Bộ tài liệu được biên dịch bởi Tổ chức Hợp tác Phát triển Đức (GIZ) trong khuôn khổ Dự án Hỗ trợ Kỹ thuật Ngành Năng lượng Việt Nam - EU (EVEF). Dự án này được đồng tài trợ bởi Liên minh Châu Âu (EU) và Bộ Phát triển và Hợp tác Kinh tế CHLB Đức (BMZ), với mục đích đào tạo, nâng cao năng lực cho các tổ chức, cá nhân trong lĩnh vực điện mặt trời tại Việt Nam.
Dự án EVEF hi vọng bộ tài liệu này sẽ là nguồn tham khảo hữu ích cho việc giám sát và đánh giá hiệu suất của tấm pin năng lượng mặt trời, góp phần nâng cao hiệu quả chung của các dự án điện mặt trời tại Việt Nam.
Nội dung của ấn phẩm này do GIZ hoàn toàn chịu trách nhiệm và không thể hiện quan điểm của EU hay BMZ. Không sử dụng ấn phẩm này cho mục đích thương mại. --------------------------------------------- Mời các bạn tham khảo/tải bộ tài liệu này tại:
Rò rỉ khí gas gây ra là một nguy
cơ tiềm ẩn trong các hộ gia đình và các khu vực khác sử dụng khí đốt, do đó,
cần có các thiết bị giám sát, phát rò rỉ khí để hạn chế nguy cơ tổn hại. Bài
báo này trình bày về thiết kế, thi công thiết bị phát hiện và báo động rò rỉ
khí gas dựa trên IoT. Đây là một thiết bị thông minh có đầu cảm biến khí gas
với độ nhạy cao và màn hình LCD hiển thị tình trạng hạt động của thiết bị cũng
như giá trị khí gas trong môi trường. Thiết bị được đặt ở những vị trí có khả
năng rò rỉ khí gas, nếu trong trường hợp thiết bị phát hiện thấy khí gas tồn
tại trong môi trường vượt ngưỡng giới hạn sẽ lập tức bật đèn, hú còi cảnh báo.
Đồng thời thiết bị sẽ tự động gọi đến số điện thoại của chủ gia đình để thông
báo kịp thời, phòng trường hợp chủ nhân không có trong khu vực bị rò khí gas.
Ngoài ra thiết bị được kết nối Internet do đó giá trị khí gas trong môi trường
sẽ được gửi lên web để theo dõi trực tuyến. Đề tài này góp phần ứng dụng IoT
vào cuộc sống giúp các gia đình an tâm hơn trong vấn đề sử dụng gas.
Từ khóa: Gas mornitoring, IoT, MQ-2,
NodeMCU
I. GIỚI THIỆU
Trong cuộc sống hiện đại
ngày nay, khí đốt được sử dụng rộng rãi đặc biệt là khí gas được sử dụng rất phổ
biến từ hộ gia đình, quán ăn, nhà hàng đến các doanh nghiệp. Khí gas đóng vai
trò thực sự quan trọng đối với đời sống. Chính vì vậy, một thực trạng đặt ra rằng
việc sử dụng khí gas có khả năng bị rò rỉ. Trong trường hợp người dùng không
phát hiện kịp thời thì buộc phải hít một lượng khí gas đáng kể ảnh hưởng đến sức
khỏe, thậm chí trường hợp xấu nhất là tử vong nếu ở trong phòng kín. Bên cạnh
đó khả năng cháy nổ rất cao nếu khí gas bị rò trong không gian tiếp xúc với các
chất dễ cháy hay tia lửa nhỏ.
Internet vạn vật (Internet of Things, viết tắt IoT) là một
liên mạng, trong đó các thiết bị, phương tiện vận tải, phòng ốc và các trang
thiết bị khác được nhúng với các bộ phận điện tử, phần mềm, cảm biến, cơ cấu chấp
hành cùng với khả năng kết nối mạng máy tính giúp cho các thiết bị này có thể
thu thập và truyền tải dữ liệu. Các ứng dụng IoT trong giám sát các thiết bị
cho hộ gia đình ngày càng được sử dụng nhiều.
Có nhiều nghiên cứu về lĩnh vực giám sát khí gas đã được
thực hiện. Jolhe, B. D., vàcộng sự [1]
đã đề xuất một hệ thống rò rỉ khí đốt và giám sát tự động mức LPG nơi rò rỉ
khí. Liu, Z. Y. và công sự [2] đã thực hiện đề tài báo động chống trộm thông
minh khu dân cư, báo động khẩn cấp khi có rò rỉ khí độc và hệ thống điều khiển
dựa trên IC89C51.
Kodali, R. K. và đồng sự [3] đã thực hiện đề tài phát hiện
khí gas sử dụng các cảm biến MQ6, MQ4, MQ135 và ESP-32 để cảnh báo khí gas lên
mạng internet.
Suma, V. và các cộng sự [4] đã thiết kế thiết bị phát hiện
khí LPG có chức năng gửi tin nhắn SMS, kết nối wifi, cảnh báo hụ còi.
Spachos, P. Và các cộng sự [5] thiết kế hệ thống giám sát rò rỉ khí để phát hiện và định vị điểm rò rỉ khí trong thời gian thực.
Nhóm tác giả Varma, A. Và
cộng sự [6] phát triển hệ thống phát hiện khí dựa trên Arduino, hệ thống này có
thể phát hiện khí độc, cảnh báo cho các nhân viên.
Nhóm tác giả Banik, A. Và các cộng sự [7] thực hiện hệ thống phát hiện rò rỉ khí LPG, khi mức khí rò rỉ vượt ngưỡng thì thiết
bị sẽ gửi cảnh báo qua SMS.
Trong đề tài này, các tác giả thực hiện thiết kế, thi
công thiết bị giám sát khí gas có các chức năng:
- Theo dõi nồng độ khí
gas trong môi trường và hiển thị lên LCD.
- Thiết bị được kết nối
Internet.
- Nếu phát hiện khí gas
gây nguy hiểm, thiết bị báo động qua đèn, còi để báo động tại chỗ.
- Báo động nguy hiểm rò rỉ khí gas qua SMS và gọi điện
thoại đến số điện thoại đặt trước.
Ứng dụng phát hiện khí gas tự động này giúp an toàn hơn
trong việc sử dụng gas ở hộ gia đình cũng như một số khu vực cần kiểm soát cháy
nổ.
STT
Tên linh kiện
1
Arduino Mega 2560 R3
2
Cảm biến khí gas MQ-2
3
Module ESP8266 NodeMCU
4
Module SIM800L GSM GPRS
5
Module DC
LM2596
6
Màn hình LCD 16x2 tích hợp module I2C
7
Đèn led đơn
11
Jack sạc DC 12V đầu cái
12
Còi Buzzer 5V
Tác giả video:
Trần Hoàng Tuấn
SV D16DTCN Trường Đại Học Thủ Dầu Một
1. Giám Sát Môi Trường Bằng Thiết Bị Bay (Drone) 2. Thiết Kế, Mô Phỏng và Đánh Giá Hiệu Quả Dự Án Trang Trại Điện Mặt Trời Mặt Nước 3. Thiết Kế, Mô Phỏng và Đánh Giá Hiệu Quả Dự Án Trang Trại Điện Mặt Trời Mặt Đất 4. Ứng Dụng IoT Giám Sát Năng Lượng Cho Phòng Thực Hành Máy Điện Trường Đại Học Thủ Dầu Một
The second edition of Renewable and Efficient Electric Power Systems provides a solid, quantitative, practical introduction to a wide range of renewable energy systems. For each topic, essential theoretical background is introduced, practical engineering considerations associated with designing systems and predicting their performance are provided, and methods for evaluating the economics of these systems are presented. While the book focuses on the fastest growing, most promising wind and solar technologies, new material on tidal and wave power, small-scale hydroelectric power, geothermal and biomass systems is introduced. Both supply-side and demand-side technologies are blended in the final chapter, which introduces the emerging smart grid. As the fraction of our power generated by renewable resources increases, the role of demand-side management in helping maintain grid balance is explored.
Renewable energy systems have become mainstream technologies and are now, literally, big business. Throughout this edition, more depth has been provided on the financial analysis of large-scale conventional and renewable energy projects. While grid-connected systems dominate the market today, off-grid systems are beginning to have a significant impact on emerging economies where electricity is a scarce commodity. Considerable attention is paid to the economics of all of these systems.
This edition has been completely rewritten, updated, and reorganized. New material has been presented both in the form of new topics as well as in greater depth in some areas. The section on the fundamentals of electric power has been enhanced, making this edition a much better bridge to the more advanced courses in power that are returning to many electrical engineering programs. This includes an introduction to phasor notation, more emphasis on reactive power as well as real power, more on power converter and inverter electronics, and more material on generator technologies. Realizing that many students, as well as professionals, in this increasingly important field may have modest electrical engineering backgrounds, early chapters develop the skills and knowledge necessary to understand these important topics without the need for supplementary materials.
With numerous completely worked examples throughout, the book has been designed to encourage self-instruction. The book includes worked examples for virtually every topic that lends itself to quantitative analysis. Each chapter ends with a problem set that provides additional practice. This is an essential resource for a mixed audience of engineering and other technology-focused individuals.
Tóm tắt:Bài báo này trình bày về các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho động cơ điện, cơ hội tiết kiệm năng lượng ứng với mỗi giải pháp kỹ thuật. Nghiên cứu cho thấy cơ hội tiết kiệm năng lượng cho động cơ diện là rất lớn. Hơn thế nữa, động cơ điện được sử dụng rộng khắp trong các máy móc công nghiệp với các máy có công suất một vài kW đến hàng MW. Bài báo cũng trình bày những rào cản trong việc thực hiện tiết kiệm năng lượng cho động cơ, đồng thời giúp cho các nhà hoạch định chính sách của các quốc gia trong quá trình xây dựng và thực hiện tiết kiệm năng lượng. Từ khóa: Động Cơ Hiệu Suất Cao, Tiết Kiệm Năng Lượng.
ENERGY EFFCIENCY IN ELECTRIC MOTOR SYSTEMS
ABSTRACT: This paper presents energy saving solutions for electric motors, energy saving opportunity for every technical solution. The study shows that the opportunity to save energy for the motor is very large. Moreover, electric motors are used extensively in industrial machinery, and machines have capacities ranging from a few kilowatts to MW. The study also presents the barriers to achieving energy savings for the engine as well as help policy makers of countries in building and implementing energy efficiency.
Keywords: Efficient Energy Motor; Energy Saving; Motor Energy Savings; Energy Effciency.
1.GIỚI THIỆU
Trong số điện năng tiêu thụ của các động cơ điện thì khu vực công nghiệp chiếm khoảng 60%, còn ở khu vực dịch vụ chiếm 37% lượng tiêu thụ điện công nghiệp toàn cầu[7]. Động cơ điện được dùng rộng rãi trong các quy trình công nghiệp cốt lõi như máy ép, máy cuộn, và các hệ thống phụ trợ như máy khí nén, thông gió hoặc bơm nước. Chúng được sử dụng trong tất cả ngành công nghiệp với nhiều chức năng khác nhau.
Các nghiên cứu cho thấy nhiều tiềm năng trong việc nâng cao hiệu suất năng lượng của các hệ thống động cơ. Những năm gần đây, các nghiên cứu về giải pháp tiết kiệm năng lượng đem lại hiệu quả cao, thời gian hoàn vốn chỉ trong vài năm. Theo thống kê của IEA thì hệ thống động cơ điện tiêu thụ điện năng chiếm hơn 40% tổng năng lượng tiêu thụ điện toàn cầu. Và tiềm năng tiết kiệm điện với các động cơ này lên đến 25%, nếu vậy sẽ giảm được 10% tổng nhu cầu điện của thế giới. Rõ ràng hệ thống động cơ điện là tải tiêu thụ điện nhiều nhất. Vì vậy tiết kiệm năng lượng cho động cơ là rất cần thiết[6].
Tuy nhiên vẫn đang tồn tại những khó khan trong việc triển khai các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho động cơ như thiếu sự quan tâm của các nhà quản lý nhà máy, chi phí đầu tư ban đầu cao khi thay thế các động cơ hiệu suất cao. Trong nhiều trường hợp, khi động cơ bị hư người ta quấn lại, mặc dù động cơ quấn lại thì hiệu suất bị giảm đáng kể.
Để khắc phục những rào cản này, đã có các chính sách được thiết lập ở một số nước như việc ban hành chuẩn năng lượng tối thiểu (minimum energy performance standards) cần có của động cơ điện để cho phép nhập vào thị trường quốc gia. Những điều này đã được thực hiện trong nhiều nước trên thế giới.
Mặc dù chuẩn năng lượng tối thiểu là một biện pháp rất hiệu quả để cải thiện thị phần của động cơ tiết kiệm năng lượng, tuy nhiên chúng không được thiết kế để giải quyết tối ưu của các hệ thống như điều hòa không khí, khí nén, hệ thống lạnh, hệ thống bơm. Đây là những lĩnh vực tiêu hao nhiều nhiên liệu và cơ hội tiết kiệm năng lượng ở khu vực này là rất lớn.
Động cơ điện là thiết bị biến đổi điện năng thành cơ năng, làm các cơ cấu khác chuyển động. Động cơ điện là thiết bị rất phổ biến nhất trong các phụ tải điện và tiêu thụ nhiều điện năng, đặc biệt trong khu vực công nghiệp.
[1] Lê Văn Doanh (chủ biên), Sử Dụng Năng Lượng Tiết Kiệm Và Hiệu Quả, Đại học Bách Khoa Hà Nội, 2010.
[2] Văn Phòng Tiết Kiệm Năng Lượng Việt Nam (VNEEP), Tài liệu Đào tạo Người Quản Lý Năng Lượng, Nxb. Giao Thông Vận Tải, 2012.
[3] Nguyễn Bá Thành, Xây Dựng Hệ Thống Quản Lý Năng Lượng Theo Tiêu Chuẩn ISO 50001: 2011 Cho Doanh Nghiệp, Tạp chí Đại học Thủ Dầu Một, Số 1, trang 52-58.
[4] Nguyễn Xuân Phú – Nguyễn Thế Bảo, Bảo Toàn Năng Lượng Sử Dụng Hợp Lý, Tiết Kiệm Và Hiệu Quả Trong Công Nghiệp, Nxb Khoa học kỹ thuật, 2006.
[5] Trung tâm tiết kiệm năng lượng Tp.HCM (ECC – HCM), Tài liệu học viên Chương trình đào tạo Quản lý năng lượng theo tiêu chuẩn ISO 50001, 2013.
[6] United Nations - Industrial Development Organization, Energy Effciency In Electric Motor Systems, Working Paper 2011.
