Biến tần tái tạo năng lượng
- Đặt vấn đề
Khi một chiếc ô tô điện phanh lại, động năng của nó sẽ được chuyển hóa thành điện năng và trả lại vào bộ pin của xe, giúp kéo dài quãng đường di chuyển. Nguyên lý tương tự này, gọi là phanh tái sinh (regenerative braking), cũng có thể áp dụng cho các động cơ điện được sử dụng trong nhiều ứng dụng công nghiệp khác nhau. Trong các hệ thống cơ điện, hệ thống tự động hóa hiện đại. Đặc biệt là các ứng dụng như hệ thống cẩu trục, palăng, băng tải và hệ thống vận chuyển, hệ thống bơm,…. Động cơ điện thường xuyên hoạt động ở chế độ giảm tốc hoặc hạ tải. Khi đó, động cơ không tiêu thụ điện mà trở thành máy phát tạo ra năng lượng tái sinh.
Thông thường, năng lượng tái sinh này không được tận dụng mà bị tiêu tán dưới dạng nhiệt hoặc qua các điện trở xả (braking resistor) hoặc nếu không có phương án xử lý, năng lượng tái sinh làm tăng điện áp trên DC bus, Nếu không được tiêu thụ kịp thời, điện áp này có thể vượt quá ngưỡng an toàn biến tần. Điều này dẫn đến
- Lãng phí điện năng, làm tăng chi phí vận hành
- Tăng nhiệt độ tủ điện, yêu cầu làm mát lớn hơn, giảm tuổi thọ thiết bị điện
- Hiệu suất tổng thể của hệ thống thấp
- Gây lỗi quá áp biến tần, nặng hơn gây hỏng linh kiện ( IGBT, tụ DC)
Trong bối cảnh chi phí năng lượng ngày càng tăng và yêu cầu sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả (theo luật sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, cũng như xu hướng giảm phát thải CO₂), việc tìm ra một giải pháp tái sử dụng năng lượng tái sinh là cần thiết.
Trong bối cảnh đó, ABB – một trong những tập đoàn hàng đầu thế giới về công nghệ điện và tự động hóa – đã phát triển giải pháp biến tần tái tạo năng lượng ACS880. Đây là dòng biến tần công nghiệp tiên tiến, giúp thu hồi năng lượng tái sinh và trả ngược lại lưới điện hoặc sử dụng trực tiếp cho các thiết bị khác trong cùng hệ thống.
- Lợi ích
Biến tần tái tạo năng lượng ABB không chỉ khắc phục triệt để hạn chế của phương pháp truyền thống mà còn mang lại hàng loạt lợi ích kinh tế và kỹ thuậtTiết kiệm năng lượng – Giảm chi phí vận hành
- Thay vì tiêu tán năng lượng tái sinh bằng điện trở xả, biến tần thu hồi và trả ngược năng lượng này về lưới.
- Năng lượng tái sinh này ngay lập tức được các tải khác trong cùng nhà máy, tòa nhà hoặc công trình sử dụng.
- Nhờ đó, giảm lượng điện năng phải mua từ lưới quốc gia.
- Theo thống kê, với các tải có chu kỳ hãm/hạ tải thường xuyên (như thang máy, cẩu trục, băng tải dốc…), giải pháp tái sinh năng lượng giúp:
- Tiết kiệm từ 10% – 30% lượng điện năng tiêu thụ tùy ứng dụng.
- Rút ngắn thời gian hoàn vốn (ROI) chỉ còn khoảng 1,5 – 3 năm.
- Giảm nhiệt lượng trong tủ điện – tăng độ bền thiết bị
- Việc tái sinh năng lượng không tạo ra lượng nhiệt lớn như điện trở xả nên giúp giảm tải hệ thống làm mát (quạt, điều hòa trong tủ điện).
- Nhiệt độ môi trường trong tủ điện giảm giúp gia tăng tuổi thọ thiết bị.
- Tăng hiệu suất đáng tin cậy của hệ thống
- Tránh tình trạng quá áp do năng lượng tái sinh không được xử lý.
- Hoạt động ổn định, giảm tỷ lệ lỗi và dừng máy.
- Tăng khả năng đáp ứng khi thay đổi tải đột ngột.
- Đáp ứng tiêu chuẩn xanh và xu hướng xanh.
- Đáp ứng quy định về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả.
- Đóng góp vào chứng chỉ xanh: LEED, ISO 50001.
- Góp phần giảm phát thải CO₂ gián tiếp nhờ giảm điện tiêu thụ.
- Ứng dụng thực tế
- Băng tải trong các mỏ đá, xi măng, nhiệt điện
- Việc băng tải phải chạy trong các địa hình dốc, phức tạp khiến động cơ chạy ở chế độ phát điện
- Cẩu trục, palăng trong nhà máy, kho cảng
- Hệ thống băng thử ô tô
- Hệ thống băng thử ôtô trong đó có giải pháp biến tần tái tạo năng lượng đã được công ty ASITEC cung cấp biến tần ACS880 và triển khai nghiên cứu, xây dựng thành công tại ĐH Bách Khoa Hà Nội.
Hình ảnh băng thử ôtô tại ĐHBK Hà Nội Biến tần ACS880
- Kết luận
Nếu quý khách hàng quan tâm hoặc muốn tìm hiểu chi tiết hơn về giải pháp biến tần trả năng lượng về lưới, xin vui lòng liên hệ để được tư vấn cụ thể và xây dựng phương án phù hợp nhất với nhu cầu thực tế của nhà máy, công trình.