Lắp tụ bù có tiết kiệm điện hay không?

Chu Văn An

Tụ điện có tiết kiệm điện hay không là câu hỏi của nhiều người. 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 như nhau nhưng không phải chỉ lắp tụ điện vào bất kỳ hệ thống nào cũng sẽ 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, từ đó giảm tiền phạt từ Điện lực Quốc gia. Tuy nhiên, tụ bù có tiết kiệm điện không? Hãy cùng Trường Chu Văn An tìm hiểu qua bài viết sau đây.

Các tụ bù có tiết kiệm điện 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 điều này vi phạm định luật bảo toàn năng lượng. Các thiết bị điện có nhiệm vụ chuyển đổi điện năng thành các dạng năng lượng khác nhau (nhiệt, quang, cơ…). Năng lượng đầu vào không đủ thì đầu ra cũng không đủ, chưa kể tổn thất trong quá trình sử dụng. Ví dụ, để đun sôi một ấm nước cần khoảng 0,2 điện năng. Nếu bây giờ chúng ta chỉ sử dụng 0,15 số thì nước không thể sôi được. Nói cách khác, không gì có thể bù đắp được 0,05 điện năng còn lại.

Đồng tình với quan điểm này, TS. Nguyễn Văn Khải, Giám đốc Trung tâm Tư vấn Giải pháp Tiết kiệm điện và Kích hoạt điện hóa, giải thích: Mỗi thiết bị điện đều yêu cầu một điện áp và dòng điện định mức, tức là cần có công suất định mức. Nếu giảm điện, thiết bị có thể không hoạt động, hoặc hoạt động không bình thường và có thể nóng lên (ví dụ: nếu điện áp yếu đến mức quạt không quay được mà chỉ rung thì một lúc sau quạt sẽ cháy).

Cũng theo TS Khải, trước hết 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 hiệu quả hơn lượng điện mà chúng ta phải trả. Giả sử tôi muốn làm một công việc nào đó bình thường tốn 100 kWh, nhưng hiện tại công việc đó chỉ tốn 80 kWh. Hoặc nếu tôi tiêu tốn 100 kWh thì công việc của tôi phải hiệu quả cao hơn”.

So với bình ngưng thì đây là 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 tiền điện hàng tháng vì không phải nộp phạt cho Tập đoàn Điện lực Việt Nam.

Công suất phản kháng tiêu thụ của các thiết bị điện là nguyên nhân chính làm tăng giá điện. Tụ điện giúp giảm tiêu thụ công suất phản kháng, đảm bảo Cosφ luôn cao hơn 0,9 và không bị Điện lực phạt. Tùy theo từng đối tượng sử dụng điện, việc lắp tụ điện có thể tiết kiệm vài chục % tiền điện hàng tháng.

Ngoài ra, việc lắp đặt các dàn tụ điện sẽ giúp giảm tổn thất 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 điện

Khi truyền điện từ nguồn tới phụ tải sẽ sinh ra 2 loại công suất là công suất phản kháng và công suất tác dụng. Công suất tác dụng có ích cho hệ thống, còn công suất phản kháng là bộ phận tiêu hao không sinh công nên cần sử dụng tụ điện công suất phản kháng.

Nguyên lý hoạt động của dàn tụ điện là tăng hệ số cosφ, bù công suất phản kháng hao phí khi vận hành các thiết bị điện, từ đó làm tăng công suất tác dụng hữu ích.

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

Trong đó:

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

Thông thường nguồn điện chỉ cung cấp một phần Q và lượng cần thiết còn lại được tụ điện tạo ra để nâng 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 phải bắt đầu từ quá trình truyền tải trên đường dây (từ công tơ điện đến các máy móc, dụng cụ trong gia đình) sao cho tổn thất năng lượng là nhỏ nhất, tức là đường dây phải ngắn nhất, dây phải có điện trở nhỏ nhất (chẳng hạn như tiết diện dây lớn hơn, độ dẫn điện tốt hơn…). Tuy nhiên, dây lớn cũng đồng nghĩa với việc chúng đắt tiền và khó kết nối nên người dùng phải cân bằng những nhu cầu này.

Sử dụng các thiết bị có hiệu suất chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng hữu ích (cơ năng, năng lượng ánh sáng, nhiệt năng) càng cao càng tốt.

Tính 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 bạn ủi 3 chiếc áo một ngày, sáng, trưa, chiều thì rõ ràng là tốn kém hơn rất nhiều so với việc ủi cả 3 chiếc áo cùng một lúc. Hoặc khi chạy máy may, đôi khi ở chế độ không tải, phải thực hiện sao cho trong thời gian không tải, dòng điện chạy qua ở mức tối thiểu. Còn đối với động cơ, nhìn chung, động cơ khi mới khởi động sẽ tiêu tốn rất nhiều năng lượng để thắng được lực ma sát tĩnh. Khi chạy lực ma sát sẽ giảm nên tiết kiệm điện chính là tạo ra dòng điện lớn chạy qua khi khởi động. Nhưng khi máy chạy thì dòng điện sẽ nhỏ hơn.

Một thiết bị phổ biến hiện nay là đèn ống huỳnh quang. Theo công thức P=UIcosφ (P là công suất), với đèn sử dụng chấn lưu sắt từ có cosφ = 0,5 thì khi trả 100 kWh điện, chúng ta thực tế có thể tiêu thụ 50kWh, nghĩa là lãng phí 50%. Hầu hết người Việt Nam đều muốn mua chấn lưu giá rẻ nhưng loại chấn lưu này thường có chất lượng kém, cosφ

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

Một ví dụ khác về tiết kiệm điện là tất cả các máy ổn áp đều tiêu thụ điện. Ở nhiều nơi, mỗi gia đình đều có ổn áp riêng, hay còn gọi là ổn áp cho mỗi máy tính (vì điện áp của mạng lưới thay đổi liên tục). Trong trường hợp này, nếu ngành điện duy trì được điện áp lưới điện ổn định hơn thì người dân sẽ không cần đến ổn áp, từ đó cũng tiết kiệm điện.

Với những loại máy được quảng cáo là “tiết kiệm năng lượng” từ Trung Quốc, Hong Kong…, TS Khải cho rằng cấu tạo của chúng hầu hết chỉ có 2 điốt phát quang (1 xanh, 1 đỏ) và 2 điện trở. Nếu chúng ta cắm loại máy này vào mặt sau của công tơ thì coi như chúng ta đã cắm thêm 2 đèn tín hiệu, nghĩa là chúng ta chỉ tốn thêm điện mà thôi. “Nếu bạn đến cửa hàng và người bán cho bạn xem đồng hồ điện quay chậm như thế nào khi cắm thiết bị vào thì thực chất anh ta chỉ tắt một số thiết bị điện đang sử dụng trong nhà để đánh lừa người mua”.