Dây điện to có tốn điện không? Giải pháp để tiết kiệm điện

Chu Văn An

Dây điện lớn có gây lãng phí điện năng không? Đây là câu hỏi thường gặp trong quá trình lựa chọn và sử dụng dây cáp điện bởi theo nhiều người Việt, dây điện nhỏ “có vẻ” tiết kiệm điện hơn. Chúng tôi sẽ giúp bạn trả lời câu hỏi này từ góc độ kỹ thuật điện.

Nguyên nhân chính gây mất điện

Điện trở dây dẫn là nguyên nhân chính gây ra tổn thất điện năng. Khi dòng điện chạy liên tục trong dây dẫn, hiệu ứng Joule sinh ra trong dây sẽ khiến một phần năng lượng chuyển hóa thành nhiệt, gây sụt áp đường dây và làm giảm hiệu suất truyền tải điện. Lượng điện năng bị mất tỷ lệ thuận với điện trở và bình phương dòng điện.

Công thức tính tổn thất điện năng như sau:

Trong đó:

• Php: Công suất tổn thất điện năng (W)
• I: Cường độ dòng điện (A)
• U: Chênh lệch điện áp (V)
• R: Điện trở dây dẫn (Ω)
• cosφ: Hệ số công suất, thường là 0,8

Lượng điện năng tiêu thụ của dây dẫn lớn

Tại sao lại có câu hỏi dây điện lớn có gây lãng phí điện năng hay không?

Trên thực tế, quan điểm cho rằng dây dẫn lớn gây lãng phí điện xuất phát từ sự nhầm lẫn về mức độ tiêu thụ điện của dây dẫn lớn và các thiết bị công suất lớn. Theo đó, trong hệ thống điện dân dụng, dây dẫn lớn thường được nối với máy nước nóng, điều hòa, tủ lạnh, bếp từ… Chính những thiết bị này mới là nguyên nhân gây lãng phí điện chứ không phải dây dẫn.

Ngoài ra, dây lớn cho cảm giác nặng và dày đặc nên nhiều người cho rằng loại dây này tiêu tốn nhiều điện hơn dây nhỏ.

Mối quan hệ giữa tiết diện dây và mức tổn thất điện năng

Điện trở tỉ lệ nghịch với tiết diện và chiều dài của dây theo công thức:

Trong đó:

• ρ: Điện trở suất của vật liệu (đồng hoặc nhôm) (Ω)
• L: Chiều dài dây dẫn (m)
• S: Tiết diện dây dẫn (mm2)

Như vậy, dây dẫn càng lớn thì điện trở càng nhỏ và tổn thất điện năng trên đường dây truyền tải đường dài càng thấp. Tương ứng, dây lớn sẽ tiêu thụ ít điện hơn dây nhỏ.

Khi nào bạn nên sử dụng dây dày?

Việc chọn tiết diện dây phụ thuộc vào giá trị cường độ dòng điện, công suất tiêu thụ của thiết bị cũng như chiều dài đường dây. Dưới đây là các trường hợp ưu tiên sử dụng dây lớn:

• Vận chuyển điện đường dài: >30m
• Kết nối thiết bị công suất cao: Bếp điện, máy nước nóng, điều hòa, động cơ
• hệ thống điện 3 pha của các nhà máy, xí nghiệp

Không chọn dây lớn cho tải nhỏ và khoảng cách lắp đặt ngắn để tránh lãng phí chi phí đầu tư mà không đạt được hiệu suất truyền tải cao hơn. Bạn cũng không nên chọn dây quá nhỏ vì dễ gây ra tình trạng quá tải, nóng chảy dây, sụt áp khiến thiết bị hoạt động không ổn định và gây mất điện.

Việc lựa chọn tiết diện dây phù hợp với tải góp phần tối ưu hóa hiệu suất truyền tải điện, tiết kiệm điện và chi phí đầu tư.

Cách giảm tổn thất điện năng trên đường dây truyền tải dài

Dựa vào công thức tính tổn thất điện năng trên, có 3 cách giảm tổn thất điện năng trên đường dây truyền tải, từ đó tiết kiệm điện năng gián tiếp như sau.

Giảm giá trị điện trở

• Giảm điện trở suất của dây dẫn: Sử dụng kim loại có điện trở suất thấp nhưng độ dẫn điện cao làm vật liệu cấu thành lõi dẫn điện như bạc, vàng… Tuy nhiên, phương pháp này quá đắt nên tính khả thi thấp.
• Tăng tiết diện dây dẫn: Tiết diện dây càng lớn thì tổn thất điện năng truyền tải đường dài càng thấp. Tuy nhiên, dây càng lớn thì trọng lượng dây càng tăng, gây áp lực lên cột và hệ thống đỡ.

Tăng giá trị điện áp

Khi tăng điện áp n lần thì tổn thất điện năng sẽ giảm bình phương n lần. Phương pháp này so với việc giảm điện trở của dây dẫn được đánh giá là hiệu quả và khả thi hơn nhưng lại yêu cầu sử dụng bộ tăng điện áp ở đầu nguồn điện.

Tăng hệ số công suất

Để tăng hệ số cosφ một cách giả tạo, có thể sử dụng tụ điện hoặc bộ lọc sóng hài AHF. Hệ số công suất càng cao thì tổn thất điện áp càng ít. Hạn chế của phương pháp này là khá tốn kém về chi phí lắp đặt.

Câu hỏi thường gặp về việc dây điện lớn có gây lãng phí điện không?

Câu 1: Dây to có lợi ích gì?

Hồi đáp: Dây dẫn lớn giúp tăng công suất truyền tải điện, giảm tổn thất điện năng trên đường dây. Tuy nhiên, dây lớn cần phải phù hợp với tải, nếu không sẽ gây lãng phí, dư thừa.

Câu 2: Sai lầm gì khi chọn dây lớn?

Hồi đáp: Nhiều người cho rằng dây lớn tốt hơn dây nhỏ nên họ có xu hướng chọn một mặt cắt dây cho toàn bộ hệ thống điện trong nhà. Điều này không chỉ gây lãng phí chi phí đầu tư mà còn hạn chế tính linh hoạt giữa đường dây chính và đường dây thứ cấp, gây khó khăn khi cần sửa chữa, bảo trì.

Ngoài ra, khi lựa chọn dây điện cỡ lớn trôi nổi trên thị trường, bạn dễ gặp phải tình trạng vỏ dây lớn nhưng lõi nhỏ, gây nguy hiểm trong quá trình sử dụng điện và mất an toàn hệ thống.

Dây điện lớn có gây lãng phí điện không? Câu trả lời ở đây là dây dẫn lớn không tiêu tốn điện, ngược lại có thể tiết kiệm điện do giảm tổn thất điện áp. Tuy nhiên, để đảm bảo hiệu suất truyền tải cũng như an toàn điện, dây dẫn cần có tiết diện phù hợp với tải. Bạn không nên chọn loại dây này cho tất cả các thiết bị điện vì kết luận dây lớn giúp tiết kiệm điện.