1. Mục tiêu
- Hiểu được thế nào là hệ thống chiếu sáng hiệu quả và tại sao cần làm kiểm toán năng lượng cho hệ thống chiếu sáng
- Hiểu được các thông số cơ bản và lựa chọn thiết bị chiếu sáng hiệu quả
- Xác định các vấn đề và giải pháp tiết kiệm năng lượng đối với hệ thống chiếu sáng trong ngành dệt may
2. Tại sao cần quan tâm đến hệ thống chiếu sáng?
Ảnh hưởng của chất lượng ánh sáng đến con người
- Tầm nhìn bị ảnh hưởng khi mức ánh sáng quá thấp, nhưng ánh sáng quá nhiều có thể gây chói mắt. Cả hai trường hợp đều có thể dẫn đến tình trạng mắt mỏi mệt và mất năng suất làm việc.
- Ánh sáng trong một môi trường có thể ảnh hưởng đến não và hệ thần kinh, sự tỉnh táo và cảm xúc của con người.
Một nghiên cứu được tiến hành bởi Trường Đại học Cornell cho thấy trong điều kiện chiếu sáng kém, 24% công nhân mất 15 phút hiệu suất làm việc mỗi ngày. Một nhà máy có thể mất từ 1.5 đến 2 ngày làm việc mỗi năm do ánh sáng kém.
Tỉ lệ tiêu thụ năng lượng của các hệ thống/khu vực trong một nhà máy may
Hệ thống chiếu sáng chiếm khoảng 5 – 10% tổng điện năng tiêu thụ trong ngành công nghiệp may mặc.
Giản đồ Sankey – Sơ đồ năng lượng trong hệ thống chiếu sáng
- Đèn chỉ là một phần của hệ thống chiếu sáng
- Toàn bộ không gian được chiếu sáng cũng nên được coi là một phần của hệ thống
- Nhiều yếu tố như màu tường, phản xạ, thiết kế cửa sổ và phân vùng bên trong có thể tác động lớn đến lượng ánh sáng được phân phối đến
3. Yêu cầu chung cho hệ thống chiếu sáng
Một hệ thống chiếu sáng hiệu quả phải đạt được những yêu cầu sau:
Đảm bảo các thông số chính đạt tiêu chuẩn Việt Nam TCVN7114 – 1: 2008 (hay ISO 8995 – 1: 2002)
- Nếu điều kiện nhìn khác biệt với điều kiện được giả định, giá trị độ rọi có thể tăng hoặc giảm ít nhất một bậc trong thang độ rọi (chênh nhau 1.5 lần).
- Độ rọi xung quanh vùng làm việc (vùng trong trường nhìn có chiều rộng ít nhất 0.5m) không được nhỏ hơn các giá trị trong bảng sau:
4. Các thông số đánh giá chất lượng của hệ thống chiếu sáng
- Quang thông Ф (lumen – lm): Lượng ánh sáng do 1 nguồn sáng phát ra
- Độ rọi E (lux = lm/m2): Là độ sáng trên bề mặt được chiếu sáng. Bằng lượng ánh sáng do một nguồn sáng phát ra trên một m2 diện tích chiếu sáng
- Wattage (W): Công suất tiêu thụ của nguồn sáng
- Hiệu suất phát sáng H = Ф/P (lm/W): Bằng lượng ánh sáng phát ra trên công suất tiêu thụ của nguồn sáng (bao gồm chấn lưu hoặc bộ điều khiển)
- Độ chói L (cd/m2): 1 nguồn sáng gây nên 1 độ chói đối với người làm việc
- Nhiệ độ màu Tm hay Tcp (K): Là thông số nói lên màu sắc của nguồn sáng
- Chỉ số màu Ra hay CRI: Là sự phản ánh màu sắc trung thực của một nguồn sáng
- Tuổi thọ: Là khoảng thời gian từ khi bắt đầu sử dụng cho đến khi đền chỉ còn 50% độ sáng ban đầu (đối với đèn led là 70%)
5. Lựa chọn bộ đèn chiếu sáng hiệu quả
5.1. Quang thông và hiệu suất phát quang
- Đèn của các hãng sản xuất khác nhau có quang thông khác nhau
- Cùng một công suất tiêu thụ nhưng mỗi đèn của cùng một hãng hay các hãng khác nhau có quang thông khác nhau và giá thành cũng khác nhau
- Khi mua đèn không nên chỉ xem xét công suất tiêu thụ mà cần quan tâm đến hiệu suất phát sáng, đơn vị là lm/W.
5.2. Chỉ số hoàn màu CRI hay Ra
Hệ số hoàn màu càng cao thì giá thành bóng LED càng đắt và đòi hỏi công nghệ tốt
- CRI < 70: màu bị biến đổi
- 70 < CRI <80: màu bị biến đổi ít
- 80 < CRI <90: màu bị biến đổi không đáng kể
- CRI > 90: màu gần như không bị biến đổi
5.3. Nhiệt độ màu Tm hay Tcp (độ K)
Nhiệt độ màu là căn cứ để chọn loại nguồn sáng phù hợp với độ rọi yêu cầu
- Tm ≤ 3000K: đèn có màu trắng vàng (trắng ấm)
- 3300K < Tm <5300K: ánh sáng ban ngày (trắng trung tính)
- Tm ≥ 5300K: ánh sáng trắng xanh (trắng lạnh)
5.4. Kết cấu tản nhiệt và khả năng tản nhiệt
Khả năng tản nhiệt của bộ đèn đóng vai trò quan trọng ảnh hưởng đến tuổi thọ của bộ đèn, vì trong bộ đèn rất nóng và các bo mạch điện tử lại rất nhạy cảm với nhiệt độ. Vì vậy, bộ đèn cần phải có thiết kế tản nhiệt tốt.
5.5. Nhiệt độ môi trường tối đa cho phép
- Nhà sản xuất chỉ thông báo tuổi thọ của bộ đèn trong môi trường hoạt động lý tưởng
- Tuổi thọ của các bộ đèn phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ môi trường, ta cần biết rõ bộ đèn có thể hoạt động trong môi trường với nhiệt độ tối đa là bao nhiêu.
5.6. Tuổi thọ
- Một bộ đèn ngoài bóng đèn còn bao gồm bo mạch điện tử và các phụ kiện bên trong để điều khiển các bóng đèn
- Vì thế, một điều rất quan trọng là các bo mạch điện tử và phụ kiện bên trong bộ đèn cũng cần phải có tuổi thọ và chất lượng cao
5.7. Lưu ý khi lựa chọn
- Thương hiệu: nhiều đơn vị sản xuất đèn có chất lượng và giá cả rất khác nhau, người sử dụng khó có thể phân biệt được chất lượng, chỉ khi nào sử dụng xong, bị hư hỏng mới biết
- Chất lượng: phụ thuộc vào nhiếu yếu tố như loại đèn, chất lượng bo mạch, đặc biệt là kết cấu tản nhiệt của bộ đèn LED, không tản được nhiệt là nguyên nhân làm cho bộ đèn hư hỏng rất nhanh
- Mục đích sử dụng: tùy vào mục đích sử dụng/ ứng dụng khác nhau mà ta chọn loại đèn có thông số phù hợp nhu cầu
- Chế độ bảo hành: chế độ bảo hành của các nhà sản xuất hiện nay khoảng 2 - 3 năm. Đối với đèn LED, cần làm rõ với nhà sản xuất về bảo hành thiết bị và bảo hành độ sáng của đèn LED sau thời gian sử dụng. Đồng thời, nhà cung cấp phải có văn bản cam kết bảo hành rõ ràng
6. Các giải pháp tiết kiệm năng lượng và tối ưu hóa hệ thống chiếu sáng
6.1. Các giải pháp không đầu tư và đầu tư thấp
- Tắt các đèn chiếu sáng thừa: kết nối một công tắc riêng cho từng đèn, cụm đèn hay từng khu vực có cùng chức năng
- Hạ độ cao đèn: Độ cao đèn khuyến cáo trong xưởng may: 2.0 – 2.5m so với mặt đất
6.2. Các giải pháp đầu tư vừa và cao
6.2.1. Tận dụng ánh sáng tự nhiên
Lợi ích của ánh sáng tự nhiên vào ban ngày
- Cải thiện chi phí vòng đời của hệ thống chiếu sáng
- Giảm chi phí vận hành
- Nâng cao năng suất lao động và cảm giác thoải mái cho công nhân
- Giảm phát thải GHG thông qua giảm tiêu thụ điện của hệ thống chiếu sáng
Các trường hợp có thể tận dụng ánh sáng tự nhiên
- Cửa sổ
- Giếng trời
- Tôn lấy sáng
- Gạch lấy sáng
- Sơn lấy sáng
- Kính lấy sáng
Lựa chon vật liệu lấy sáng
- Đảm bảo độ cứng, dẻo dai, chống va đập, không bị lão hóa, ố vàng, giòn vỡ
- Hạn chế bức xạ mặt trời, tia cực tím xâm nhập vào làm nóng nhà xưởng
- Có khả năng khuếch tán ánh sáng, tránh ánh sáng chiếu trực tiếp vào vị trí làm việc gây chói lóa
6.2.2. Sử dụng đèn chiếu sáng cục bộ
Sử dụng đèn LED tại vị trí máy công tác (giảm đèn chiếu sáng xung quanh phù hợp nhu cầu)
6.2.3. Điều khiển tắt mở đèn theo nhu cầu
Sử dụng các relay thời gian để cài đặt thời điểm tắt mở đèn, các cảm biến chiếm cứ, cảm biến quang, cảm biến đa chức năng để điều khiển đèn.
6.2.4. Lựa chọn bộ đèn chiếu sáng hiệu quả
Thay thế các bộ bóng đèn công nghệ cũ bằng các bộ đèn công nghệ mới có công suất tiêu thụ thấp hơn nhưng các chỉ số chiếu sáng tốt hơn.
7. Phương pháp kiểm toán năng lượng (KTNL) cho hệ thống chiếu sáng
