Với những tính năng vượt trội về mức sử dụng năng lượng thấp, tuổi thọ cao, đặc biệt cho phép điều khiển độ sáng một cách linh hoạt và hiệu quả, đèn LED đang là lựa chọn tốt nhất trong việc thiết kế lắp đặt hay cải tiến hệ thống chiếu sáng nói chung và hệ thống chiếu sáng công cộng (CSCC) nói riêng. Việc sử dụng đèn LED trong hệ thống chiếu sáng đường phố không chỉ giảm chi phí vận hành, giảm năng lượng tiêu thụ mà còn đóng góp quan trọng trong giải quyết các vấn đề về biến đổi khí hậu và sử dụng hiệu quả các nguồn lực. Do đó, ngày càng có nhiều thành phố thực hiện các giải pháp sử dụng đèn LED cho hệ thống CSCC, đảm bảo thân thiện môi trường và tiết kiệm năng lượng mà không làm giảm chất lượng chiếu sáng.
Tuy nhiên, việc triển khai thay thế đèn CSCC bằng đèn LED còn gặp nhiều khó khăn như giá thành đèn LED còn cao; tiêu chuẩn kỹ thuật đèn LED CSCC chưa được ban hành đầy đủ; việc chuyển đổi từ đèn truyền thống sang đèn LED chưa được xây dựng một cách khoa học;…
Với đề tài này, nhóm nghiên cứu đã thành công trong việc hệ thống hóa các tiêu chuẩn cho đèn LED và chiếu sáng đường phố cũng như xây dựng được phương pháp luận về tính toán thiết kế chiếu sáng đường phố; đưa ra các quy trình đo đạc, kiểm tra khi chuyển từ hệ thống chiếu sáng truyền thống sang chiếu sáng sử dụng LED trong điều kiện Việt Nam.
Cụ thể là đạt được các sản phẩm chính, gồm: tiêu chuẩn về đèn LED trong CSCC (quang hiệu, độ rọi, độ chói, chỉ số màu); quy trình, tiêu chuẩn trong thiết kế hệ thống CSCC với nguồn sáng là đèn LED (bộ bảng vẽ các loại mặt cắt ngang đường điển hình, bố trí trụ, mẫu định hình trụ, cần đèn, móng trụ,…); bảng tra phục vụ thiết kế CSCC (tra cứu quy mô lắp đặt cho từng loại đường và loại đường dùng đèn LED); quy trình đo đạc, thử nghiệm khi chuyển từ đèn truyền thống sang đèn LED (đáp ứng theo quy định của Bộ Xây dựng về CSCC).
Nhóm nghiên cứu cũng đề xuất 4 nhóm đường cùng với 3 nhóm đèn LED có công suất phổ biến để áp dụng vào thiết kế chiếu sáng đường phố. Qua đó thể hiện được việc bố trí trụ đèn, khoảng cách phù hợp cho từng loại đường cũng như từng loại đèn khác nhau. Đồng thời đề xuất hệ thống CSCC thông minh, đưa ra các chuẩn giao tiếp, điều khiển của hệ thống chiếu sáng thông minh và xây dựng thực nghiệm hệ thống chiếu sáng để chứng minh tính khả thi khi thay thế đèn truyền thống bằng đèn LED.
Hệ thống thực nghiệm chiếu sáng thông minh được xây dựng trên 3 tuyến đường gồm: đường Lê Quý Đôn – Khu Đô thị Đại học Quốc gia (tuyến đường có mật độ giao thông đông đúc); đường N1 – Khu Công nghệ cao TP.HCM (mật độ giao thông bình thường, chỉ đông đúc vào giờ cao điểm); đường H6 – Trường Đại học Bách Khoa cơ sở 2 (là tuyến đường nội bộ, mật độ giao thông thấp, chỉ phục vụ cho người đi bộ). Nhóm nghiên cứu đã thay thế các bóng HPS bằng đèn LED ở 3 tuyến đường này và tiến hành các phép đo đạc, so sánh.
Kết quả cho thấy, việc thay thế 24 đèn cao áp 250W HPS sang 12 đèn LED công suất 150W và 12 đèn 120W có điều khiển dimming của đường Lê Quý Đôn đã giúp: tiết kiệm 69,2% và 75,26% điện năng tiêu thụ; tiết kiệm 19.818.536 và 21.593.330 VNĐ hàng năm cho điện năng tiêu thụ; giảm được lượng khí thải 6,36 tấn/năm và 9,51 tấn/năm. Đối với đường H6 – ĐHBK, việc thay thế 8 đèn cao áp 250W HPS sang 8 đèn LED công suất 70W có điều khiển dimming giúp tiết kiệm 79,55% điện năng tiêu thụ; tiết kiệm 15.217.217 VNĐ hàng năm cho điện năng tiêu thụ và giảm lượng khí thải 6,7 tấn/năm. Đối với đường N1-Khu Công nghệ cao, việc thay thế 15 đèn cao áp 250W HPS sang 15 đèn LED công suất 70W có điều khiển dimming giúp tiết kiệm 79,55% điện năng tiêu thụ; tiết kiệm 28.532.282 VNĐ hàng năm cho điện năng tiêu thụ và giảm lượng khí thải 12,57 tấn/năm.
Theo số liệu của Sở Giao thông Vận tải TP.HCM, hiện nay Sở đang quản lý gần 161.400 bộ đèn CSCC. Phần lớn trong số đó là các đèn HPS khác nhau với công suất từ 50W đến 400W. Cơ cấu các loại đèn chiếu sáng như vậy khiến cho ngân sách tiêu tốn cho chiếu sáng công cộng rất lớn. Điện năng cho CSCC của TP.HCM trong năm 2017 lên tới 93 triệu kWh, tương đương với 180 tỷ đồng.
Vì vậy, các kết quả của đề tài sẽ đem lại một cơ sở khoa học cho việc thay thế đèn truyền thống bằng đèn LED trong CSCC ở TP.HCM. Đồng thời có thể áp dụng hệ thống chiếu sáng đường phố thông minh, là một trong những nền tảng cho thành phố thông minh. Việc ứng dụng kết quả nghiên cứu này sẽ giúp ích cho công tác quy hoạch, xây dựng đồng bộ, thiết kế hệ thống CSCC/chiếu sáng đường phố sử dụng LED; góp phần tiết kiệm năng lượng, cải thiện đáng kể so với ánh sáng truyền thống, giảm chi phí vận hành, bảo dưỡng, đảm bảo mỹ quan đô thị, an toàn giao thông và bảo vệ môi trường.
Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu đề tài tại Trung tâm Thông tin và Thống kê Khoa học và Công nghệ (CESTI).
Lam Vân (CESTI)