Luận Văn: Nghiên Cứu Xây Dựng Hệ Thống Tiết Kiệm Điện Chiếu Sáng Ứng Dụng Mạng Sensor Không Dây

Luận văn tổng kết đề tài KHCN cấp bộ về hệ thống tiết kiệm điện chiếu sáng ứng dụng mạng sensor không dây, hiệu quả và ứng dụng thực tiễn.

• Tác giả: Ths. Trần Văn Tuấn
• Trường học: Bộ Công Thương Viện Nghiên Cứu Điện Tử, Tin Học, Tự Động Hóa
• Chuyên ngành: Hệ thống tiết kiệm điện năng chiếu sáng
• Đề tài: Nghiên cứu xây dựng hệ thống tiết kiệm điện năng chiếu sáng ứng dụng mạng sensor không dây
• Loại tài liệu: báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ cấp bộ
• Năm xuất bản: 2008
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• TÓM TẮT ĐỀ TÀI
• 1. CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU KHẢO SÁT CÁC HỆ ĐIỀU KHIỂN CHIẾU SÁNG MỚI NHẤT
• 1.1. VAI TRÒ CỦA HỆ ĐIỀU KHIỂN CHIẾU SÁNG TRONG GIẢI PHÁP CHIẾU SÁNG HIỆN ĐẠI Ở VIỆT NAM
• 1.2. KHẢO SÁT CÁC HỆ ĐIỀU KHIỂN CHIẾU SÁNG MỚI NHẤT
• 1.2.1. Các hệ điều khiển chiếu sáng mới nhất
• 1.2.2. Cấu trúc của hệ điều khiển chiếu sáng dạng tập trung
• 1.2.3. Các phần tử chấp hành
• 1.2.4. Điều khiển chiếu sáng
• 1.3. TỔNG QUAN CÁC BUS GIAO TIẾP CHO MẠNG ĐIỀU KHIỂN CHIẾU SÁNG
• 1.4. MẠNG SENSOR KHÔNG DÂY VÀ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG VÀO HỆ ĐIỀU KHIỂN CHIẾU SÁNG
• 2. CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG CHO HỆ ĐIỀU KHIỂN CHIẾU SÁNG
• 2.1. THIẾT KẾ HỆ THỐNG
• 2.2. THIẾT KẾ CHẾ TẠO BỘ ĐIỀU KHIỂN TẬP TRUNG DTC
• 2.3. THIẾT KẾ CHẾ TẠO NÚT SENSOR/ACTUATOR KHÔNG DÂY mLCP-8
• 2.4. THIẾT KẾ CHẾ TẠO NÚT TOUCHLIGHT (công tắc điều khiển dạng cảm ứng)
• 2.5. THIẾT KẾ CHẾ TẠO CÁC NÚT SENSOR
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ PHẦN MỀM CHO HỆ ĐIỀU KHIỂN CHIẾU SÁNG
• 3.1. CÔNG CỤ VÀ MÔI TRƯỜNG PHÁT TRIỂN
• 3.2. XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG
• 3.3. PHẦN MỀM TRUYỀN THÔNG KHÔNG DÂY
• 3.3.1. Hệ điều hành hướng sự kiện (event driven scheduler)
• 3.4. PHẦN MỀM ỨNG DỤNG CÁC NÚT
• 3.5. PHẦN MỀM TRÊN BỘ ĐIỀU KHIỂN TẬP TRUNG DTC
• 3.5.1. Tổng quát phần mềm trên DTC
• 3.5.2. Giao diện sử dụng trên DTC
• 3.6. PHẦN MỀM CHO MẠNG SENSOR/ACTUATOR KHÔNG DÂY TRÊN mLCP-8
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC, GIẢI PHÁP ỨNG DỤNG VÀ THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG
• 4.1. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC
• 4.2. MỘT SỐ GIẢI PHÁP ỨNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHIẾU SÁNG
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Hệ thống tiết kiệm điện chiếu sáng

Hệ thống tiết kiệm điện là một giải pháp quan trọng trong việc giảm thiểu năng lượng tiêu thụ, đặc biệt trong lĩnh vực chiếu sáng. Tại Việt Nam, điện năng chiếu sáng chiếm tỷ lệ lớn trong tổng điện năng tiêu thụ, đòi hỏi các giải pháp hiệu quả. Mạng sensor không dây được ứng dụng để tối ưu hóa việc quản lý và điều khiển hệ thống chiếu sáng, giúp tiết kiệm năng lượng đáng kể. Hệ thống này bao gồm các cảm biến ánh sáng, bộ điều khiển trung tâm và các thiết bị chấp hành, tạo thành một hệ thống chiếu sáng thông minh.

1.1. Ứng dụng mạng sensor không dây

Mạng sensor không dây đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối các thiết bị trong hệ thống chiếu sáng. Các cảm biến ánh sáng và cảm biến phát hiện người được tích hợp để tự động điều chỉnh độ sáng hoặc tắt/mở đèn dựa trên nhu cầu sử dụng. Công nghệ này không chỉ giúp tiết kiệm năng lượng mà còn tăng tính linh hoạt và hiệu quả trong quản lý hệ thống chiếu sáng.

1.2. Tự động hóa chiếu sáng

Tự động hóa chiếu sáng là một phần không thể thiếu trong hệ thống tiết kiệm điện. Các giải pháp như điều khiển theo lịch trình, dựa trên độ sáng môi trường hoặc phát hiện người giúp giảm thiểu lãng phí điện năng. Hệ thống này cũng hỗ trợ việc quản lý năng lượng một cách hiệu quả, đặc biệt trong các tòa nhà lớn hoặc khu vực công cộng.

II. Công nghệ chiếu sáng và quản lý năng lượng

Công nghệ chiếu sáng hiện đại tập trung vào việc nâng cao hiệu suất và giảm tiêu thụ năng lượng. Các loại đèn như đèn LED và đèn huỳnh quang compact được ưu tiên sử dụng do khả năng tiết kiệm năng lượng và tuổi thọ cao. Quản lý năng lượng trong hệ thống chiếu sáng được thực hiện thông qua việc tích hợp các bộ điều khiển trung tâm và phần mềm giám sát, giúp tối ưu hóa việc sử dụng điện.

2.1. Công nghệ đèn chiếu sáng

Các loại đèn hiện đại như đèn LED và đèn huỳnh quang compact được sử dụng rộng rãi nhờ khả năng tiết kiệm năng lượng và hiệu suất chiếu sáng cao. Việc thay thế các loại đèn truyền thống bằng các công nghệ mới giúp giảm đáng kể lượng điện tiêu thụ, đồng thời cải thiện chất lượng ánh sáng.

2.2. Phần mềm quản lý năng lượng

Phần mềm quản lý năng lượng đóng vai trò quan trọng trong việc giám sát và điều khiển hệ thống chiếu sáng. Các giải pháp phần mềm cho phép người dùng thiết lập lịch trình, theo dõi tiêu thụ điện và tối ưu hóa hiệu suất sử dụng năng lượng. Điều này giúp đảm bảo hệ thống hoạt động một cách hiệu quả và tiết kiệm.

III. Giải pháp ứng dụng trong thực tế

Hệ thống tiết kiệm điện chiếu sáng ứng dụng mạng sensor không dây đã được triển khai thành công trong nhiều môi trường khác nhau, từ các tòa nhà văn phòng đến khu vực công cộng. Các giải pháp này không chỉ giúp giảm chi phí điện năng mà còn nâng cao chất lượng cuộc sống và bảo vệ môi trường.

3.1. Ứng dụng trong tòa nhà

Trong các tòa nhà, hệ thống chiếu sáng thông minh giúp tự động điều chỉnh ánh sáng theo nhu cầu sử dụng, giảm thiểu lãng phí điện năng. Các cảm biến ánh sáng và cảm biến phát hiện người được tích hợp để đảm bảo ánh sáng luôn phù hợp với môi trường làm việc.

3.2. Ứng dụng trong khu vực công cộng

Tại các khu vực công cộng, hệ thống chiếu sáng tự động giúp tiết kiệm điện năng bằng cách điều chỉnh ánh sáng dựa trên mật độ người và thời gian trong ngày. Điều này không chỉ giảm chi phí mà còn tăng tính an toàn và tiện nghi cho người sử dụng.

Nội dung chính

Nghiên Cứu Xây Dựng Hệ Thống Tiết Kiệm Điện Chiếu Sáng Ứng Dụng Mạng Sensor Không Dây

Tóm tắt nghiên cứu

Đề tài nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ cấp Bộ (Mã số: 187.08RD/HĐ-KHCN) do Viện Nghiên cứu Điện tử, Tin học, Tự động hóa (Bộ Công Thương) chủ trì và ThS. Trần Văn Tuấn làm chủ nhiệm, tập trung giải quyết bài toán cốt lõi: Làm thế nào để xây dựng một nền tảng phần cứng và phần mềm tự chủ cho hệ thống quản lý, điều khiển chiếu sáng thông minh nhằm tiết kiệm điện năng tối đa mà không phụ thuộc vào hệ thống đi dây phức tạp?

Nhóm nghiên cứu đã triển khai phương pháp thiết kế mô-đun hóa đồng bộ từ phần cứng đến firmware, ứng dụng công nghệ mạng cảm biến không dây (Wireless Sensor Network - WSN) trên nền tảng chuẩn ZigBee (IEEE 802.15.4) kết hợp hệ điều hành hướng sự kiện (Event-driven scheduler) trên vi điều khiển họ AVR (ATmega128 và ATmega1281).

Kết quả then chốt của đề tài là chế tạo thành công hệ sinh thái thiết bị hoàn chỉnh gồm: Bộ điều khiển tập trung màn hình cảm ứng DTC (Coordinator), Bộ điều khiển khu vực công suất mLCP-8 (Router), Nút công tắc cảm ứng điện dung TouchLight, cùng hệ thống nút cảm biến không dây đo độ rọi (TSL2550T) và phát hiện chuyển động PIR với thuật toán True Motion Recognition (TMR).

Nghiên cứu mang lại ý nghĩa thực tiễn to lớn: giảm 20% – 40% lượng điện tiêu thụ trong chiếu sáng công nghiệp và dân dụng, loại bỏ 80% chi phí chạy dây tín hiệu, đồng thời đặt nền móng vững chắc cho các giải pháp tự động hóa tòa nhà (BMS/Smart Building) "Make in Vietnam".

---

Bối cảnh và tầm quan trọng

Trong bối cảnh công nghiệp hóa và hiện đại hóa, nhu cầu tiêu thụ năng lượng điện tại Việt Nam tăng trưởng nóng từ 10% – 15% mỗi năm. Thống kê cho thấy, hệ thống chiếu sáng dân dụng và công cộng tiêu tốn khoảng 20% – 25% tổng công suất phát điện quốc gia. Sự lãng phí điện năng diễn ra phổ biến do thói quen vận hành thủ công, quên tắt thiết bị khi không sử dụng và sự thiếu vắng các cơ chế tự động điều tiết độ rọi theo ánh sáng tự nhiên.

                  THỰC TRẠNG & ĐỘNG LỰC NGHIÊN CỨU

Trước đề tài này, hầu hết các hệ thống điều khiển chiếu sáng tự động trên thế giới (như của Honeywell, Douglas, Lutron, GE) đều sử dụng các chuẩn bus hữu tuyến như BACnet, LonWorks, DALI hoặc Modbus. Mặc dù ổn định, các giải pháp có dây này bộc lộ nhiều nhược điểm nghiêm trọng khi triển khai tại Việt Nam: chi phí dây dẫn và nhân công thi công rất cao, can thiệp phá vỡ kết cấu kiến trúc của các công trình hiện hữu và phụ thuộc hoàn toàn vào thiết bị nhập khẩu đắt đỏ.

Khoảng trống nghiên cứu lúc bấy giờ tại Việt Nam là chưa có đơn vị nào nghiên cứu, thiết kế và chế tạo độc lập một hệ sinh thái thiết bị điều khiển chiếu sáng dạng rời tích hợp mạng không dây hoàn chỉnh. Đề tài cấp Bộ 187.08RD/HĐ-KHCN ra đời rất kịp thời, mang tính tiên phong trong việc làm chủ công nghệ WSN, giải quyết đồng thời bài toán giảm tải áp lực cho lưới điện quốc gia, cắt giảm chi phí vận hành cho doanh nghiệp và giảm thiểu phát thải khí nhà kính ($CO_2$).

---

Methodology và approach

Nghiên cứu áp dụng quy trình thiết kế kỹ thuật hệ thống từ dưới lên (Bottom-Up Approach), phối hợp chặt chẽ giữa thiết kế phần cứng công suất thấp (Low-power Hardware), xây dựng kiến trúc ngăn xếp giao thức mạng (Network Protocol Stack) và phát triển phần mềm nhúng quản trị logic.

                    KIẾN TRÚC HỆ THỐNG PHÂN TẦNG

1. Thiết kế kiến trúc mạng và phần cứng

• Mô hình mạng: Lựa chọn cấu trúc hỗn hợp Star-Mesh trên chuẩn ZigBee (IEEE 802.15.4), phân chia vai trò 3 tầng rõ rệt: Coordinator (DTC), Router (mLCP-8) và End Device (các nút cảm biến và công tắc).
• Phần cứng xử lý & truyền thông:
  • Khối điều khiển trung tâm sử dụng vi điều khiển ATmega128 kết hợp bộ nhớ ngoài 128KB và màn hình đồ họa cảm ứng.
  • Module truyền thông không dây tích hợp chip thu phát vô tuyến AT86RF230 hoạt động ở dải tần ISM 2.4GHz kết hợp vi xử lý công suất cực thấp ATmega1281 (chứa ngăn xếp ZigBee PRO dung lượng 80KB).
• Nút chấp hành mLCP-8: Tích hợp 16 rơ-le công suất 10A/220VAC, 8 kênh điều chế độ rộng xung (PWM) phục vụ chức năng Dimmer tăng giảm độ sáng mịn, cùng giao diện công nghiệp RS485 hỗ trợ giao thức Modbus dự phòng.

2. Thiết kế phần mềm và hệ điều hành nhúng

• Hệ điều hành hướng sự kiện (Event-Driven Scheduler): Thay vì sử dụng vòng lặp kiểm tra trạng thái liên tục (Polling) gây lãng phí năng lượng, các nút cảm biến hoạt động dựa trên cơ chế phản hồi sự kiện ngắt. Thiết bị duy trì trạng thái ngủ sâu (Sleep Mode) và chỉ kích hoạt thức dậy (Wake-up trong 15ms) khi phát hiện chuyển động hoặc đến chu kỳ gửi dữ liệu đo độ rọi.
• Mô hình lập lịch Master/Slave: Đảm bảo luồng dữ liệu hai chiều thông suốt, cho phép phân nhóm rơ-le, thiết lập lịch trình chiếu sáng theo thời gian thực (RTC) và đồng hồ thiên văn (tự động tính thời điểm mặt trời mọc/lặn).

---

Phát hiện chính

1. Hiệu suất tiết kiệm điện vượt trội qua phối hợp đa cảm biến

Nghiên cứu chứng minh rằng việc áp dụng đồng thời cảm biến chiếm chỗ PIR và cảm biến đo độ rọi mang lại hiệu quả vượt bậc so với việc chỉ thay thế bóng đèn tiết kiệm điện:

• Tại các không gian có tần suất sử dụng gián đoạn như hành lang, nhà vệ sinh, nhà kho, tỷ lệ tiết kiệm điện đạt từ 45% đến 80%.
• Tại các khu vực làm việc và lớp học, việc duy trì độ rọi chuẩn $\ge 300\text{ lux}$ thông qua cơ chế bù sáng tự nhiên (Daylight Harvesting) kết hợp lập trình thời gian biểu giúp giảm 25% – 46% tổng công suất tiêu thụ.

2. Tối ưu hóa năng lượng cho các nút End-Device chạy pin

Nhờ ứng dụng kiến trúc Event-Driven Scheduler và phần cứng Low-power, các nút cảm biến PIR và đo độ rọi chỉ tiêu thụ dòng điện ở mức micro-ampere ($\mu\text{A}$) khi ở chế độ ngủ. Thời gian chuyển trạng thái từ Sleeping sang Active chỉ mất 15ms, và thời gian truyền gói tin mạng đạt 30ms. Điều này cho phép các cảm biến hoạt động bền bỉ liên tục từ 12 đến 24 tháng chỉ với nguồn pin tiêu chuẩn.

3. Khả năng tự định tuyến và phủ sóng tin cậy

Mạng ZigBee Star-Mesh của đề tài chứng minh tính ổn định cao trong môi trường nhiều vật cản của tòa nhà:

• Khoảng cách truyền thông tin cậy không vật cản đạt từ 70m đến 300m.
• Mạng hỗ trợ cấu hình 1 Coordinator quản lý trực tiếp tới 32 Router và mỗi Router quản lý tới 64 End Devices, đáp ứng hoàn toàn quy mô của một tòa nhà văn phòng hoặc nhà xưởng nhiều tầng.

4. Khả năng chống báo động giả với công nghệ PIR TMR

Cảm biến chiếm chỗ không dây sử dụng biến tử PIR kết hợp thuật toán True Motion Recognition (TMR) và bộ lọc 3 cấp độ giúp loại bỏ hoàn toàn các tác động kích hoạt sai do nhiễu nhiệt môi trường, luồng gió điều hòa hoặc súc vật nhỏ, giải quyết triệt để điểm yếu cố hữu của các loại cảm biến chuyển động giá rẻ trên thị trường.

---

Đóng góp khoa học

Trụ cột	Chi tiết đóng góp
Đóng góp lý thuyết	• Chuẩn hóa mô hình phân tầng ISO-OSI rút gọn cho mạng điều khiển chiếu sáng WSN. • Làm sáng tỏ cơ chế cân bằng năng lượng và điều phối thời gian thực trong mạng cảm biến không dây công suất thấp.
Đổi mới phương pháp	• Tích hợp thành công ngăn xếp ZigBee PRO với hệ điều hành hướng sự kiện trên vi điều khiển AVR. • Phương pháp thiết kế đa phương thức: kết hợp giao tiếp vô tuyến RF và bus công nghiệp RS485 Modbus trên cùng một nút chấp hành.
Giá trị thực tiễn	• Chế tạo trọn bộ sản phẩm phần cứng "Make in Vietnam" với chi phí sản xuất chỉ bằng 40% – 50% so với giải pháp nhập ngoại. • Khả năng triển khai "Plug-and-Play", không cần đục tường đi dây, rút ngắn thời gian thi công từ vài tuần xuống vài giờ.
Ý nghĩa chính sách	• Cung cấp luận cứ kỹ thuật và giải pháp công nghệ phục vụ Chương trình Mục tiêu Quốc gia về Sử dụng Năng lượng Tiết kiệm và Hiệu quả (VNEEP).

---

Đối tượng quan tâm

Nghiên cứu này mang lại giá trị chuyên sâu và lợi ích thiết thực cho nhiều nhóm đối tượng:

• Kỹ sư Tự động hóa, IoT và Hệ thống nhúng: Tài liệu tham khảo giá trị về kỹ thuật thiết kế phần cứng Low-power, cách thức porting ngăn xếp giao thức ZigBee và kiến trúc phần mềm Event-driven trên MCU 8-bit/32-bit.
• Ban quản lý tòa nhà, Kỹ sư M&E và Doanh nghiệp sản xuất: Cung cấp phương án kỹ thuật khả thi để hiện đại hóa hệ thống chiếu sáng nhà xưởng, văn phòng nhằm cắt giảm tức thì chi phí hóa đơn tiền điện hàng tháng và tối ưu hóa chi phí bảo trì.
• Kiến trúc sư và Nhà thầu công trình xanh: Giải pháp đáp ứng các tiêu chuẩn công trình tiết kiệm năng lượng (như LOTUS, LEED, Green Mark), dễ dàng lắp đặt cho các dự án bảo tồn kiến trúc hoặc cải tạo công trình cũ mà không làm ảnh hưởng đến thẩm mỹ kết cấu.
• Các nhà hoạch định chính sách năng lượng: Dữ liệu thực nghiệm giúp xây dựng các quy chuẩn kỹ thuật và định mức tiêu thụ năng lượng chiếu sáng trong các công trình công cộng.

---

FAQ (Câu hỏi thường gặp)

1. Phát hiện quan trọng nhất của đề tài là gì?

Đề tài đã chứng minh việc kết hợp mạng cảm biến không dây ZigBee với hệ điều hành hướng sự kiện có thể thay thế hoàn toàn hệ thống dây điều khiển truyền thống, giúp tiết kiệm từ 25% đến 80% năng lượng chiếu sáng mà vẫn đảm bảo độ tin cậy và tiện nghi cao.

2. Mạng ZigBee trong nghiên cứu có ưu thế gì so với Wi-Fi và Bluetooth?

So với Wi-Fi (tiêu thụ điện lớn, chỉ duy trì pin theo giờ) và Bluetooth (bán kính hẹp 10m, giới hạn số nút), ZigBee tiêu thụ cực ít năng lượng (pin dùng theo năm), độ trễ cực thấp (30ms), tầm phủ sóng xa (70m – 300m) và hỗ trợ mở rộng mạng mắt lưới quy mô lớn lên đến hàng nghìn nút.

3. Tuổi thọ pin của các nút cảm biến không dây được đảm bảo như thế nào?

Các nút End-Device sử dụng kiến trúc Low-power hardware kết hợp Event-Driven Scheduler. Thiết bị ngủ sâu phần lớn thời gian và chỉ kích hoạt trong 15ms khi có sự kiện thay đổi trạng thái, giúp kéo dài thời lượng pin lên đến 1 – 2 năm sử dụng liên tục.

4. Hệ thống có thể mở rộng hoặc kết nối với hệ thống BMS tòa nhà không?

Hoàn toàn có thể. Bộ chấp hành mLCP-8 được trang bị sẵn cổng truyền thông nối tiếp RS485 hỗ trợ chuẩn công nghiệp Modbus, đồng thời hệ thống có thể kết nối với mạng Ethernet thông qua Gateway trung gian để giám sát từ xa qua máy tính.

5. Thời gian thu hồi vốn đầu tư (ROI) của hệ thống là bao lâu?

Dựa trên tính toán tiết kiệm năng lượng thực tế và chi phí sản xuất thiết bị trong nước, thời gian hoàn vốn đầu tư của hệ thống ước tính dao động từ 1 đến 3 năm, tùy thuộc vào quy mô và mật độ phụ tải chiếu sáng của công trình.

---

Kết luận

Đề tài nghiên cứu mã số 187.08RD/HĐ-KHCN của Viện Nghiên cứu Điện tử, Tin học, Tự động hóa đã khẳng định năng lực tự chủ công nghệ cao của các nhà khoa học Việt Nam trong lĩnh vực mạng cảm biến không dây và tự động hóa chiếu sáng.

Trong tương lai, hệ thống có thể được nâng cấp mở rộng bằng cách tích hợp vi xử lý 32-bit (ARM Cortex-M), bổ sung kết nối Internet/Cloud (IoT Gateway tiêu chuẩn) và ứng dụng thuật toán Trí tuệ nhân tạo (AI/Machine Learning) nhằm tự động học thói quen người dùng để tối ưu hóa năng lượng ở mức độ sâu hơn. Các doanh nghiệp, chủ đầu tư và cơ quan công quyền cần nhanh chóng đẩy mạnh ứng dụng các giải pháp điều khiển chiếu sáng thông minh không dây này vào thực tiễn sản xuất và đời sống, góp phần hiện thực hóa mục tiêu quốc gia về phát triển bền vững và chuyển dịch năng lượng xanh.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU KHẢO SÁT CÁC HỆ ĐIỀU KHIỂN CHIẾU SÁNG MỚI NHẤT 1.1 VAI TRÒ CỦA HỆ ĐIỀU KHIỂN CHIẾU SÁNG TRONG GIẢI PHÁP CHIẾU SÁNG HIỆN ĐẠI Ở VIỆT NAM Theo số liệu thống kê, với dân số 85 triệu người, cả nước ta đang sử dụng khoảng 55 đến 60 triệu bóng đèn trong chiếu sáng dân dụng. Lượng thiết bị chiếu sáng khổng lồ này cộng với hệ thống chiếu sáng công cộng khắp trên cả nước tiêu thụ khoảng 20 - 25% tổng công suất của các nhà máy phát điện và có chiều hướng gia tăng khoảng 10 - 15% hàng năm. Trong khi đó, hiện nay ngành điện Việt Nam chưa cung cấp đủ nhu cầu sử dụng của xã hội và vẫn phải nhập khẩu điện từ Trung Quốc. Tập đoàn điện lực Việt Nam luôn phải khắc phục sự thiếu hụt điện năng bằng cách cắt điện luân phiên cũng như yêu cầu các hộ tiêu thụ sử dụng điện tiết kiệm.

Trước thự tế đó, vấn đề tiết kiệm điện trong chiếu sáng đã trở nên hết sức cấp thiết và đóng vai trò rất quan trọng trong việc sử dụng và khai thác hợp lý các tài nguyên thiên nhiên của đất nước, góp phần bảo vệ môi trường. Để giảm bớt năng lượng điện trong chiếu sáng, cần một giải pháp tổng thể từ khâu sản xuất và cung ứng các thiết bị chiếu sáng, đến các biện pháp khoa học trong tiêu dùng, đồng thời giáo dục ý thức tiết kiệm trong cộng đồng. Trong các vấn đề trên, việc nâng cao chất lượng và hiệu quả chiếu sáng và sử dụng nguồn điện năng một cách hợp lý, tiết kiệm, tránh lãng phí là vấn đề quan trọng nhất và mang tính cấp thiết. Để thực hiện triệt để việc tiết kiệm điện trong chiếu sáng, ta cần thiết phải thực hiện đồng bộ 3 yếu tố: · Sử dụng các loại bóng đèn có hiệu suất chiếu sáng cao để tiết kiệm điện.

Các loại ánh sáng tạo ra từ bóng đèn phải thích hợp, đúng nhu cầu sử dụng. Phương pháp hiệu quả nhất là thay thế sử dụng bóng đèn sợi đốt, tiêu thụ nhiều điện năng sang sử dụng bóng đèn huỳnh quang compact có tính năng tiết kiệm điện 80% và độ bền hơn 6 lần so với bóng đèn sợi đốt hoặc sử dụng nhiều chủng loại đèn huỳnh quang có hiệu suất chiếu sáng cao. Các sản phẩm bóng đèn tiết kiệm điện có màu sắc phù hợp với thị lực của mắt. · Hệ thống chiếu sáng phải phân bổ các điểm sáng đồng đều, bảo đảm trên bề mặt phẳng làm việc một độ rọi đồng đều và đạt tối thiểu từ 300 lux trở lên.

Để đạt được điều này, việc sử dụng một hệ thống máng đèn, chao chụp hợp lý góp phần phân bổ lại độ sáng trong phòng. Nhưng để đạt được mục đích điều chỉnh độ sáng theo mục đích sử dụng, theo yêu cầu chiếu sáng như độ sáng cần thiết trong phòng học, phòng làm việc sẽ khác với độ sáng tại các hành lang, tiền sảnh, sân vườn, ta cần có một hệ thống điều khiển chiếu sáng sử dụng một hệ 1 ĐỀ TÀI CB 187.08RD/HĐ-KHCN thống các sensor đo độ sáng, các bộ điều chỉnh độ sáng (dimmer) đảm bảo môi trường lao động an toàn, tiết kiệm. · Cuối cùng là nguồn sáng của bóng đèn cần được sử dụng đúng mục đích, đúng thời điểm, đúng nhu cầu như chỉ chiếu sáng khi có người sử dụng, tránh lãng phí, hạn chế các trường hợp hao phí điện năng do người sử dụng quên tắt đèn,… Do đó, các tòa nhà nên sử dụng một hệ thống điều khiển chiếu (tắt/mở điều khiển độ sáng) cho phép người dùng đặt các chế độ hoạt động theo từng nhu cầu sử dụng một cách tự động, giúp giảm thiểu lãng phí điện năng trong sử dụng.