Giải pháp giảm phát thải phạm vi 3 cho nhà máy sản xuất

Giảm phát thải Phạm vi 3 thông qua việc ghi lại điện năng tiêu thụ và tổn thất nhiệt năng

Để đạt được các mục tiêu phát thải phạm vi 3 (*1) và đảm bảo phù hợp với các mục tiêu giảm cacbon (hay còn gọi là trung hòa carbon hoặc phát thải carbon bằng 0), việc hiểu rõ tác động sản phẩm của doanh nghiệp đối với môi trường là vô cùng quan trọng.

Trong tương lai, các nhà sản xuất có thể sẽ cần công bố rõ ràng mức tiêu thụ năng lượng của sản phẩm cho người dùng cuối. Đối với các kỹ sư phát triển sản phẩm, việc tối thiểu hóa điện năng tiêu thụ của sản phẩm đang trở thành ưu tiên hàng đầu.

Bài viết này chia sẻ các mẹo giúp kỹ sư phát triển sản phẩm hướng tới việc tuân thủ Phạm vi 3, tập trung vào các kỹ thuật xác định tiêu hao năng lượng trong linh kiện điện tử thông qua việc thu thập dữ liệu dòng điện và nhiệt độ. Ví dụ như việc đo lường trên bộ nguồn chuyển mạch (Switch-mode power supply – SMPS).

*1: Phát thải Phạm vi 1, 2, và 3 là gì?

• Phạm vi 1 (Scope 1): Phát thải trực tiếp từ hoạt động của doanh nghiệp (như đốt nhiên liệu, quy trình sản xuất).
• Phạm vi 2 (Scope 2): Phát thải gián tiếp từ việc sử dụng điện, nhiệt hoặc hơi nước do doanh nghiệp mua từ bên ngoài.
• Phạm vi 3 (Scope 3): Phát thải gián tiếp ngoài Phạm vi 1 và Phạm vi 2 (phát thải của các bên liên quan đến hoạt động của doanh nghiệp).

Bối cảnh

SMPS (bộ nguồn chuyển mạch) cung cấp điện ổn định và phù hợp cho thiết bị điện tử, chuyển đổi hiệu quả nguồn AC thương mại thành nguồn DC điện áp thấp. Để đạt hiệu suất cao, việc kiểm soát và giảm thiểu tiêu hao nhiệt năng là yếu tố then chốt. Vì nhiệt phát sinh tỷ lệ thuận với tổn thất năng lượng, nên việc hạn chế nhiệt phát sinh giúp giảm tiêu thụ năng lượng tổng thể của sản phẩm cuối. Nhờ hiểu rõ mức tiêu thụ dòng điện và lượng nhiệt phát sinh của linh kiện điện tử, ta có thể chủ động thực hiện các biện pháp giảm tiêu thụ năng lượng và giảm phát thải Phạm vi 3.

Thách thức khi giảm điện năng tiêu thụ trong quá trình phát triển sản phẩm

Kỹ sư phát triển sản phẩm thường gặp 3 thách thức sau:

1. Hiểu cách thức tiêu thụ điện trong các chế độ vận hành khác nhau

Trước đây, nhà sản xuất đo lường chỉ số điện năng tiêu thụ của sản phẩm bằng các thiết bị như đồng hồ đo điện. Tuy nhiên, vì chỉ số điện năng tiêu thụ được đo dựa trên chế độ tiêu thụ điện lớn nhất, điều này dẫn tới việc người dùng tính toán ra kết quả sai lệch, thường cao hơn thực tế. Do đó, nhu cầu có dữ liệu tiêu thụ điện ở nhiều chế độ vận hành khác nhau (như standby, vận hành định mức, quá tải) ngày càng tăng.

2. Xác định chính xác vị trí gây tiêu hao năng lượng

Để tối ưu hóa, cần đo đồng thời nhiều thông số liên quan như dòng điện, nhiệt độ và độ rung. Ví dụ như linh kiện trong thiết bị điện tử có dòng điện cao, nhiệt năng sinh ra sẽ lớn. Hiểu được mối quan hệ giữa giá trị dòng điện và nhiệt độ, chúng ta có thể đưa ra giải pháp nhằm giảm thiểu tối đa điện năng tiêu hao.

3. Theo kịp tiến độ phát triển nhanh chóng

Kỹ sư cần thực hiện các bài kiểm tra độ bền, độ tin cậy trong thời gian ngắn, đòi hỏi phải ghi lại nhiều thông số như dòng điện và nhiệt độ cùng lúc để đẩy nhanh quá trình đánh giá, và theo kịp tiến độ phát hành sản phẩm mới.

Giải pháp: Ghi lại dòng điện tiêu thụ và tổn thất nhiệt nhằm giảm phát thải Scope 3

Việc xác định nguyên nhân gây tiêu hao năng lượng là không hề đơn giản. Nhưng việc ghi lại và đánh giá lượng tiêu thụ dòng điện cùng nhiệt độ của các linh kiện điện tử qua thời gian có thể cung cấp . Hioki giới thiệu thiết bị ghi dữ liệu LR8450 và cảm biến dòng điện DC nhỏ gọn, độ chính xác cao CT7812 (hoặc CT7822) giúp ghi lại các thông số như:

• Dòng điện
• Điện áp
• Nhiệt độ
• Độ rung
• Dữ liệu CAN bus

LR8450 và CT7812 (hoặc CT7822) là lựa chọn lý tưởng cho việc đo lường tiêu thụ dòng điện và nhiệt độ nhờ hàng loạt ưu điểm nổi bật sau:

• Độ chính xác cao – cảm biến dòng nhỏ gọn, dễ thao tác

Với thiết kế nhỏ gọn, cảm biến HIOKI CT7812 (2A) và CT7822 (20A) dễ dàng sử dụng trong các không gian hẹp xung quanh thiết bị cấp nguồn. Chỉ cần kẹp vào dây dẫn, không cần cắt dây hay chỉnh sửa thiết bị, giúp tiết kiệm thời gian kết nối và hạn chế ảnh hưởng đến thiết bị. Cảm biến này của HIOKI ứng dụng công nghệ Flux Gate giúp cảm biến ổn định lâu dài, ít thay đổi nhiệt độ, đảm bảo kết quả đo lường chính xác trong thời gian dài.

• Phát hiện tổn thất năng lượng nhanh chóng

Bộ ghi dữ liệu HIOKI LR8450 có thể đo nhiệt độ, độ rung cùng lúc với dòng điện để phát hiện nhanh nguyên nhân gây tổn thất năng lượng. Màn hình hiển thị kết quả đo lường theo thời gian thực giúp nhanh chóng phát hiện và gỡ lỗi, xác minh thiết kế.

• Giải pháp đo lường linh hoạt

Bộ ghi dữ liệu HIOKI LR8450 hỗ trợ nhiều module mở rộng, dễ dàng ghi nhiều loại tín hiệu khác nhau phục vụ nhiều mục đích kiểm tra.

Một số ứng dụng tiêu biểu:

Tổng hợp các cảm biến tương thích với bộ ghi dữ liệu Hioki LR8450

Tổng kết

Giảm phát thải khí nhà kính Phạm vi 3 là mục tiêu to lớn của toàn doanh nghiệp. Các nhà sản xuất có thể chủ động thực hiện trong từng giai đoạn của chu kỳ sản phẩm – bắt đầu từ quá trình sản xuất, bán hàng, sử dụng và loại bỏ. Trong đó, giảm thiểu tối đa điện năng tiêu hao của sản phẩm là một trong những giải pháp các nhà sản xuất linh kiện – thiết bị điện tử được khuyến khích áp dụng.

Bộ ghi dữ liệu Hioki LR8450 kết hợp cùng với các cảm biến được thiết kế để giúp doanh nghiệp theo dõi, đo lường, từ đó phát hiện ra các nguyên nhân gây ra thất thoát điện năng và năng lượng của sản phẩm – linh kiện điện tử. Xem thêm chi tiết các sản phẩm bên dưới.

Nihon Denkei là đại diện phân phối và kỹ thuật chính thức của Hioki tại Việt Nam, phân phối hàng ngàn thiết bị chính hãng, cùng với dịch vụ kỹ thuật uy tín theo tiêu chuẩn Nhật Bản, và quốc tế. Ngoài ra, Nihon Denkei Việt Nam còn là đại diện và nhà phân phối chính thức của hơn 5,000 hãng sản xuất (maker) hàng đầu khác Nhật Bản và trên toàn thế giới. Xem thêm về Nihon Denkei Việt Nam.