hơn, cosφ

Nếu chúng ta sử dụng nhiều tụ điện hơn thì cosφ sẽ tăng lên và công suất hữu ích chúng ta sử dụng sẽ lớn hơn. Thực tế ở Trung Quốc từ năm 2005 đến nay tất cả các động cơ đều được trang bị 2 tụ điện, trong đó 1 tụ dùng để khởi động, tụ còn lại tăng cosφ lên gần bằng 1. Điều này sẽ giúp tiết kiệm điện năng đáng kể. Tuy nhiên, thêm tụ điện không có nghĩa là chúng ta sử dụng thêm một chiếc máy tiết kiệm điện mà chỉ bổ sung thêm một linh kiện điện tử để hoàn thiện thiết bị điện.

Một ví dụ khác về tiết kiệm điện là tất cả các bộ điều chỉnh điện áp đều tiêu thụ điện năng. Ở nhiều nơi, mỗi nhà đều có bộ điều chỉnh điện áp riêng, hoặc mỗi máy tính đều có bộ điều chỉnh điện áp (vì điện áp trên mạng lưới điện thay đổi liên tục). Trong trường hợp này, nếu ngành điện giữ cho điện áp lưới điện ổn định hơn thì người dân sẽ không cần đến bộ điều chỉnh điện áp, từ đó cũng tiết kiệm được hóa đơn tiền điện.

Đối với những loại máy từ Trung Quốc, Hong Kong được quảng cáo là “tiết kiệm năng lượng”, tiến sĩ Khải cho rằng hầu hết cấu trúc của chúng chỉ có hai điốt phát sáng (một xanh, một đỏ) và hai điện trở. Nếu chúng ta cắm loại máy này sau công tơ điện thì coi như chúng ta đã cắm thêm 2 đèn tín hiệu, nghĩa là chúng ta sẽ chỉ lãng phí thêm điện mà thôi. “Nếu bạn đến cửa hàng và người bán cho bạn xem đồng hồ quay chậm như thế nào khi cắm điện thì thực chất anh ta chỉ đang tắt một số thiết bị điện sử dụng trong nhà để đánh lừa người mua”.