Tin mới

Ứng dụng năng lượng mặt trời phục vụ cảnh báo giao thông

22/03/2016

  Trong những năm gần đây, dưới sự phát triển của công nghệ, giá thành các tấm pin mặt trời (solar panel) trở nên cạnh tranh và hấp dẫn đối với nhiều lĩnh vực năng lượng. Bên cạnh đó, công nghệ chiếu sáng cũng không ngừng tăng trưởng và phát triển, công nghệ chiếu sáng bằng đèn LED (viết tắt của Light Emitting Diode, có nghĩa là điốt phát quang) trở nên phổ biến trong  nhiều lĩnh vực. Chiếu sáng công cộng bằng đèn LED sử dụng năng lượng mặt trời là sự kết hợp tuyệt vời mang đến lợi ích, hiệu quả kinh tế kỹ thuật và cần được nhân rộng.

Đèn chiếu sáng năng lượng mặt trời (NLMT) là công nghệ chiếu sáng mới, sử dụng nguồn NLMT thu được từ các tấm solar panel, tích trữ vào ắc quy và sử dụng chiếu sáng vào ban đêm.

Những ưu điểm của việc chiếu sáng công cộng sử dụng NLMT:

- Nguồn năng lượng xanh, thân thiện với môi trường

- Không tốn chi phí sử dụng điện trong quá trình vận hành

- Tính mỹ quan cao đối với các công trình

- Thi công và lắp đặt nhanh chóng

- Phát huy ưu điểm tuyệt đối khi lắp đặt tại nơi chưa có hoặc cách xa nguồn điện lưới.

Lâm Đồng có lượng bức xạ khá dồi dào, thuộc vào nhóm những khu vực tỉnh thành có lượng bức xạ trung bình năm cao nhất. Ngoài ra, khu vực này còn có lợi thế khác đó là nhiệt độ trung bình thấp hơn đáng kể so với các tỉnh duyên hải Nam Trung bộ (khu vực có lượng bức xạ cao nhất) là điều kiện quan trọng giúp các tấm solar panel phát huy hiệu quả sử dụng, giảm hao phí năng lượng do ảnh hưởng nhiệt độ môi trường.

Trong kế hoạch hoạt động nghiên cứu, ứng dụng tiến bộ KHCN năm 2015, Trung tâm Ứng dụng KH&CN tỉnh Lâm Đồng đã phối hợp với UBND huyện Đức Trọng, Công ty Cổ phần năng lượng Mặt trời đỏ (REDSUN) triển khai thí điểm mô hình ứng dụng NLMT phục vụ chiếu sáng công cộng và cảnh báo giao thông trên địa bàn huyện Đức Trọng, tỉnh Lâm Đồng.

Sau một năm triển khai, các mô hình trình diễn bước đầu đã đem lại những kết quả thiết thực phục vụ sinh hoạt của người dân địa phương, góp phần giảm thiểu tại nạn giao thông tại những khu vực nguy hiểm.

Các mô hình ứng dựng NLMT phục vụ cảnh báo giao thông

1. Trụ đèn chiếu sáng công cộng

Trụ đèn chiếu sáng NLMT là một hệ thống điện độc lập, tự cung, tự cấp. Ban ngày, các tấm panel sẽ thu và biến đổi ánh sáng mặt trời thành nguồn điện một chiều DC, nạp vào ắc quy trữ điện. Ban đêm, năng lượng tích trữ sẽ được sử dụng cho chiếu sáng của đèn LED. Tất cả quá trình trên được điều khiển bằng bộ điều khiển Street light controller, được thiết kế chuyên dụng, có chức năng điều khiển sạc nguồn điện mặt trời, điều khiển quá trình chiếu sáng tự động của đèn.

Để phát huy hiệu quả của mô hình, Trung tâm Ứng dụng KH&CN đã phối hợp với Phòng Kinh tế và Hạ tầng huyện Đức Trọng, UBND các xã rà soát các điểm đen giao thông, các cung đường nguy hiểm… từ đó chọn lựa các địa điểm phù hợp để lắp đặt các trụ đèn chiếu sáng sử dụng nguồn NLMT tại khu vực Ngã 3 Tà Hine - Ninh Loan (công suất 56 W, có khả năng chiếu sáng tương đương với các đèn cao áp công suất 250 W) và tại khu vực thị trấn Liên Nghĩa (công suất 20 W).

đèn chiếu sáng sử dụng năng lượng mặt trời

 2. Đèn cảnh báo giao thông

Đèn cảnh báo giao thông là một sản phẩm có thể ứng dụng NLMT một cách hiệu quả, do công suất đèn nhỏ, hệ thống nguồn điện mặt trời chỉ cần công suất nhỏ đủ để cho đèn hoạt động xuyên suốt.

 

Hình 3. Sơ đồ nguyên lý đèn cảnh báo giao thông

Trung tâm Ứng dụng KH&CN đã triển khai thí điểm 5 điểm đặt bảng cảnh báo giao thông, 8 trụ đèn cảnh báo giao thông theo mô hình đèn chớp vàng. Bên cạnh đó, để phát huy tối đa hiệu quả của mô hình, Trung tâm đã triển khai thí điểm 2 mô hình đèn chiếu sáng kết hợp đèn cảnh báo chớp vàng vừa phục vụ chiếu sáng công cộng vào ban đêm, vừa có tác dụng cảnh báo bằng đèn chớp vàng cả ban ngày và ban đêm.

Mô hình trụ đèn cảnh báo giao thông 1 đèn và 2 đèn

 

Trụ đèn chiếu sáng và cảnh báo giao thông

Lâm Đồng nói chung và huyện Đức Trọng nói riêng với nhiều đường cong ngõ tắt, nhiều cua gấp, khuất. Với mật độ dân cư ngày càng tăng, phương tiện giao thông ngày càng đa dạng, các biển báo truyền thống đã giảm đáng kể hiệu quả và ít được người dân tại các khu vực vùng sâu quan tâm. Do đó, việc áp dụng thành công các mô hình đèn cảnh báo giao thông bằng NLMT ngoài yếu tố về mặt kỹ thuật, công nghệ, đã thu hút sự quan tâm của người dân nói chung và người tham gia giao thông nói riêng, góp phần tuyên truyền về văn hóa giao thông và cảnh giác khi tham gia giao thông.

Bên cạnh các yếu tố về mặt xã hội, các mô hình đèn cảnh báo giao thông sử dụng NLMT còn phát huy ưu điểm về hiệu quả kinh tế. Cụ thể như mô hình chiếm chi phí cao nhất là đèn chiếu sáng bằng NLMT công suất 56 W, hiệu suất chiếu sáng tương đương với các đèn cao áp công suất 250 W thì tổng mức đầu tư có thể so sánh như sau:

Chi phí

Điện chiếu sáng NLMT

Đèn cao áp truyền thống

Đầu tư ban đầu

35 tr.đ

15.000.000 tr.đ

Thay thế đèn

2 lần x 4,5 tr.đ=9 tr.đ

10 lần x 0,5 tr.đ= 5 tr.đ

Thay thế ắc quy

4 lần x 6 tr.đ=24 tr.đ

Không

Bộ điều khiển

2 lần x 1 tr.đ=2 tr.đ

5 lần x 0,5 tr.đ= 2,5 tr.đ

Tiền điện

Không

0,25x2x365x20=21.900 KWh

=> Tiền điện= 21.900 x 4.800 đ = 105,12 tr.đ

Bảo trì

8 lần x 1 tr.đ=8 tr.đ

10 lần x 0,5 tr.đ= 5 tr.đ

Tổng chi phí

78tr.đ

132,62tr.đ

tr.đ: triệu đồng

Theo kết quả tính toán, chi phí đầu tư ban đầu của trụ đèn NLMT cao hơn gấp đôi so với đèn truyền thống nhưng chi phí vận hành thấp hơn rất nhiều lần (trung bình 6%/năm so với 40%/năm). Trong vòng 20 năm, mỗi trụ đèn có thể tiết kiệm khoảng 55 triệu đồng.

Như vậy, ứng với mỗi km công trình chiếu sáng đường giao thông (khoảng 40 trụ đèn), sẽ tiết kiệm khoản 2,2 tỷ đồng trong suốt quá trình vận hành, sử dụng.

Việc đầu tư hệ thống đèn chiếu sáng NLMT không chỉ có ý nghĩa thiết thực về mỹ quan đô thị, môi trường, góp phần bảo vệ môi trường xanh, nâng cao ý thức tham gia giao thông của người dân, hướng đến phát triển bền vững.

Trung tâm Ứng dụng Khoa học và Công nghệ Lâm Đồng

Lê Thành Trung