Máy nước nóng năng lượng mặt trời

Khoảng mấy tháng trước tôi muốn mua một máy nước năng lượng mặt trời để dùng cho gia đình. Trước khi tìm kiếm các thông tin về các loại sản phẩm, tôi thấy rằng thông tin này có rất ít và không khoa học khiến cho việc lựa chọn khá khó khăn, vậy nên qua bài viết này tôi hi vọng sẽ giúp đỡ được những ai muốn tìm hiểu về máy nước nóng năng lượng mặt trời hoặc đang muốn tìm mua một loại phù hợp.

Máy nước nóng năng lượng mặt trời là loại thiết bị sử dụng năng lượng mặt trời để đun nước nóng lên để sử dụng cho sinh hoạt (tắm rửa) hoặc cho mục đích khác cần dùng nước nóng. Do sử dụng năng lượng mặt trời nên nó không tiêu tốn điện năng như các bình nước nóng chạy điện thường thấy.

Ưu nhược điểm

Khoan nói đến các loại máy nước nóng khác nhau, ở đây tôi so sánh giữa máy nước nóng năng lượng mặt trời với bình nước nóng chạy điện - vì hai thiết bị này khác hẳn nhau về nguyên lý hoạt động cũng như loại năng lượng mà nó sử dụng.

Về ưu điểm:

• Chắc chắn máy nước nóng năng lượng mặt trời có ưu điểm rõ rệt về mặt năng lượng. Năng lượng mặt trời là loại hình năng lượng xanh và không mất phí sử dụng, còn bình nước nóng chạy điện thì chắc chắn phải trả tiền điện theo hoá đơn tháng. Với công suất thường thấy nhất của bình nước nóng chạy điện là 2500W, có nghĩa là nó hoạt động mỗi 15 phút sẽ tiêu tốn 1 Kwh điện (tức 1 số điện), vậy ước tính trung bình một người tắm sẽ mất khoảng 1-2 số vào mùa hè hoặc 3-5 số vào mùa đông.
• An toàn khi sử dụng: Do không sử dụng điện năng nên máy nước nóng năng lượng mặt trời tuyệt đối không gây ra giật điện cho người sử dụng.
• Trang điểm cho ngôi nhà của bạn: Đây là ưu điểm khá lý thú :). Theo một số thống kê không chính thức thì một số nơi tỷ lệ người dân lắp máy nước nóng năng lượng mặt trời chiếm đến 60% tổng số nhà xây. Việc lắp đặt các thiết bị năng lượng mặt trời sẽ làm cho ngôi nhà bạn thêm đẹp hơn, được tôn trọng hơn - ít nhất là đối với những người phương Tây nhìn thấy :)

Nhược điểm của máy nước nóng năng lượng mặt trời:

• Chi phí đầu tư ban đầu cao hơn
• Việc lắp đặt khó khăn hơn và đòi hỏi các yêu cầu nhất định về vị trí lắp
• Chỉ sử dụng được trong điều kiện có ánh nắng mặt trời.

Nếu chỉ nhìn đơn giản như trên thì có vẻ như nó có nhiều nhược điểm hơn ưu điểm? Điều này thì còn tuỳ thuộc vào nhiều yếu tố như địa phương nơi bạn sống có tỷ lệ ngày trời nắng là bao nhiều phần trong năm, hoặc như loại thiết bị nào để tính khấu hao sử dụng trong bài toán kinh tế liên quan đến chi phí đầu tư ban đầu.

Các loại máy nước nóng năng lượng mặt trời

Máy nước nóng năng lượng mặt trời cũng có đến vài loại khác nhau, mỗi loại có giá thành và nguyên lý hoạt động khác nhau. Trong cùng một loại lại có nhiều loại máy nước nóng năng lượng mặt trời có dung tích khác nhau. Dưới đây xin trình bày từng loại máy năng lượng mặt trời và nguyên lý hoạt động của nó:

Máy nước nóng năng lượng mặt trời ống chân không

Máy nước nóng năng lượng mặt trời dạng ống là loại được sử dụng nhiều nhất hiện nay do chúng có giá thành rẻ và là loại ra đời sớm nhất so với các loại được so sánh trong bài viết này. 

Cấu tạo của máy nước nóng năng lượng mặt trời dạng ống được thể hiện như hình (cắt) sau:

Cấu tạo máy nước nóng năng lượng mặt trời dạng ống

Các thành phần chính của máy nước nóng năng lượng mặt trời dạng ống bao gồm:

• Bồn chứa nước nóng (tank) được bọc bảo ôn cách nhiệt. Bên trong bồn chứa thường có cấu tạo bằng thép chống rỉ (inox). Lớp vỏ bên ngoài của bồn có thể làm bằng thép chống rỉ (thông thường hoặc SUS304), hợp kim nhôm hoặc thép mạ và sơn để chống tác động ăn mòn của không khí. Giữa hai lớp ruột trong và vỏ ngoài được chứa một lớp vật liệu cách nhiệt. Ba lớp này được đục các lỗ đồng bộ để gắn ống hoặc các đường nước đầu vào, đầu ra, đường thoát khí.

  

  Ống thuỷ tinh chân không

• Ống thuỷ tinh chân không: dùng để nhận nhiệt từ ánh nắng mặt trời. Cấu tạo ống giống như một ống nghiệm thuỷ tinh hai lớp, bên trong được rút hết không khí, lớp thuỷ tinh phía ngoài của ống trong được tráng các vật liệu hấp thụ nhiệt từ ánh nắng mặt trời. Một đầu ống kín, đầu kia ống hở để có thể chứa nước bên trong.
• Hệ thống giá đỡ, chân đế...dùng để đỡ hai hệ thống chính nêu trên. Hệ giá đỡ có thể tháo lắp và chuyển đổi cấu trúc để có thể lắp trên mặt phẳng hoặc trên mái nghiêng. Thông thường hệ thống giá đỡ được làm bằng inox, một số nhà sản xuất khác có thể chế tạo chúng bằng hợp kim nhôm, bằng thép kết hợp với sơn để chống tác động của môi trường trong thời gian dài.

Nguyên lý hoạt động: 

Các ống thuỷ tinh chân không được gắn với bồn nước nóng thông qua hàng lỗ trên thân bồn. Sau khi cấp nước vào bồn thì nước sẽ tràn vào và điền đầy toàn bộ phần thành trong của ống thuỷ tinh chân không. Do được đặt dốc một góc so với phương nằm ngang (điều này là bắt buộc) nên những bọt khí sẽ tự động di chuyển lên trên để nước đảm bảo điền đầy bên trong ống này. Ban đầu, khi chưa có ánh nắng mặt trời thì nhiệt độ của nước trong ống sẽ bằng nhiệt độ của nước trong bồn chứa. 

Vào thời điểm ban ngày - khi có ánh nắng mặt trời, ánh nắng sẽ chiếu xuyên qua lớp thuỷ tinh thành ngoài, vào mặt ngoài của thành trong ống thuỷ tinh chân không - nơi có chứa các lớp vật liệu hấp thụ nhiệt - làm cho ống thuỷ tinh phía trong nóng lên và truyền nhiệt vào nước chứa bên trong nó.

Do được truyền nhiệt, nước bên trong ống thuỷ tinh chân không sẽ nóng lên. Với tính chất của chất lỏng có nhiệt độ cao sẽ có xu hướng di chuyển lên trên, nhiệt độ thấp di chuyển xuống dưới nên nước nóng trong ống sẽ di chuyển lên trên vào bồn chứa, phần nước lạnh hơn bên trong bồn chứa sẽ di chuyển xuống dưới ống như hình sau:

Nguyên lý hoạt động bồn nước nóng NLMT dạng ống

Sự di chuyển nước nóng và lạnh được phân thành từng lớp tương tự như hình minh hoạ trên bởi ống thuỷ tinh chân không chỉ được chiếu sáng ở một phía (phía mặt trời), cho dù có tấm quản quang ở dưới các hệ thống ống thì phần phía dưới vẫn có nhiệt độ thấp hơn so với phần hướng về mặt trời của ống.

Quá trình đun nóng nước sẽ tiếp diễn liên tục cho tới khi nhiệt độ của toàn bộ nước trong bồn và ống thuỷ tinh chân không là đều nhau, khi đó do không có sự chênh lệch nhiệt độ nên sẽ không có sự di chuyển của nước (hoặc sự truyền nhiệt của nước) trong ống.

Nếu như trong quá trình đung nóng nước, người sử dụng vặn vòi nước ở đầu ra, nước nóng sẽ thoát ra ngoài bồn theo số lượng tuỳ thuộc vào người sử dụng. Lượng nước nóng thoát ra khỏi bồn bao nhiêu sẽ có một lượng nước lạnh được cấp vào bồn bấy nhiêu. Khi có nước lạnh vào bồn, chúng sẽ được truyền nhiệt từ nước nóng sang làm cho nhiệt độ của bồn chứa thấp hơn nhiệt độ trong lòng ống thuỷ tinh chân không, và quá trình đun nước lại tiếp tục.

Bạn có lo lắng rằng nhiệt truyền từ ánh nắng vào các ống chân không, vậy chúng có thể truyền ngược trở lại môi trường hay không?

Nếu như chỉ có các thành ống trong và thành ngoài mà không có sự rút không khí giữa chúng thì chắc chắn rằng năng lượng nhiệt sau khi đã truyền vào lớp hấp thụ nhiệt sẽ truyền nhiệt theo kiểu đối lưu ra lớp không khí giữa hai thành ống, rồi truyền ra lớp thuỷ tinh thành ngoài và ra môi trường. Để ngăn chặn hiện tượng này thì người ta đã hút hết không khí giữa hai lớp thành ống đó (giống như đã làm với ruột chiếc phích chứa nước mà ta sử dụng hàng ngày). Như vậy khi hoạt động, năng lượng mặt trời sẽ bức xạ nhiệt vào lớp hấp thụ nhiệt tại thành ngoài của ống phía trong (chính cách thức này đã truyền năng lượng từ mặt trời đến trái đất mà không cần phải qua một lớp không khí gì cả). Điều này sẽ giải thích tại sao khi máy nước nóng năng lượng mặt trời hoạt động, ta sờ vào thành ngoài của ống thuỷ tinh chân không sẽ thấy không nóng một chút nào.

Máy nước nóng năng lượng mặt trời ống dầu

Ống thường (trái) và ống dầu (phải)

Máy nước nóng năng lượng mặt trời ống dầu có cấu tạo hệt như như máy nước nóng năng lượng mặt trời ống chân không nêu trên nhưng chỉ khác tại phần ống hấp thụ nhiệt. Thực ra có thể không phân biệt ra thành hai loại máy ống chân không và ống dầu nếu như tôi không có ý định khuyến khích bạn sử dụng loại ống dầu này do những ưu điểm của nó.

Bây giờ, bạn nhìn sang hình chú thích bên phải những dòng này, bạn sẽ thấy hai loại ống mà tôi muốn so sánh, ống bên trái chính là ống chân không thuộc loại máy nước nóng năng lượng mặt trời nêu phái trên, còn bên phải nó là ống dầu. Ta có thể thấy sự khác biệt là ống dầu có thêm một phần thuỷ tinh nhô ra ngoài và bọc kín không gian trong lòng nó không cho nước chui vào. Vậy thì nhiệt được truyền như thế nào khi nước không chui vào ống trong quá trình máy nước nóng năng lượng mặt trời làm việc?

Ở khoảng trống bên trong của ống dầu, người ta cho vào một lượng dầu chuyên dụng (cỡ một vài thìa cà phê). Loại dầu này có đặc tính cơ bản là nhiệt độ sôi rất thấp - cỡ khoảng 30 độ C.

Khi ánh nắng chiếu vào ống, cũng như loại trên, nhiệt được truyền từ lớp hấp thụ nhiệt trên thành của ống phía trong truyền vào dầu chứa trong ống. Do dầu có nhiệt độ bay hơi thấp nên chúng sẽ bốc hơi về phía đầu trên của ống. Tại đầu này (phần nhô ra như trong hình) được cắm ngập trong bồn chứa nước sẽ truyền nhiệt cho nước, sau khi truyền nhiệt chúng hơi dầu bị lạnh đi và ngưng tụ thành giọt, chảy xuống phía dưới. Các giọt dầu bị ngưng tụ lại nhận nhiệt từ ống và bốc hơi...cứ như thế quá trình hấp thụ nhiệt, truyền nhiệt xảy ra liên tục thông qua môi chất dầu chứa trong lòng ống.

Giữa hai lớp ống trong và ngoài của ống dầu cũng được hút chân không giống như ống thường, lớp hấp thụ nhiệt cũng vậy - có thể giống ống thông thường - tuy nhiên vì là thế hệ sau nên nó đã được cải tiến đi để tăng hiệu quả (do vậy thông thường nhìn màu sắc chúng khác nhau). Nếu như do quá trình lắp ráp máy nước nóng năng lượng mặt trời bị sơ suất, làm vỡ phần đầu ống thì nước sẽ tràn vào phía trong lòng ống, khi đó ống dầu sẽ hoàn toàn biến thành loại ống hấp thụ nhiệt thông thường.

Ưu điểm của ống dầu là gì mà tôi muốn khuyến cáo các bạn nên sử dụng?
- Truyền nhiệt nhanh và hiệu quả hơn ống thông thường: Vì sử dụng môi chất trung gian có nhiệt độ bốc hơi thấp nên quá trình truyền nhiệt có thể diễn ra sớm hơn và kết thúc muộn hơn so với sử dụng nước bên trong lòng ống (để truyền nhiệt). Lý giải điều này như sau: Nếu như ánh nắng yếu chỉ có thể truyền nhiệt cho ống làm cho lớp hấp thụ nhiệt trong ống nóng lên đến nhiệt độ khoảng 35 độ C (hoặc thấp hơn, miễn là nhiệt độ này cao hơn nhiệt độ bốc hơi của dầu trong ống) thì đối với nước, chúng chỉ có thể nâng nhiệt độ nước trong ống lên 35 độ C, tuy nhiên đối với ống dầu thì nhiệt nhiệt độ này đủ cho dầu bốc hơi, bay lên phía đầu ống và truyền nhiệt cho nước. Do việc truyền nhiệt này không phụ thuộc vào nhiệt độ nên quá trình diễn ra liên tục cho đến khi nào nhiệt độ của nước tăng lên cao đến mức cân bằng với lượng nhiệt thoát ra. Như vậy có thể thấy rằng nhiệt độ phần hấp thụ nhiệt dù có thấp (cỡ 35 độ như ví dụ) cũng có thể làm cho nước nóng lên (cỡ 80 độ hoặc hơn) nếu như vẫn có ánh nắng cường độ yếu như vậy - điều này là không thể xảy ra đối với ống thường.

- Tiếp tục truyền nhiệt ngay cả khi tắt nắng: Nếu như vào thời điểm tắt nắng, ống thông thường sẽ ngừng quá trình truyền nhiệt thì đối với ống dầu, nhiệt vẫn được truyền vào bồn nước cho đến khi lớp hấp thụ nhiệt bên trong của nó nguội đi đến nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ bốc hơi của dầu. Điều này khá thuận lợi khi tôi đi làm về vào lúc gần tắt nắng và bắt đầu tắm thì sau khi tắm xong, máy nước nóng vẫn tiếp tục nung nóng nước dành cho những người sử dụng sau.

- Không gây đóng cặn, rêu-nhớt trong lòng ống: Với loại ống thông thường, nếu như nguồn nước có cặn bẩn hoặc có vi sinh vật thì sau khoảng 1-2 năm sử dụng sẽ bị giảm hiệu suất. Cặn bẩn khi vào bồn nước sẽ dần tích tụ phía dưới của ống hấp thụ nhiệt và không thể tự chui ra nếu không có sự can thiệp từ bên ngoài (tháo ống ra vệ sinh sau một khoảng thời gian sử dụng) Sau thời gian, cặn này sẽ đầy dần lên cho đến khi chúng chứa cỡ 2/3 ống thì hiệu suất trao đổi nhiệt giảm đi rõ rệt, và khi chứa đầy ống rồi thì máy nước nóng năng lượng mặt trời hoàn toàn mất tác dụng đun nước. Tôi có một đứa em họ sau khi lắp đặt bình nước nóng loại ống thường đã kêu rằng nước chẳng nóng gì sau một năm sử dụng mặc dù vẫn có nắng như bình thường - đây chính là trường hợp ống nhà nó bị cặn bởi nguồn nước vùng nông thôn khá đục. Với loại ống dầu, do nước không chui vào lòng ống nên không thể có hiện tượng này xảy ra - mà bạn biết rằng khi đã lắp đặt rồi thì ít người nghĩ cần phải vệ sinh ống sau 1 đến 2 năm sử dụng (nếu không được tư vấn).

Ngoài cặn bẩn, ánh nắng mặt trời vi sinh vật và thực vật trong nguồn nước cũng gây ra vấn đề: Chúng tạo ra thành trong ống bị rêu, nhớt và làm cản trở, giảm hiệu suất cho quá trình hấp thụ nhiệt. Tương tự như với trường hợp bị cặn, rêu nhớt sẽ làm mất tác dụng hấp thụ nhiệt sau một thời gian đủ dài để phủ đầy phía thành trong của ống. Muốn khắc phục hiện tượng này chỉ có cách tháo từng ống ra vệ sinh.

- Tiết kiệm chi phí bảo dưỡng, hoặc tránh các rủi ro khi bảo dưỡng: Do đặc điểm không bị đóng cặn hoặc không bị tạo rêu, nhớt bên trong lòng ống so với loại ống thông thường nên máy nước nóng năng lượng mặt trời sẽ ít phải bảo dưỡng hơn hoặc hầu như không cần bảo dưỡng nếu nguồn nước đủ sạch đến một mức nhất định. Theo nhiều nhà sản xuất đã quảng cáo thì khoảng cách thời gian cần bảo dưỡng có thể kéo dài đến cỡ 10 năm hoặc không cần bảo dưỡng cho suốt tuổi thọ của thiết bị.

Đối với loại ống thường, (khoảng 1-2 năm cần bảo dưỡng một lần) khi bảo dưỡng phải tháo toàn bộ ống ra vệ sinh, gây ra rủi ro cho chính ống hấp thụ nhiệt (nứt, vỡ do va chạm hoặc cố tháo khi hệ thống khung đỡ đã lệch lạc uốn vặn do quá trình sử dụng) cũng như hệ thống gioăng làm kín của bồn (hỏng gioăng do quá trình tháo lắp, mà các gioăng này rất khó sửa chữa khi hỏng).

Nhược điểm?
Vậy loại ống dầu có nhược điểm gì không? Tôi cảm thấy rằng nhược điểm duy nhất là chúng đắt hơn khoảng 2-3 triệu/máy nước nóng năng lượng mặt trời so với loại sử dụng ống thường. Tuy vậy thì nhược điểm này hoàn toàn có thể chấp nhận được vì những ưu điểm mà nó mang lại.

Khi tìm hiểu thông tin trên Internet trước khi chọn mua, tôi thấy có ý kiến lo ngại rằng dầu có thể ảnh hưởng đến nước hay không. Ý kiến này là phi lý bởi dầu được bao bọc bằng thuỷ tinh phía trong lòng ống nên hoàn toàn không tiếp xúc gì với nước - vậy nó không thể ảnh hưởng đến chất lượng nước được đun nóng.

Máy nước nóng năng lượng mặt trời loại tấm phẳng

Máy nước nóng năng lượng mặt trời theo nguyên lý tấm phẳng có cấu tạo và nguyên lý hoạt động rất khác biệt so với loại máy dạng ống nêu trên.

Máy nước nóng năng lượng mặt trời dạng tấm phẳng

Khác với máy nước nóng năng lượng mặt trời dạng ống, máy dạng tấm phẳng có thành phần hấp thụ nhiệt theo dạng tấm phẳng được bảo vệ bằng một lớp kính cường lực phía trên. Nhiệt hấp thụ được từ tấm hấp thụ có thể được truyền tới bình chứa theo các dạng khác nhau: bằng ống dẫn nước, ống đồng hoặc bằng ống dẫn môi chất. Máy dạng tấm không tự hoạt động như máy dạng ống, mà phụ thuộc vào các thiết bị điện điều khiển, hỗ trợ...

Hình dưới đây mô tả một máy dạng tấm phẳng: Nước từ bồn chứa được bơm vào hệ thống ống dẫn (bằng đồng) gắn trên tấm hấp thụ nhiệt, sau khi nhận nhiệt sẽ quay trở lại bồn chứa và vòng bơm tuần hoàn lại tiếp tục cho đến khi nhiệt độ nước bên trong bồn chứa đạt đến nhiệt độ thiết đặt. Nước đầu vào, đầu ra cũng được điều khiển thông qua hệ thống bơm này. Để hoạt động, nhất thiết phải có một bơm nước và hệ thống điều khiển, thiết đặt nhiệt độ.

Sơ đồ nguyên lý một dạng máy nước nóng NLMT tấm phẳng

Ngoài dạng trên, máy nước nóng năng lượng mặt trời dạng tấm phẳng còn có các nguyên lý trao đổi nhiệt khác như: Thiết kế dạng các ống đồng truyền nhiệt cho các ống góp, thiết kế các thanh hấp thụ nhiệt dạng lá, thiết kế các ống dẫn nhiệt dạng sử dụng môi chất trung gian....

Ưu điểm cơ bản nhất của máy nước nóng năng lượng mặt trời dạng tấm là hình dạng của chúng khá đẹp đẽ so với các loại máy nước nóng năng lượng mặt trời khác. Chúng có thể lắp đặt trên bất kỳ vị trí nào trên mái nhà mà không nhất thiết phải có bồn cấp nước đặt cao hơn nhờ bắt buộc có một hệ thống bơm nước cùng hệ thống điều khiển điện tử. Như vậy có thể nói máy nước nóng năng lượng mặt trời dạng tấm phù hợp cho các biệt thự đắt tiền được sở hữu bởi những người có điều kiện kinh tế cao.

Mặc dù tất cả các loại máy nước nóng năng lượng mặt trời đều có vị trí để lắp đặt thêm một thanh gia nhiệt phục vụ cho việc đun nóng nước trong điều kiện thời tiết mùa đông không có mặt trời, tuy nhiên các loại máy dùng ống thường không được tích hợp bộ thiết đặt điều khiển nhiệt độ phù hợp nên việc nung bổ xung này hầu như được thực hiện theo cách thủ công, tù mù, không biết lúc nào cần ngắt phù hợp. Trái lại, với loại máy nước nóng tấm phẳng, do có bộ điều khiển nhiệt tự động theo thiết đặt nên chúng có thể cấp nhiệt cho nước từ điện năng một cách kinh tế nhất, tối ưu nhất do tự động ngắt nguồn cấp sau khi nhiệt độ nước đạt tới mức độ thiết đặt.

Nhược điểm: Do yêu cầu bắt buộc phải có điện để bơm, điều khiển hệ thống nên máy nước nóng năng lượng mặt trời sẽ không hoạt động nếu như bị mất điện. Mặt khác, nếu như loại máy nước nóng kiểu hấp thụ nhiệt dạng ống có khả năng chống thất thoát nhiệt ra môi trường khá tốt thì phần lớn máy dạng tấm tản nhiệt ra môi trường nhiều hơn, và do đó mà hiệu suất kém hơn. Tuy vậy nhược điểm lớn hơn cả là do tính phức tạp của máy dạng tấm là các thiết bị điện tử và bơm nước phải bắt buộc có nên đẩy giá thành của chúng lên khá cao, có thể đến mức gấp 4-10 lần so với máy dạng ống dầu. Nếu bạn tham khảo giá thì sẽ thấy chúng có thể có giá 20 triệu cho đến cỡ 60 triệu/máy có dung tích ở mức vừa phải.

Chọn mua máy nước nóng năng lượng mặt trời

Lựa chọn loại nào?

Nếu có điều kiện tài chính tốt đến nỗi không cần để ý đến hoá đơn tiền điện hàng tháng, bạn có thể đóng góp sức mình cứu thế giới cho thế hệ mai sau, kết hợp với một biệt thự đẹp, bạn có thể lựa chọn loại máy nước nóng năng lượng mặt trời dạng tấm phẳng như nêu trên. Tuy vậy, nên kết hợp với hệ thống điện dự phòng (máy phát điện dự phòng, UPS hoặc các kích điện) để có thể điều khiển quá trình tiếp nhận năng lượng mặt trời không bị gián đoạn do cúp điện.

Với mọi đối tượng còn lại, nên lựa chọn loại máy nước nóng năng lượng mặt trời kiểu ống dầu bởi tính ưu việt của nó (được trình bày ở trên). Loại thiết bị này đang dần được thay thế cho loại ống hấp thụ nhiệt thông thường và giá thành ngày càng rẻ đi. Nếu như nhà sản xuất không tư vấn cho bạn sử dụng loại này thì chỉ có một lý do duy nhất: họ còn tồn quá nhiều sản phẩm loại cũ mà thôi!.

Trong trường hợp kinh tế quá eo hẹp trong thời điểm hiện tại hoặc đã lắp sẵn máy nước nóng năng lượng mặt trời kiểu ống hấp thụ nhiệt thông thường, bạn có thể hài lòng với nó và nhớ chịu khó bảo dưỡng 1-2 năm/lần để duy trì hiệu suất.

Tuy vậy, nếu như bạn đang sống ở địa phương càng gần xích đạo - nơi có hai mùa nắng trong năm, hoặc thường xuyên có ánh nắng mặt trời trực tiếp, việc lựa chọn máy nước nóng năng lượng mặt trời kiểu ống hấp thụ nhiệt thông thường cũng giúp bạn tiết giảm chi phí một chút trong thời điểm ban đầu.

Máy nước nóng bao nhiêu lít thì vừa?

Một câu hỏi rất được mọi người đặt ra và phân vân cho dù đã đọc khá nhiều ý kiến tư vấn rồi, đó là lựa chọn máy nước nóng bao nhiêu lít?!

Theo những tư vấn của các đơn vị bán thiết bị thì có vẻ công thức chung tính dung lượng máy theo số người sử dụng như sau: 20-30 lít/người nếu lắp đặt ở Miền Nam (nơi có điều kiện nắng tốt và đều trong năm) hoặc 40-50 lít/người nếu lắp đặt ở Miền Bắc. Nếu như con số 20-30 lít/người ở Miền Nam mà tôi tin là hợp lý thì đối với Miền Bắc nên chọn con số cao hơn nữa so với tư vấn thông thường, chẳng hạn như 60-80 lít/người và  như vậy thì gia đình có 4 người lớn nên chọn loại máy nước nóng 300 lít (mức cao nhất của dòng máy thông dụng). Điều này là vì sao? Bởi thực tế mùa Đông tại Miền Bắc khá lạnh, nên nước đầu vào máy nước nóng cũng lạnh hơn, dẫn đến thời gian đòi hỏi ánh nắng mặt trời chiếu vào lâu hơn, nhiệt độ nước đun được thấp hơn. Khi sử dụng nước nóng, ngay khi một lượng nước nóng ra bao nhiêu sẽ có một lượng nước lạnh chảy vào bình chứa bấy nhiêu, nước lạnh đầu vào do khá lạnh nên nhanh làm hạ nhiệt chung cho bình chứa, do vậy mà người tắm thứ 2 trở đi là nước bắt đầu lạnh, và nhiệt nước chắc sẽ không còn đủ cho người thứ 3 như tính toán. Việc tăng thể tính loại máy nước nóng tuy có làm tăng chi phí mua máy ban đầu, nhưng sẽ có ích trong mùa Đông hoặc những ngày thời tiết âm u không có nắng.

Có một lưu ý khác về số dung tích máy nước nóng năng lượng mặt trời:
- Một số hãng quảng cáo rằng loại ống hấp thụ nhiệt thông thường sẽ làm tăng thể tích nước trong bồn chứa, tuy nhiên lượng nước này chiếm chỗ cố định mà không trút ra được, nên chúng không không khả dụng để có thể đưa vào tính toán.
- Thông thường mỗi ống hấp thụ nhiệt sẽ chịu trách nhiệm cho 10 lít nước chứa trong bồn tích, vậy nếu máy nước nóng năng lượng mặt trời có 18 ống sẽ cho ta tính nhanh ra là loại máy có 180 lít, 24 ống là 240 lít ...

Lắp đặt máy nước nóng năng lượng mặt trời

Nhà bạn có thể lắp được máy nước nóng năng lượng mặt trời không? Bạn có thể cần nhờ thợ lắp tư vấn, hoặc chịu khó đọc những dòng dưới đây để tự tìm câu trả lời cho mình. Ngoài ra, việc hiểu biết thêm về các vấn đề khác liên quan đến lắp đặt thì bạn có thể giám sát, yêu cầu thợ thực hiện những yêu cầu của bạn về  lắp đặt để đảm bảo máy nước nóng hoạt động tốt và tối ưu hơn.

Vị trí lắp đặt

Một trong những điều kiện bắt buộc đối với máy nước nóng năng lượng mặt trời là chúng phải có vị trí lắp đặt phù hợp. Cụ thể là hướng lắp đặt sao cho máy nước nóng có thể tiếp xúc với ánh nắng mặt trời trong khoảng thời gian lớn nhất. Ta biết răng mặt trời mọc ở phía Đông và nặn ở phía Tây nên hướng lắp đặt tối ưu nhất là quay các dàn ống hấp thụ nhiệt về phía Nam.

Trong trường hợp vị trí lắp đặt trong nhà bạn không phù hợp với hướng Nam, bạn có thể xoay hướng chếch một chút về hướng Tây hoặc chếch đôi chút về hướng Đông.

Việc lắp đặt hướng khác (như hướng Bắc) là không phù hợp, bởi nhiệt nhận được từ mặt trời có lẽ chỉ tốt nhất khi mặt trời ở thời điểm xung quanh 12 giờ trưa, còn các thời điểm khác trong này thì chính bình chứa nước nóng của máy nước năng lượng mặt trời che khuất các dàn ống.

Trong mọi trường hợp lắp đặt tốt về hướng, nhưng nóc nhà bạn lại bị che khuất bởi các nhà hàng xóm cao hơn, bị che khuất bởi các cây cổ thụ hoặc các dãy nhà chung cư cao tầng....đến nỗi nắng không thể chiếu vào máy nước nóng năng lượng mặt trời thì tốt nhất là...đừng lắp - bởi chúng sẽ không cho kết quả tốt như mong đợi.

Đối với loại máy nước nóng năng lượng mặt trời tấm phẳng, vị trí lắp đặt không phụ thuộc vào nguồn nước miễn là chúng có đủ để bơm có thể hoạt động bất kỳ thời gian nào trong ngày. Nhưng với loại máy nước nóng dùng ống hấp thụ nhiệt thì nguồn cấp nước thông thường phải đặt cao hơn so với máy nước nóng.

Nếu bồn nước chính thấp hơn (ví dụ bồn đặt trong mái, nhưng máy nước nóng lại đặt phía trên mái) thì nhất thiết phải sử dụng một bình phụ đặt cao hơn so với máy nước nóng. Trong trường hợp này bắt buộc phải dùng van phao điện cấp nguồn cho bơm nước cấp vào bình phụ.

Lắp đặt máy nước nóng NLMT trên mái ngói và sử dụng bồn nước phụ

Các loại ống dùng cho lắp đặt

Khi lắp đặt máy nước nóng năng lượng mặt trời bạn cần chú ý đến các loại ống sử dụng với chúng để tránh được các hạn chế do tính chất của chúng.

Đường ống nóng thường được phân biệt bằng một vạch đỏ chạy dọc theo chiều dài ống, đường ống lạnh được sơn vạch xanh. Vậy đường ống nước nóng và đường ống nước lạnh khác nhau như thế nào? Sự khác nhau cơ bản là độ dày thành ống: Đường ống nước nóng (vạch đỏ) bao giờ cũng có khả năng chịu nhiệt cao hơn, cách nhiệt của nước bên trong với môi trường tốt hơn, thành ống dày hơn đường lạnh (vạch xanh). Về vật liệu, cơ bản thì hai loại ống này có thể dùng chung một vật liệu, tuy nhiên cũng có nhà sản xuất có thể sử dụng nhiều chất độn hơn cho đường lạnh bởi chúng không yêu cầu cao về độ chịu nhiệt.

Đối với đường nước lạnh đầu vào máy nước nóng năng lượng mặt trời, bạn có thể sử dụng loại ống nhựa thông thường hoặc ống hàn nhiệt dành riêng cho đường nước lạnh. Đối với đường nước nóng đầu ra và đường ống thông hơi, nhất thiết phải sử dụng ống nhựa hàn nhiệt dành riêng cho đường nước nóng (ống có vạch màu đỏ).

Nếu có điều kiện tốt về kinh tế, bạn có thể yêu cầu bọc thêm một lớp cách nhiệt đối với tất cả các đường ống chứa nước nóng. Việc cách nhiệt cho chúng sẽ giúp cho nước chứa bên trong ống hạn chế thất thoát nhiệt ra môi trường xung quanh - đặc biệt là trong thời tiết mùa đông giá rét ở miền Bắc. Vật liệu bọc cách nhiệt có thể là các loại ống cao su non thường được thợ điện lạnh sử dụng trong khi lắp đặt các ống đồng nối giữa cục nóng và cục lạnh của các điều hoà.

Đấu nối vào hệ thống bình nước nóng chạy điện có sẵn (hoặc thiết kế mới)

Cách tốt nhất để lắp đặt hệ thống máy nước nóng năng lượng mặt trời là ngay sau khi xây xong phần thô của ngôi nhà bạn, tuy nhiên nếu như nhà dã xây xong và sử dụng một thời gian rồi vẫn có thể lắp đặt được.

Lắp đặt trong quá trình xây nhà
Khi thiết kế căn nhà, bạn cần nhờ kiến trúc sư bố trí nơi đặt bồn nước chính, nơi đặt máy nước nóng năng lượng mặt trời và các hệ thống hộp kỹ thuật liên quan. Trong quá trình xây dựng, ở giai đoạn lắp đặt đường nước, cần đấu nối đường ống nước nóng từ vị trí máy nước nóng đến các đầu vào của bình nước nóng chạy điện, đầu ra của bình nước nóng chạy điện nối với các sen vòi cho các mục đích sử dụng nước nóng sau này. Việc lắp đặt trước các ống nước nóng (ống hàn nhiệt chịu nhiệt) trong các hộp kỹ thuật có điểm lợi là hộp kỹ thuật sẽ bảo ôn tốt hơn cho các đường ống trong điều kiện giá rét của mùa Đông (mặc dù vậy, đường nước nóng trong hộp kỹ thuật nếu được bọc thêm một lớp bảo ôn bằng cao su non thì càng tốt).

Cho dù tự tin rằng năng lượng mặt trời trong khu vực của bạn có thể đáp ứng quanh năm (tại Miền Nam chẳng hạn), nhưng tôi khuyên rằng bạn vẫn nên lắp đặt thêm một bình nước nóng chạy điện để đề phòng có thời điểm nào đó không có ánh nắng mà vẫn có nước nóng sử dụng. Chi phí của việc lắp bình nước nóng chạy điện khá thấp (gồm bình nước nóng 30 lít giá khoảng 3 triệu, dây dẫn và aptomat khoảng 400.000).

Nếu như bạn vẫn không muốn lắp đặt ngay các bình chứa nước nóng chạy điện, hãy vẫn để đường dây dẫn điện và các đầu ống chờ tại vị trí lắp đặt bình nước này để có thể sẵn sàng lắp đặt về sau này. Điều đó nhằm tránh sự hối tiếc khi sử dụng sau này nếu như bạn lại có ý định lắp đặt bình nước nóng chạy điện.

Lắp đặt máy nước nóng với các nhà đã xây dựng hoàn thành
Với các ngôi nhà đã xây dựng hoàn thành, các đường nước nóng/lạnh đã đi chìm trong hộp kỹ thuật và trong tường thì việc lắp đặt bắt buộc phải khảo sát về tính khả thi.

Trước hết, cần khảo sát vị trí đặt máy nước nóng năng lượng mặt trời: Nếu là nhà mái bằng thì vị trí lắp đặt rất thuận tiện; Nếu là nhà mái ngói thì cần xem hướng của chúng: Hướng chính Nam là tốt nhất, còn lại các hướng Nam chếch về phía Đông hoặc phía Tây đều được, nhưng nếu sống nhà hướng đúng phía Nam để các mái vát về phía Đông hoặc Tây thì hiệu suất thu nhiệt trong ngày sẽ giảm bớt khá nhiều. Trong các trường hợp khác, có thể lắp đặt máy nước nóng bên cạnh nhà, bên lan can hoặc các vị trí khác - miễn là có thể chế tạo một bộ giá phù hợp. Bạn có thể xem hình sau minh hoạ cho việc lắp đặt máy nước nóng năng lượng mặt trời trên giá tại ban công như sau:

Máy nước nóng năng lượng mặt trời có thể đặt trên mái nhà hoặc...trên ban công

Khi lắp đặt trên nhà đã xây xựng, cần lưu ý rằng bồn chứa nước (bồn cấp nước lạnh cho gia đình sử dụng) phải được lắp đặt cao hơn so với bình chứa nước nóng của máy nước nóng năng lượng mặt trời để nước có thể chảy từ bồn chứa chính vào trong máy năng lượng mặt trời. Cũng trong hình ảnh minh hoạ trên, bạn có thể thấy hai máy nước nóng năng lượng mặt trời phía xa do được lắp đặt sau nên phải xây các trụ gạch để nâng bồn chứa nước chính lên cao.

Khi lắp đặt máy nước nóng năng lượng mặt trời lên mái ngói, tuỳ thuộc vào độ dốc của mái mà máy nước nóng sẽ sử dụng các dạng chân đến riêng để đảm bảo độ nghiêng của dàn ống hoặc tấm phẳng là hợp lý.

Cách thức lắp đặt máy nước nóng năng lượng mặt trời phối hợp với bình nước nóng chạy điện
Khi lắp cả hai hệ thống: Máy nước nóng năng lượng mặt trời và máy nước nóng chạy điện, nguyên lý đấu nối rất đơn giản:

• Đường nước nóng đầu ra của máy nước nóng năng lượng mặt trời nối với đường đầu vào của máy nước nóng chạy điện.
• Đầu ra của bình nước nóng dùng điện sẽ nối với các đầu vòi sen, vòi tại các chậu rửa hoặc bồn rửa bát ... như thông thường.
• Nối 02 van gạt: 01 van từ đường nước nong năng lượng mặt trời đến phần van một chiều đầu vào của bình nước nóng chạy điện; 01 van gạt từ đường nước nóng năng lượng mặt trời đến đầu ra của bình nước nóng chạy điện (van này nối vào một cút chữ T).

Theo cách thức này, nước nóng chảy từ đầu ra của máy nước nóng năng lượng mặt trời sẽ chảy vào bình nước nóng chạy điện, từ bình này sẽ chảy đến các đầu vòi thông thường. Khi sử dụng, nếu thời tiết có nắng thì không cần bật điện cho bình chạy điện mà vẫn có nước đầu ra.
Tuy vậy, cách thức này cũng có một số đặc điểm:

• Nếu một thời gian dài không sử dụng thì nước nóng tích trữ trong bình nước chạy điện (khoảng 30 lít tuỳ loại) sẽ bị nguội đi nên nước đầu ra sẽ bị lạnh cho đến khi nước nóng đầu vào làm nóng dần nước bình chạy điện. Trường hợp này nếu muốn có ngay nước nóng ở đầu ra thì cần khoá van đầu vào bình chạy điện, đồng thời mở van đến đầu ra (của bình chạy điện).
• Nếu sử dụng nước nóng thường xuyên (khi có nắng liên tục) thì lượng nước trong bình chạy điện sẽ đóng vai trò điều hoà nhiệt khiến cho người dùng vặn vòi nóng là có nước ngay - thay vì phải xả hết lượng nước đã bị nguội đi kể từ máy nước nóng chảy đến vòi nóng.

Do các đặc điểm này mà người sử dụng có thể cân nhắc để lựa chọn chế độ phù hợp. Các chế độ này có thể chuyển đổi linh hoạt nhờ hai van gạt lắp tại đầu vào và ra bình nước nóng chạy điện.

Bảo dưỡng máy nước nóng năng lượng mặt trời

Phần bảo dưỡng dưới đây chỉ áp dụng với loại máy năng lượng mặt trời kiểu ống thông thường. Đối với loại máy dạng tấm phẳng do người viết chưa sử dụng nên không rõ.

Vệ sinh bên ngoài ống hấp thụ nhiệt
Không khí tại môi trường sạch sẽ không chứa nhiều bụi, tuy nhiên tại các khu vực thành thị, khu gần đường giao thông ... thì lớp bụi trong không khí sẽ dần dần tích tụ đọng lại phía thành trên của các ống hấp thụ năng lượng mặt trời. Lớp bụi này có thể ngày một dày lên cho đến khi chúng che lấp phần lớn ánh sáng chiếu vào ống gây giảm hiệu suất hấp thụ năng lượng. Để loại bỏ lớp bụi này thì các cơn mưa có tác dụng khá tích cực, nhưng nếu như trong một thời gian dài không có mưa, bạn nên kiểm tra để có thể vệ sinh sạch bên ngoài ống hấp thụ để tăng hiệu suất hấp thụ nhiệt. Có thể sử dụng một ống mềm (nối vào ống xả đáy bồn cấp nước lạnh chẳng hạn) để phun nước vệ sinh  nhằm hạn chế tác động trực tiếp vào các ống thuỷ tinh hấp thụ nhiệt (gây rủi ro nứt vỡ ống).

Xoay ống sau chu kỳ sử dụng
Sau khi lắp đặt và đưa vào sử dụng, phần lớn ánh nắng mặt trời chỉ chiếu vào phía trên của các dàn ống hấp thụ nhiệt. Theo thời gian năm này qua năm khác, mặt ống phía trên có thể bị lão hoá sớm hơn so với mặt dưới của ống. Để đảm bảo tuổi thọ đồng đều, ta nên xoay ống theo một thời gian nhất định nào đó: chẳng hạn như 1 năm, 2 năm. Góc xoay nên thực hiện 180 độ (tức xoay hoàn toàn ống phía trên xuống dưới) cho lần đầu tiên và 90 độ cho lần thứ 2, 270 độ cho lần thứ 3, sau đó chu kỳ lặp lại như ban đầu. Việc xoay ống như vậy sẽ đảm bảo tuổi thọ của ống tăng và hạn chế sự suy giảm hiệu suất theo thời gian.

Nếu việc lắp đặt là sai lệch (chặt về một phía) thì việc xoay ống có thể gặp khó khăn. Trong trường hợp này nên căn chỉnh lại ống để đảm bảo các ống thuỷ tinh nằm cân nhất so với các lỗ ghép ống với bồn chứa.

Vệ sinh trong lòng ống (chỉ với loại ống thường)
Tuỳ theo chất lượng nguồn nước và sự suy giảm hiệu suất hấp thụ nhiệt (mà người dùng có thể tự nhận biết thông qua nhiệt độ nước so với mức độ nắng), có thể tháo ống hấp thụ nhiệt để kiểm tra độ lắng cặn bên trong để có cách thức vệ sinh phù hợp.
Sau khi tháo lần lượt các ống, có thể dùng nước sối vào phần đáy ống để loại bỏ cặn bẩn. Đối với sự rêu nhớt của thành ống, có thể dùng giẻ lau hoặc dùng hoá chất để làm sạch.

Việc vệ sinh ống nên để thợ chuyên môn (lắp đặt và bảo dưỡng ống) thực hiện bởi việc tháo các ống thuỷ tinh luôn tiềm ẩn nguy cơ gây nứt vỡ ống.

Cách nhiệt cho đường ống thông hơi (ống thở)
Do nước nóng có xu hướng truyền nhiệt lên phía trên nên phần nước trong ống thông hơi sẽ luôn nóng gây ra sự thất thoát nhiệt không mong muốn. Đường ống này ngoài sự bắt buộc dùng ống hàn nhiệt nóng (ống có vạch đỏ) thì cũng nên bảo ôn cách nhiệt cho chúng.
Để bảo ôn có thể dùng các ống cao su non (dùng cách nhiệt cho các ống đồng giữa cục nóng và cục lạnh máy điều hoà hai cục) đút sẵn hoặc rạch ra bọc vào ống thông hơi.

Tóm lại

Viết thì dài dòng vậy, nếu bạn ngại đọc thì tóm lại các ý chính như sau:

• Nên dùng máy nước nóng năng lượng mặt trời, nếu không vì tiết kiệm điện thì nó cũng khiến bạn cảm thấy thoải mái hơn với năng lượng xanh và góp phần bảo vệ môi trường sống!
• Trừ một số trường hợp đặc biệt như nhà bị xung quanh che phủ, nơi có thời tiết toàn mùa đông mà không có chút nắng nào - thì thế nào cũng có thể lắp đặt được máy nước nóng năng lượng mặt trời.
• Nếu đã lắp máy nước nóng năng lượng mặt trời thì nhất thiết là chọn loại ống dầu, loại ống thường sẽ lỗi thời sau một thời gian ngắn nữa và bạn có thể không có các ống thay thế nếu sau này lỡ vỡ hỏng.

Nguồn tham khảo

* Dùng máy nước nóng năng lượng mặt trời là bài toán kinh tế (VnExpress).
* Mất tiền mà nước không nóng (Tuổi trẻ Online) 
* Nên mua dàn nước nóng năng lượng mặt trời hãng nào (Nhiều ý kiến trên diễn đàn Tinh tế)
* Hỏng bình nước nóng năng lượng mặt trời vì thay hướng (Kiến thức)
* Năng lượng mặt trời (Wikipedia); Ảnh về năng lượng mặt trời (Wikimedia Commons)
* Mẹo dùng bình nước nóng năng lượng mặt trời hiệu quả (VnMedia)
* Tìm hiểu về bình nước nóng ống dầu (Sơn Hà)
* Máy nước nóng năng lượng mặt trời Sơn Hà (Websit bán sản phẩm Sơn Hà)
* Máy nước nóng năng lượng mặt trời Đại Thành (Tập đoàn Tân Á Đại Thành)
* Cách tính chi chí lắp đặt hệ thống máy nước nóng sử dụng năng lượng mặt trời cho hộ gia đình (Nắng Gió).
(Những nguồn tham khảo trên đây do tôi sử dụng trước khi lắp đặt máy nước nóng năng lượng mặt trời của mình)

Trương Mạnh An

Hải Dương, 30/4/2014

Hỏi đáp về kích điện và ắc quy

Sau khi viết hai bài "Kích điện sử dụng ắc quy" và "Ắc quy dùng trong kích điện" trên blog cá nhân, tôi nhận được nhiều email thắc mắc và các truy vấn của người dùng tìm kiếm từ Internet. Nếu dựa vào đó để bổ sung vào bài viết thì có lẽ hai bài này sẽ dài lê thê - gây tâm lý ngại cho người đọc, cách hợp lý hơn có lẽ là tạo một bài chuyên về trả lời các câu hỏi để thuận tiện hơn cho các trường hợp cụ thể của người đọc.

Bài này sẽ được chia thành hai phần: Các thắc mắc liên quan đến kích điện và phần liên quan đến "ắc quy". Bài có thể sẽ được bổ sung thường xuyên nến như có nhiều thêm các thắc mắc hoặc các truy vấn tìm kiếm của các search engine đem đến. Mặt khác nếu người đọc có đặt câu hỏi tại phần comment thì tuỳ trường hợp mà câu trả lời có thể được cập nhật vào bài này.

CÁC CÂU HỎI VỀ KÍCH ĐIỆN (INVERTER)

Trước khi có thắc mắc về kích điện thì có lẽ bạn nên đọc bài viết chính "Kích điện dùng ắc quy" để có thể hiểu thêm một chút về gốc của vấn đề này.

Dùng UPS làm kích điện có được không? (đây là câu hỏi được thắc mắc khá nhiều)

Để trả lời câu hỏi này thì cần phải xem chiếc UPS định dùng chức năng thay cho kích điện nó như thế nào, thuộc loại gì, tính năng nào. Tuỳ thuộc vào tính năng UPS mà người ta có thể sử dụng chúng thay cho kích điện được hay không. Tôi nghĩ rằng đa phần những người có câu hỏi này là người muốn tận dụng chiếc UPS đang có sẵn để phát điện trong những thời điểm mất điện.

Nếu bạn chưa biết có nhiều loại UPS khác nhau, bạn có thể xem qua bài UPS trên blog này để biết được chiếc hiện có của bạn thuộc loại gì, chất lượng của chúng như thế nào. Lưu ý rằng đa phần các UPS dùng trong máy tính, máy in và máy chủ thường được thiết kế với dạng sóng vuông hoặc mô phỏng sin (modified sine wave) bởi các dạng này phù hợp cho thiết bị điện không có tải cảm và chúng cũng cho hiệu suất cao hơn so với UPS cho ra dạng sóng sin. Chỉ có rất ít các UPS dùng cho các lĩnh vực y tế hoặc có các tải cảm (quạt, động cơ...) hay trong thiết bị có sử dụng công nghệ analog thì chúng bắt buộc phải dùng dạng sóng sin như trong điện dân dụng.

Đa phần UPS công suất thấp (tầm 300-600VA) sử dụng 2 ắc quy 12V 4 đến 7Ah hoặc nhỏ hơn, như vậy năng lượng của chúng chỉ chứa được tối đa 24x7=168Wh. Với dung lượng như vậy nên đa số các UPS chỉ có thể phóng điện được trong vài phút (cho đến khoảng 30-30 phút đối với các loại UPS công suất lớn - nhưng với điều kiện dùng tải nhẹ).

Đa phần các UPS loại nhỏ và giá thành thấp thường không thiết kế quá cẩn trọng để có thể nhận biết dung lượng ắc quy còn lại nên chúng được đặt sẵn cho việc phát điện trong vài phút rồi tự động tắt - cho dù dung lượng ắc quy còn lại là bao nhiêu. Thiết đặt như vậy để đảm bảo rằng ắc quy không bị sử dụng cạn kệt hoặc UPS thiếu điện để phát đủ công suất. Do có các thiết đặt này mà ngay cả việc bạn có thay thế các ắc quy bên trong bằng một bộ ắc quy ngoài có dung lượng lớn hơn nhưng kết quả là UPS vẫn chỉ làm việc với thời gian...như trước đó.

Đối với các UPS có công suất lớn hơn (cỡ từ 1000VA trở lên) thì chúng có thể vẫn chỉ sử dụng các ắc quy 12V 7Ah nhưng được lắp ghép nhiều thêm lêm - chẳng hạn ngoài mức 24V thì tuỳ theo công suất mà chúng còn sử dụng mức điện áp 36V, 48V, 96V hoặc cao hơn. Các loại UPS này có giá thành cao và được thiết kế cao cấp hơn - trong đó có chức năng ngừng cấp điện khi dung lượng ắc quy đến một ngưỡng an toàn nào đó (chứ không phải cứ tắt sau một thời gian nhất định như loại trên nữa). Mặc dù không cứng nhắc cố định thời gian ngừng cấp điện ở khoảng thời gian vài phút, nhưng nhiều UPS công suất lớn vẫn thiết đặt khoảng thời gian này trong khoảng vài chục phút hoặc sau tổng thời gian nào đó mà hãng thiết kế cho rằng đã đến lúc cần phải ngừng để đảm bảo tuổi thọ cho ắc quy. Có những phiền phức này bởi người thiết kế luôn nghĩ rằng UPS chỉ dùng để dự phòng cho sự cố điện cho hệ thống trong thời gian ngắn.

Việc sử dụng ắc quy ngoài có dung lượng lớn để thay thế các ắc quy bên trong của UPS dung lượng lớn là có thể thực hiện được nếu như đảm bảo được các điều kiện sau:

- UPS không tự cắt điện sau vài phút hoặc vài chục phút - hoặc có thể can thiệp vào UPS để chức năng này bị vô hiệu hoá. (Một số bạn có ý kiến về việc sử dụng biện pháp bấm nút cơ học bằng rơ le - tuy nhiên cách này không triệt để bởi gây ra gián đoạn trong quá trình phát điện - việc cấp điện chập chờn như vậy có thể gây hại cho các thiết bị sử dụng).

- Bộ phận nạp điện của UPS không bị hư hỏng (dẫn đến hư hỏng liên quan các phần mạch khác hoặc sai chức năng hoạt động) khi nạp điện với hệ thống ắc quy gắn ngoài (đa phần do bộ nạp bên trong được thiết kế với dòng nạp nhỏ để phù hợp với các ắc quy dung lượng nhỏ của chúng). Cũng có thể khắc phục hiện tượng nạp quá mức bằng cách sử dụng các bộ nạp ngoài và ngắt ắc quy khỏi UPS khi đang nạp bằng bộ nạp ngoài. Không bao giờ sử dụng đồng thời hai bộ nạp cùng một thời điểm bởi các cơ chế hoạt động của các bộ nạp sẽ bị ảnh hưởng lẫn nhau.

Sử dụng UPS thường có một điều điều khó chịu là chúng liên tục phát tiếng kêu nhắc nhở về chế độ làm việc dự phòng.

Kích điện nào tốt nhất hiện nay?

Tôi nhận thấy có khá nhiều truy vấn về câu hỏi này, tôi cũng đoán rằng câu hỏi này đang khuyết mất một phần bởi có lẽ nhận được câu trả lời thì nhiều người sẽ chùn bước vì giá thành cho yêu cầu "tốt nhất" đó là khó chấp nhận được với người hòi :)

Tuy rằng chưa được thử với nhiều loại kích điện, nhưng theo ý kiến chủ quan của tôi sau khi "soi" ruột (hình ảnh bên phải) của một số loại kích điện qua hình ảnh thì có lẽ rằng các kích điện của AST hiện nay là tốt nhất. Tiêu chí đánh giá chất lượng ở đây bao gồm: Chất lượng linh kiện, hiệu suất hoạt động, chế độ bảo vệ và sự thuận tiện khi sử dụng.

Các kích điện của AST thì có nhiều loại với các mức công suất khác nhau, được tích hợp bộ nạp điện cho ắc quy hoặc không....nhưng với người sử dụng thông thường thì nên chọn loại có phần giá để ắc quy (được AST gọi là "Máy phát điện dự phòng") như một bộ tích hợp hoàn chỉnh.

Giá thành của bộ kích điện AST cũng khá cao so với các loại kích điện khác, tại thời điểm tháng 3-4/2011 thì giá một bộ công suất 1400VA vào khoảng 5-6 triệu, loại 850VA vào khoảng 3-4 triệu (có thể tải báo giá dạng PDF tại đây).

Nếu bạn có thắc mắc về loại "tốt thứ nhì" thì có lẽ tôi không chỉ ra được - bởi có quá nhiều loại sàn sàn nhau như vậy.

Hỏi về sử dụng tải trong kích điện

Có một câu hỏi khác lạ là "Nếu (dùng) tải thấp có làm cháy kích điện không"?! Đây là câu hỏi quá dễ trả lời nhưng từ câu hỏi này mà tôi thấy có nhiều vấn đề về tải trong kích điện mà đôi khi cũng cần biết về chúng để lựa chọn công suất kích điện cho phù hợp.

Thông thường trong kích điện sẽ có một phần mạch điện dùng để điều chỉnh công suất theo mức tải tiêu thụ nhằm điều tiết điện áp đầu ra đảm bảo cố định ở mức điện địa phương sử dụng (lưu ý một số loại kích điện quá đơn giản hoặc công suất thấp thì không có phần này, một số loại có núm điều chỉnh điện áp đầu ra cũng không tự động điều tiết công suất sử dụng). Khi bật kích điện thì cho dù có dùng điện hay không thì vẫn phải tiêu tốn một dòng điện từ ắc quy, tuỳ từng loại kích điện sử dụng nguyên lý nào (biến đổi bằng tần số cao hay tần số 50Hz) mà dòng điện này là lớn hay nhỏ. Đối với kích điện từ (sử dụng tần số 50Hz) thì do cuộn sơ cấp có tiết diện lớn và số vòng nhỏ (để có thể cho mức điện áp cỡ 10 đến 11V sang cuộn thứ cấp có mức 220V) nên phải cấp một dòng điện cỡ vài Ampe cho chúng để có thể có thể xuất ra được mức điện áp 220V ở đầu ra. Nếu dòng điện này quá nhỏ thì tuỳ theo chất lượng sắt từ chế tạo biến áp mà chúng không đủ tạo ra từ trường để làm xuất hiện điện áp ở hai đầu cuộn thứ cấp, do đó không có gì phản hồi cho đến khi chúng đủ lớn (qua đây cũng thấy loại kích điện nào có chất lượng biến áp tốt thì dòng điện tiêu hao sẽ nhỏ).

Vậy đến đây bạn sẽ thấy rằng dùng tải nhỏ sẽ không gây cháy cho kích điện (tất nhiên là ta coi là chúng hoạt động đúng, nếu như giao động bị ngừng lại để kích cấp dòng điện một chiều qua các vòng dây đó thì chỉ một thời gian ngắn là chúng sẽ bị cháy), nhưng chắc chắn rằng nếu sử dụng với các tải công suất vượt quá công suất của kích điện (hoặc có dòng khởi động quá lớn) thì kích điện rất dễ dàng bị hư hỏng đấy.

Đến đây thì tôi muốn nói đến hiệu suất của các loại kích điện sử dụng nguyên lý biến đổi điện ở tần số thấp (50/60Hz). Ta có công thức tính hiệu suất như sau:

Hiệu suất(%) = (Công suất tiêu thụ của tải x 100 ) : (Công suất tiêu thụ từ ắc quy)

Từ công thức này, ta tách công suất tiêu thụ của ắc quy ra hai thành phần: Công suất tiêu thụ vô ích (biến thành nhiệt, từ trường ra bên ngoài) ở trạng thái không tải và Công suất tiêu thụ vô ích khi có tải. Lúc này công thức trên trở thành

Hiệu suất (%) = (Công suất tiêu thụ của tải x 100) : (Công suất tiêu thụ của tải + Công suất tiêu thụ vô ích khi không tải + Công suất tiêu thụ vô ích khi có tải).

Trong công thức trên, dễ nhận thấy tham số 'Công suất tiêu thụ vô ích khi không tải' là cố định, nếu như tăng công suất tiêu thụ của tải thì hiệu suất càng cao lên, tuy nhiên sự tăng này không tuyến tính bởi đến một mức nào đó đến gần ngưỡng chịu đựng của các linh kiện bán dẫn thì chúng sẽ toả nhiều nhiệt và làm cho tham số công suất tiêu thụ vo ích khi có tải sẽ tăng cao đột biến. Thông thường mức ngưỡng này gần với mức công suất lớn nhất mà chúng vẫn chịu được trong thời gian dài của kích điện (lưu ý rằng đây không phải thông số công suất đỉnh - bởi công suất đỉnh có thể gấp 1,5 hoặc 2 hoặc hơn nữa lần tham số này - nhưng chỉ chịu được trong thời gian rất ngắn).

Qua đây ta thấy rằng bình thường nếu sử dụng công suất ở một dải nào đó thì nên chọn kích điện có công suất gần gần với nó ở mức phù hợp để đạt được hiệu suất lớn nhất. Với nhu cầu sử dụng một cách tiết kiệm thông thường ở vào tầm 300-500W thì nên chọn loại kích điện có công suất 800-1000VA có chất lượng tốt sẽ phù hợp hơn loại kích điện có công suất trên 1000VA. Việc lựa chọn các kích điện có công suất lớn hơn tuy có thể bền hơn, có thể chịu được dòng khởi động của các động cơ (tủ lạnh, máy bơm công suất nhỏ, cửa cuốn...) nhưng sẽ gây lãng phí. Lưu ý rằng chỉ thực hiện lựa chọn trên nếu như kích điện có chất lượng tốt và công suất công bố là chính xác, một số loại kích chất lượng kém, nguồn gốc không rõ ràng hoặc công bố công suất vống lên thì vẫn phải lựa chọn loại có công suất lớn để dự phòng cho chúng.

Đối với các kích điện có nguyên lý hoạt động theo kiểu biến đổi tần số cao (thường gọi là kích điện tử) thì hiệu suất của kích không biến thiên như công suất trên, chúng thường đều đều ở nhiều mức công suất sử dụng khác nhau bởi dòng tiêu hao ban đầu (khi không tải) là không lớn.

Kích điện dùng ắc quy 12V tốt hơn hay 24V tốt hơn?

Đối với các kích điện loại "điện từ" (sử dụng biến áp tần số 50Hz) thì tuỳ theo từng loại công suất mà chúng sẽ sử dụng các mức ắc quy bao nhiêu: Với tầm công suất dưới 1000VA thông thường dùng mức điện áp 12V còn trên mức công suất này (thường là trên 1400VA) sẽ sử dụng mức điện áp 24V. Đối với các kích điện loại "điện tử" (sử dụng biến áp xung với tần số cao) thì tuỳ theo công suất nhưng ở mức dưới 3000VA người ta vẫn có thể sử dụng mức điện áp 12V (bởi có thể ghép nhiều bộ biến áp xung hoạt động song song và độc lập nhau, giới hạn ở đây chỉ là hạn chế về mặt dòng điện dây dẫn đến kích điện mà thôi).

Nếu như ở cùng một mức công suất (ví dụ 850VA) thì sử dụng ắc quy điện áp 24V sẽ cho hiệu suất cao hơn so với mức điện áp 12V bởi dòng điện tiêu thụ tại ắc quy sẽ giảm đi một nửa mà mức công suất tiêu thụ vẫn như nhau (do điện áp tăng gấp đôi nên tích số giữa điện áp và dòng điện không đổi), do vậy hao phí biến thành nhiệt của các thiết bị bán dẫn sẽ giảm đi, dẫn đến hiệu suất tăng lên. Cũng theo điều này mà các kích điện có công suất lớn hơn nếu sử dụng mức điện áp càng cao thì hiệu suất đạt được càng lớn (ví dụ một số UPS sử dụng mức điện áp đến 96V và còn cao hơn nữa để đạt mức hiệu suất trên 90%), lý tưởng nhất là sử dụng mức điện áp ắc quy cao hơn mức đỉnh của sóng sin để chỉ cần điều tiết biên độ điện áp đầu ra (còn phần nạp thì luôn luôn phải sử dụng biến áp cách ly và một mạch điện từ để điều tiết chế độ nạp.

Thế nhưng việc sử dụng các mức điện áp cao lại gây nhiều phiền toái cho người sử dụng nếu là hệ thống ắc quy ngoài: Phải sử dụng nhiều ắc quy nên đầu tư ban đầu là lớn (và không thuận tiện để tăng dung lượng bởi phải mua nhiều bộ trong cùng một thời điểm); Phải dùng các ắc quy cùng dung lượng, cùng loại và cùng tuổi đời; Phải có mức điện áp không vượt qua giới hạn chịu đựng của con người để hạn chế rủi ro do điện giật....Nếu như sử dụng các ắc quy có thông số khác nhau thì việc phóng và nạp điện cho hệ ắc quy nối tiếp này trở thành thiếu với ắc quy này và thừa với ắc quy kia - dẫn đến cả hai đều nhanh hỏng (bạn hình dung đơn giản thế này: Người trẻ kéo tay người già và người già kéo một vật nặng, nếu vật quá nặng thì người già buông tay, dẫn đến không kéo được; khi ăn thì đều bắt họ ăn như nhau: hoặc quá đói cho người trẻ hoặc quá no cho người già - dẫn đến cả hai đều mệt ^^).

(Có thể còn được cập nhật....)

CÁC CÂU HỎI VỀ ẮC QUY (ACCU)

Bạn nên đọc bài "Ắc quy dùng trong kích điện" (nếu chưa đọc) để hiểu thêm về vấn đề này trước khi đọc tiếp phần trả lời thắc mắc dưới đây

Dùng ắc quy có nguy hiểm gì không? Ắc quy bị nổ trong trường hợp nào?

Dùng ắc quy trong kích điện hoặc dùng ắc quy cho các mục đích khác cũng có mối nguy hiểm của nó như cảnh báo thường ghi trên nhãn ắc quy, đó là: Có thể bị nổ, có thể gây ra ảnh hưởng bởi nước axít bắn ra.

Ắc quy bị nổ (và kéo theo là làm bắn axít ra) trong các trường hợp sau đây:

- Vô ý làm chập điện ắc quy: Thường là dây âm chạm vào dây dương hoặc ngược lại. Khi này ắc quy phóng một dòng rất lớn, gây phát tia lửa điện, gây nóng bình một cách nhanh chóng và có thể phát nổ.

- Gây phát ra tia lửa khi đang nạp ắc quy: Khi nạp ắc quy mà đặc biệt là nạp với một dòng điện lớn thì ắc quy sẽ sinh ra hai loại khí dễ cháy nổ là Hyđrô và Oxy. Bình thường với các ắc quy kín khí thì hai loại khí này sẽ kết hợp lại với nhau và tạo thành nước mà ít thoát ra ngoài, nhưng trong các ắc quy kiểu hở thì hai khí này bay vào không khí tại vị trí đặt ắc quy. Với một lưu lượng lớn hỗn hợp hai khí này thì khi có tác nhân là tia lửa (do hút thuốc lá, do đóng cắt các công tắc điện, cắm dây hoặc rút dây điện tại các phích gần đó, cặp hoặc ngắt cặp các mỏ kẹp cá sấu cho sạc....) thì có khả năng dẫn đến cháy nổ.

- Do quá nạp trong thời gian dài: Trong mọi chế độ nạp (giám sát bằng thiết bị nạp tự động hoặc chế độ nạp thủ công) thì cần phải giữ nhiệt độ ắc quy dưới mức 50 độ C. Việc nạp quá dòng, quá áp sẽ dẫn đến ắc quy bị nóng quá nhiệt độ này dẫn đến tuổi thọ ắc quy giảm nhanh và đặc biệt ắc quy có thể phát nổ nếu nhiệt độ quá cao.

Hiện tượng quá nạp xảy ra trong trường hợp nào?

Mọi hành động nạp điện vượt qua thông số cho phép với ắc quy đều có thể được gọi là quá nạp, do vậy hiện tượng quá nạp có thể xảy ra ngay khi ắc quy chưa đầy điện. Về điện áp và mức dòng điện nạp bạn có thể xem tại bài "Ắc quy dùng trong kích điện", ở đây xin nêu một vài lý do dẫn đến hiện tượng quá nạp.

- Quá nạp do không kiểm soát được hoặc không biết kiểm soát quá trình nạp - đây là lý do diễn ra nhiều nhất bởi đa phần người sử dụng là người bình thường, họ giao phó việc lắp đặt hệ thống kích điện cho nhân viên bán hàng (hoặc người quen có hiểu biết) rồi thực hiện như chỉ dẫn. Đối với các bộ kích điện có chế độ nạp tự động và thực hiện tốt thì không có vấn đề gì xảy ra, tuy nhiên đối với các bộ kích điện có chế độ nạp thủ công thì việc thực hiện không đúng chỉ dẫn (hoặc tính toán sai thời gian nạp do quá trình tiêu thụ điện ắc quy trước đó không hết hoàn toàn) thì rất dễ gây ra quá nạp.

- Sử dụng ắc quy dung lượng quá nhỏ nên không phù hợp với khả năng nạp của bộ kích điện: Mỗi kích điện có khả năng xuất một dòng nạp nào đó (ví dụ 5A, 10A, 15A...) khi ở trạng thái ắc quy cạn kiện, thông thường thì sử dụng các dòng nạp này đối với các ắc quy (hoặc hệ thống song song nhiều ắc quy) có dung lượng tổng lớn hơn 200Ah thì đều được, nhưng đối với các ắc quy có dung lượng quá nhỏ thì cũng gây quá nạp. Ví dụ một bộ kích điện có dòng nạp lớn nhất 12A, khi sử dụng một ắc quy axit kiểu hở có dung lượng 50Ah đến 75Ah thì sẽ gây ra hiện tượng quá nạp. Như vậy việc sử dụng các ắc quy dung lượng lớn hoặc đấu song song nhiều ắc quy sẽ hạn chế được phần nào hiện tượng này.

- Rủi ro do chất lượng của kích điện hoặc các yếu tố khách quan: Các bộ kích điện hiện nay thường được quảng cáo rằng có chế độ nạp 3 giai đoạn - kéo dài tuổi thọ ắc quy - tuy vậy thì chế độ nạp này vẫn ẩn chứa những rủi ro nhất định (thực tế đã xảy ra như phản ảnh tại diễn đàn W về loại sản phẩm H). Thử phân tích sự rủi ro đối với kích điện H sẽ thấy: Biến áp dùng để biến đổi 12 lên 220V (xem sơ đồ ở bài về Kích điện) lúc này làm nhiệm vụ biến đổi điện từ mức 220V xuống tầm 14,5-15V để nạp điện, việc điều tiết chế độ nạp (3 giai đoạn) qua Thyristor được điều khiển bởi mạch điện. Bởi một lý do nào đó (nhận biết sai mức điện áp ắc quy, mạch điện bị hư hỏng dẫn đến làm việc sai, chất lượng linh kiện xuống cấp, bụi và độ ẩm làm dẫn tắt trên mạch in, rơi nước vào máy, côn trùng thâm nhập...có nhiều lý do khác nhau) mà sự điều khiển không đúng dẫn đến quá trình nạp diễn ra sai, nạp quá áp, nạp đầy không ngắt mà vẫn nạp tiếp, nạp đầy mà vẫn đặt điện áp ra ở mức 15V....đây là các lý do dẫn đến hiện tượng bình ắc quy bị nóng và bốc mùi khi nạp. Vậy cũng không nên tin tưởng hoàn toàn vào chế độ nạp của các kích điện để giao phó hoàn toàn cho nó mà không chú ý kiểm tra đến chúng - bởi ngoài lý do lỗi sản phẩm thì còn nhiều lý do khách quan khác nữa để dẫn đến cháy nổ ắc quy. (Mà để giải quyết triệt để trường hợp này có lẽ nên nạp thủ công bằng bộ nạp điều chỉnh được LiOA như đã trình bày trong bài Ắc quy).

Nêu ra những rủi ro do kích điện hoặc các nguyên nhân khách quan không phải là việc phóng đại quá mức các nguy cơ rủi ro, mà nhằm giúp người dùng lường hết các khả năng có thể xảy ra để đề phòng hoặc hạn chế thấp nhất những sự việc không mong muốn.

Cách phân biệt ắc quy khô? ắc quy hư hỏng?

Như trong bài ắc quy đã nói: Nhiều người hiểu nhầm về ắc quy khô. Ắc quy khô một cách thực sự thì chúng không dùng điện môi H2SO4 bằng dung dịch nước - mà dùng dạng keo sệt. Loại ắc quy này có thể đặt nghiêng một góc quá 45 độ vẫn có thể hoạt động tốt và không thấy có dung dịch trào ra ngoài (trái với ắc quy thông thường và ắc quy kín khí - chỉ cần nghiêng quá 45 độ về các phía thì thấy trào dung dịch axít ra). Người mua có thể đề nghị cách thử này với người bán nếu họ cam đoan rằng đây là ắc quy khô một cách thực sự.

Đối với ắc quy kín khí thì cách phân biệt đơn giản nhất là chúng thường có một cảm biến (có người gọi là mắt thần) màu xanh hoặc nền xanh nhân đỏ và phần hướng dẫn xem trạng thái ắc quy thông qua các cảm biến đó được in trên nhãn của ắc quy. Ắc quy kín khí còn một đặc điểm cơ bản nữa là chúng không có các nút, núm để thoát khí của các ngăn trong bình.

Cách thử nghiệm ắc quy xem có bị hư hỏng hay không là quan sát bằng mắt và sử dụng dụng cụ kiểm tra ắc quy chuyên dùng (thường sẽ có ở cửa hàng bán ắc quy).

+ Khi quan sát bằng mắt: Xem tem, nhãn (có sắc nét không, có dấu hiệu mới bị dán lại hay không), xem các vết xước trên các cọc điện cực (nếu ắc quy mới thì có thể có phần nhựa chụp bảo vệ và còn dính liền với ắc quy, hoặc nếu không có thì xem phần cọc điện cực có nhiều dấu vết xước, vết cặp bằng kẹp răng cá sấu...). Quan sát bình có kích thường đồng đều và không bị phồng tại bất kỳ vị trí nào cả....

+ Sử dụng dụng cụ chuyên dùng: Tại các cửa hàng ắc quy thường có một thiết bị kiểm tra ắc quy theo cách đơn giản, thiết bị này có dạng một tay cầm đồng hồ giống hình khẩu súng và một dây dẫn nối với đầu nhọn để áp vào các cọc điện của ắc quy. Khi ấn hai đầu thiết bị này với ắc quy thì tuỳ theo mức điện áp hiển thị trên đồng hồ mà người ta xác định được ắc quy còn tốt hay đã hỏng. Nguyên lý của thiết bị này là cho một dòng điện cỡ vài chục A đi qua và đo sự sụt giảm điện áp của ắc quy, nếu như điện áp hiển thị trên đồng hồ vào khoảng trên 10V thì ắc quy chưa bị hỏng (các tham số về dòng và áp cụ thể còn tuỳ thuộc vào dung lượng của ắc quy).

+ Sử dụng cách đơn giản hơn: Sử dụng tại nhà - chỉ để kiểm tra sự giảm dung lượng bình sau thời gian hoạt động: Sau khi nạp đầy, phóng điện bằng một bóng đèn sợi đốt 12V công suất vài chục W rồi căn cứ vào dòng điện tiêu thụ (lấy công suất chia cho điện áp) và thời gian phóng điện mà xác định dung lượng còn lại của ắc quy.

Ắc quy khô hay ắc quy nước bền hơn?

Với các loại ắc quy sử dụng axit H2SO4 thì thứ tự độ bền một cách tương đối của chúng như sau

Ắc quy khô sử dụng GEL >>bền hơn>> Ắc quy kín khí >>bền hơn>> Ắc quy hở thông thường.

Phép so sánh trên chỉ phù hợp khi tất cả các loại ắc quy này được nạp và sử dụng đúng cách.

Tuy nhiên theo tôi thì không nên dùng loại ắc quy hở thông thường cho kích điện bởi các lý do sau:

- Sau một chu kỳ sử dụng phát điện, điện áp ắc quy giảm xuống mức thấp và khi nạp điện trở lại thì thường dòng nạp này lớn (thông thường các kích điện được tích hợp bộ nạp có thể nạp với dòng 10 đến 20A), khi nạp với dòng điện này với các ắc quy cỡ 100Ah trở xuống thì có thể gây cháy nổ - đặc biệt nếu quên mở các nắp của các ngăn ắc quy (mà việc mở nắp này thường dễ bị quên hoặc không được biết đến đối với người sử dụng thông thường).

- Ắc quy axít kiểu hở khi nạp thường phát sinh khí dễ cháy và một số loại khí có chứa lưu huỳnh - gây khó chịu và độc hại với người sử dụng.

Khi dùng kích điện: Ắc quy viễn thông tốt hơn ắc quy khởi động?

Đây là câu hỏi được nhiều người quan tâm và đã được nhiều người tư vấn rằng ắc quy viễn thông tốt hơn ắc quy khởi động hoặc là không nên dùng ắc quy khởi động cho kích điện...Tư vấn này tuy không sai nhưng có phần mập mờ để hướng người mua đến loại hàng hoá có lãi cao hơn hoặc cùng được đẩy giá lên cao hơn so với việc sử dụng một loại khác gần tương đương.

Để hiểu chi tiết hơn về vấn đề vấn đề ắc quy viễn thông và ắc quy khởi động thì tôi có vài ý sau:

- Đặt câu hỏi: Ắc quy viễn thông là gì, nó có gì khác biệt với thông thường? Tôi có xem ảnh các ắc quy được cho là "ắc quy viễn thông" thì chúng không ghi trên nhãn của chúng là "viễn thông", "dành cho viễn thông" hoặc cái gì đó tương tự như vậy. Vậy thì ắc quy viễn thông không phải là một loại ắc quy riêng biệt để có thể phân loại chúng với ắc quy kín khí, ắc quy kiềm, ắc quy khô... (ví dụ đơn giản nhất là hãng sản xuất ắc quy Tia Sáng cũng không phân biệt như vậy trong các sản phẩm của mình).

Vậy thì không có "ắc quy viễn thông" như cách nói mật mờ, tuy vậy lại có các loại ắc quy thường dùng trong viễn thông và ắc quy thường dùng cho khởi động động cơ. Tiêu chí yêu cầu của hai loại ắc quy này do chế độ làm việc của chúng nên chúng cũng khác nhau:

• Ắc quy dùng cho khởi động thì yêu cầu phải có khả năng phát ra một dòng khởi động lớn (cỡ vài trăm Ampe) trong thời gian ngắn (vài giây) rồi lại có thể lặp lại được việc phóng dòng lớn sau vài giây nghỉ, ắc quy làm việc trong điều kiện nhiệt độ ngoài trời (hoặc lớn hơn), ắc quy phải chịu được các rung động nhất định...Ắc quy dùng trong mục đích khởi động thường là loại ắc quy axit kiểu hở (có thể bổ sung được nước cất, đa phần các hãng sản xuất xe hơi đều dùng loại ắc quy này cho mục đích khởi động) và trong một số trường hợp người ta còn dùng ắc quy kín khí.
• Ắc quy dùng cho viễn thông thì không cần phải có yêu cầu như trên, nhưng yêu cầu cần thiết cho chúng là có khả năng phát dòng điện (vài chục Ampe) trong thời gian dài, dòng điện tự phóng thấp, không cần bảo dưỡng, không gây phát sinh các loại khí ăn mòn hoặc dung dịch ra môi trường xung quanh....Điều kiện làm việc của ắc quy dùng trong viễn thông không cần khắc nghiệt như loại ắc quy khởi động nêu trên bởi chúng thường đặt trong nhà (thậm chí trong phòng điều hoà) và được đặt cố định tại một vị trí nhất định. Mọi ắc quy dùng trong các UPS (các loại công suất), các thiết bị lưu điện dự phòng khác đều yêu cầu tính chất như trên và chúng thường thuộc loại ắc quy kín khí hoặc ắc quy khô (dùng gel).

Vậy ắc quy dùng trong viễn thông thực chất thuộc loại ắc quy gì? Chắc chắn chúng không phải là ắc quy axít kiểu hở bởi không phù hợp với tiêu chí yêu cầu, vậy chúng chỉ có thể thuộc loại ắc quy kín khí hoặc ắc quy khô (dùng dạng gel thay cho nước để chứa axít).

Quay lại với câu hỏi chính: Khi dùng kích điện thì ắc quy dùng trong viễn thông tốt hơn ắc quy khởi động? Đúng là như vậy, chúng chắc chắn dùng tốt hơn đối với các ắc quy axít kiểu hở - nhưng đối với các ắc quy hiện thường được dùng cho mục đích khởi động nhưng có cấu tạo kiểu kín khí thì điều này chưa chắc chắn bởi ắc quy dùng trong viễn thông phần lớn vẫn là ắc quy kín khí (phần còn lại là ắc quy khô thực sự, nhưng loại này đắt hơn nhiều), một mặt khác thì sử dụng ắc quy kín khí trong cùng điều kiện dòng phóng thấp, trong môi trường làm việc trong nhà thì tuổi thọ của chúng cũng được tăng lên nhiều so với điều kiện làm việc dưới các nắp capô của xe hơi.

Tóm lại là điều kiện kinh tế cho phép thì nên dùng ắc quy dùng cho viễn thông, nếu muốn tiết kiệm thì có thể dùng các loại ắc quy kín thí thông thường - không nên sử dụng các ắc quy axít kiểu hở cho kích điện bởi chúng tiềm tàng nhiều khả năng gây nguy hiểm.

Ắc quy 100Ah phát được công suất bao nhiêu?

Có một vài người thắc mắc câu hỏi trên và với các thông số tương tự vậy (chẳng hạn ắc quy 150Ah phát được công suất bao nhiêu...). Để trả lời câu hỏi này thì trước hết phải biết được rằng chiếc ắc quy 100Ah đó (hay 150Ah đó) là đang dùng cho bộ kích điện có công suất là bao nhiêu. Lý do đơn giản là hệ thống kích điện - ắc quy không thể phát được công suất vượt mức giới hạn của nó.

Bây giờ giả sử rằng kích điện có công suất đủ lớn theo yêu cầu (chẳng hạn như là 3000VA và chỉ sử dụng 1 ắc quy 12V thôi) thì với dung lượng 100Ah sẽ phát được công suất bao nhiêu? Câu trả lời là: Ắc quy với dung lượng này nếu được nạp đủ điện và có chất lượng còn tốt thì hoàn toàn có thể phát được công suất bằng công suất của kích điện - có nghĩa là chúng hoàn toàn có thể phát được ra một dòng điện cỡ 250 A để phục vụ cho công suất trên của kích điện (ắc quy kín khí Thunder do GS nhập về hoặc Atlas với dung lượng 100Ah có thể phát dòng tức thời đến 500A). Tuy nhiên nếu phát bằng dòng điện lớn như vậy thì dung lượng tích điện của ắc quy sẽ giảm đi rất nhiều (thấp hơn nhiều so với con số 100Ah của nó), một mặt khác phát điện một dòng lớn trong thời gian dài sẽ làm nóng bình, gây nổ bình hoặc làm hư hỏng ắc quy.

Vậy một ắc quy thì nên phát với dòng điện bằng bao nhiêu là hợp lý? Người ta khuyên rằng chỉ nên chấp nhận phát với dòng điện bằng dung lượng ắc quy trong thời gian ngắn (phục vụ việc khởi động các động cơ hoặc trong thời điểm quá độ khi bật các thiết bị sử dụng điện); Nên phát với dòng dưới 1/3 dung lượng bình trong thời gian dài hơn (như vậy với ắc quy 100Ah thì nên phát dưới 33A). Cá nhân tôi cho rằng chỉ nên phát với dòng điện bằng dòng điện nạp cho phép - tức là ắc quy kín khí thì phát với dòng bằng 1/4 dung lượng bình (25A cho bình 100Ah) và với ắc quy axít kiểu hở thì phát dòng bằng 1/10 dung lượng bình - tức 10A cho bình 100Ah. Mặc dù chưa thấy các tài liệu nào nói về điều này là hợp lý, nhưng tôi suy luận từ việc nạp điện với mức dòng này là được phép thì việc phát điện với mức dòng đó (quá trình phát là ngược lại với quá trình nạp) là an toàn là phù hợp.

Như vậy bạn có thể chọn mức công suất phát với dòng bằng 1/3 dung lượng bình (tức công suất 12V x 33A = xấp xỉ 400VA với một bình 100Ah) hoặc tốt hơn là với dòng điện bằng 1/4 hoặc 1/10 dung lượng bình để ắc quy đạt được tuổi thọ cao nhất. Trong trường hợp muốn phát các công suất cao hơn mức này thì nên mắc song song với chúng thêm các ắc quy nữa cùng dung lượng.

(Có thể còn được cập nhật....)

Trương Mạnh An (6/2011)

Xem thêm: Các bài viết liên quan đến kích điện và ắc quy

Các thế hệ ổn áp LiOA

Từ thời dùng ổn áp cho gia đình đến nay thì nhà tôi đã dùng qua 3 chiếc LiOA mà mỗi chiếc trong số chúng là một thế hệ. Tôi đoán rằng hiện nay ở Việt Nam cũng có nhiều người dùng ổn áp của hãng này nên có lẽ muốn viết một chút về chúng để thấy các ưu nhược điểm của từng thế hệ.

Thế hệ thứ nhất (tạm thời gọi thế) mà tôi sử dụng là một chiếc ổn áp 3kVA vào thời điểm khoảng những năm 199x nào đó. Ổn áp thế hệ này có cấu tạo gồm lõi hình xuyến và các vòng dây quấn trên nó, có một chổi than tiếp xúc với các vòng dây để thay đổi vị trí tiếp xúc từ đó thay đổi cuộn sơ cấp của biến áp tự ngẫu.

Chế độ hoạt động của thế hệ ổn áp LiOA này khá đơn giản: Khi cấp điện thì nhờ một mạch điện so sánh mức điện áp mà chổi than được điều khiển bởi một mô tơ bước sẽ quay đến vị trí điện áp đầu vào phù hợp để cho mức điện áp ra tại mức 220V.

Nhược điểm của thế hệ này là khi mất điện thì chổi than đứng nguyên - không quay về phía nào cả, do đó khi mất điện khi đang ở trạng thái 150V thì khi có điện ở trạng thái 220V thì điện áp tức thời của nó hoạt động sẽ cho ra ở mức 322V- tức là rất cao - dẫn đến có thể gây hư hỏng thiết bị điện đang sử dụng.

Loại thế hệ này cũng có sự điều chỉnh điện áp ngay khi mà điện áp đầu vào thay đổi - có nghĩa là nếu như gần nhà bạn người ta đang hàn điện hồ quang thì chiếc ổn áp sẽ quay đi quay lại một cách liên tục. Khi quay chúng phát ra những tiếng két két khó chịu - mà có lần trên một entry trước đây tôi gọi là "Ổn áp nghiến răng".

Công tắc đầu vào của loại này chỉ đơn thuần là một CB mà không có chế độ bảo vệ quá nhiệt hoặc quá dòng tích hợp, việc bảo vệ quá dòng được sử dụng một bộ ngắt riêng.

Thế hệ thứ 2 của ổn áp LiOA mà tôi sử dung là chiếc SH-5000 có dải điện áp từ 130V đến 250V. Về cấu tạo cũng như ổn áp thế hệ thứ nhất nhưng được điều chỉnh chế độ làm việc đi để đảm bảo an toàn hơn: Khi mất điện thì chổi than tự quay về vị trí 250V. Bởi có chế độ này nên khi có điện trở lại (giả sử ở mức 220V) thì điện áp đầu ra của ổn áp sẽ vào khoảng 193V. Sự điều chỉnh này tuy rằng vẫn chưa phải là hợp lý nhưng chúng đúng là có cải tiến so với thế hệ thứ nhất.

Điển cải tiến của thế hệ 2 không chỉ dừng lại ở tính năng "Auto reset system" như đã nêu trên mà còn có một số sự thay đổi nữa như sau:

Công tắc đóng ngắt đầu vào không đơn thuần là một CB nữa, thay vào đó là một công tắc kết hợp với cuộn hút. Người sử dụng có thể đóng cắt công tắc này thông qua việc bấm cơ học vào chúng, ổn áp cũng thế cắt công tắt này nếu như bị quá dòng hoặc quá áp thông qua cuộn hút.

LiOA thế hệ hai sử dụng một biến dòng (nhìn giống như một cuộn hình xuyến xuyên qua dây dẫn đầu vào) để theo dõi dòng điện tiêu thụ và nhờ đó sẽ tự động ngắt nếu dòng này vượt ngưỡng giới hạn (ví dụ cái LiOA 5kVA của tôi ngắt nếu dòng quá 28A). Đồng thời phía sau ổn áp có một công tắc gạt cho phép kích hoạt chế độ bảo vệ quá áp hay không, nếu cho phép (bật) thì khi hệ thống phát hiện ra mức điện áp đầu ra quá cao thì cũng tác động đến cuộn hút để ngắt đầu vào.

Bên trong ổn áp LiOA thế hệ thứ 2 (loại SH-5000)

Sự điều chỉnh điện áp đầu ra ngay lập tức theo điện áp đầu vào của ổn áp LiOA thế hệ thứ 2 này vẫn còn thực hiện y như thế hệ đầu tiên nên chúng không phù hợp cho những nơi có nhiều công trình thi công xây dựng (sử dụng các máy hàn điện, máy khoan và các loại thiết bị tiêu thụ điện công suất lớn nhưng lại đóng ngắt liên tục). Về bản chất điều này không đơn thuần là chúng kêu lẹt kẹt khó chịu, mà mức điện áp đầu vào thay đổi sẽ dẫn đến mức đầu ra thay đổi liên tục và vượt ngưỡng là điều nguy hiểm hơn (bạn chịu khó đọc lại entry trước để biết về điều này)

Chiếc LiOA thế hệ thứ 2 này tôi mua khi mà chiếc thế hệ thứ nhất đã không còn phù hợp công suất nữa (mà tuổi đời sử dụng của nó đã hơn 10 năm nên cho nghỉ hưu là đúng rồi). Sau một thời gian ngắn sử dụng (được 3 năm) thì mức công suất 5kVA không còn phù hợp nên tôi đã có cơ hội để sử dụng một chiếc thế hệ thứ 3 như dưới đây.

Thế hệ thứ 3 của ổn áp LiOA có cải tiến so với thế hệ thứ 2 trước đó là việc các rơ le để đóng điện đầu ra sau khi đã điều chỉnh điện áp ổn định sau khi có điện trở lại. Nguyên lý hoạt động như sau: Khi mất điện thì chổi than quay về vị trí 250V (năng lượng được xả ra từ các tụ dung lượng lớn tích trữ trước đó); Khi có điện chổi than quay đến vị trí tương ứng để mức điện áp đầu ra là 220V. Sau khoảng vài giây đến vài chục giây khi mà điện lưới ổn định thì LiOA đóng điện cho đầu ra - lúc này các thiết bị điện trong nhà mới được cấp điện.

Đây là một cải tiến rất tốt, có thể loại trừ các hiện tượng thay đổi điện áp liên tục ở thế hệ 2. Một mặt khác khi một nhánh tiêu thụ điện tại địa phương mới được cấp điện thì mức tiêu thụ trong giai đoạn đầu này thay đổi thất thường (ví dụ hàng loạt động cơ bắt đầu khởi động...), việc chờ một thời gian vài chục giây sẽ giúp cho thiết bị tiêu thụ điện trong gia đình không bị dao động quá nhiều (và cũng tránh hiện tượng đóng ngắt vài lần như thời gian trước đây người ta thường làm).

Một ưu điểm nữa của thiết kế ổn áp LiOA thế hệ 3 này là cho phép điều chỉnh mức điện áp đầu ra ở một mức nhất định nào đó mà không cần can thiệp vào bên trong. Việc điều chỉnh điện áp thông qua một chiết áp xoay có chữ V.ADJ như ở hình dưới đây:

Việc LiOA thiết kế thêm một phần điều chỉnh bên ngoài được giải thích là cho phép người sử dụng tinh chỉnh mức điện áp đầu ra cho chính xác nhất với các tần số, dạng sóng sin ở từng khu vực sử dụng. Theo mặc định thì chiết áp trên đã được chỉnh ở mức giữa và tương ứng với mức đầu ra 220V chuẩn cho lưới điện tại Việt Nam, nếu bạn muốn thay đổi thì có thể dùng một tua vít trừ (-) và khẽ điều chỉnh chúng theo mức điện áp ra cần thiết.

Việc điều chỉnh điện áp đầu ra theo mức điện áp đầu vào của ổn áp LiOA thế hệ 3 có vẻ như ở một dải điện áp rộng hơn (chẳng hạn khi điện áp đầu ra trong khoảng 215-225V thì biến áp không điều chỉnh, nhưng ngoài khoảng này mới bắt đầu điều chỉnh). Việc thiết kế như vậy vẫn đảm bảo được việc cung cấp điện áp đầu ra ổn định trong vùng cho phép, vừa tránh được hiện tượng máy "nghiến răng" liên tục khi điện áp giao động xung quanh mức điện áp nào đó (chẳng hạn như khi trong khu vực có người hàn điện dẫn đến điện áp tăng giảm thất thường).

Hình ảnh bên trong của một chiếc ổn áp LiOA thế hệ thứ 3 như sau:

Hình ảnh bên trong một ổn áp LiOA thế hệ thứ 3 (loại DRII-10000)

Trong hình này bạn sẽ thấy thấp thoáng 2 rơ le (như hình là loại rơ le 80A) loại sử dụng cuộn hút 24V DC để đóng điện đầu ra cho ổn áp. Quạt làm mát cho ổn áp chỉ xuất hiện với một số loại công suất (ví dụ của tôi dùng mức 10kVA thì mới có quạt).

Loại ổn áp thế hệ 3 của LiOA sử dụng một aptomat tép một nhánh để bảo vệ quá dòng ở đầu vào. Về cơ bản thì aptomat này chỉ bảo vệ được mức quá dòng, còn trong trường hợp điện áp đầu vào tăng cao do mất pha mát chung (trong khu vực sử dụng nhiều pha) thì thế hệ 3 này chỉ bảo vệ được các thiết bị đầu ra (ngắt điện ra qua việc ngắt rơ le) mà không tự bảo vệ được chính mình.

Để phân biệt nhằm tránh mua phải loại ổn áp còn tồn của thế hệ trước thì bạn cần lưu ý một số điểm phân biệt sau:

- Loại thế hệ mới sử dụng một aptomat tép loại một nhánh ở mặt trước, nhãn hiệu của aptomat này là LiOA.

- Loại thế hệ mới có một nút điều chỉnh điện áp (như hình phía trên) ở phía dưới đồng hồ Vôn kế tại mặt trước.

- Phía trên (hoặc phía sau) thường dán một dòng thông báo về việc ổn áp sử dụng rơ le đóng điện đầu ra nên sau khi cấp điện một lúc mới có điện áp ra (cái này chắc để người dùng không hoang mang tưởng hỏng ổn áp mà gửi đi bảo hành).

Trương Mạnh An (05/2011)

XEM THÊM

* Website của hãng sản xuất LiOA.

* Ổn áp nghiến răng (trên blog này): Có trình bày sơ lược về nguyên lý biến áp.

Tư vấn sử dụng kích điện (phần đấu nối ắc quy với kích điện)

Mới nhận được email của một bác hỏi về đấu nối ắc quy với kích điện để hạn chế dòng tiêu thụ của kích điện trong các thời điểm không sử dụng. Mình nhận thấy đây là một vấn đề cần quan tâm nên lại viết một entry ngăn ngắn để tư vấn cho bác, và tiện thể thì cũng post lên blog này để mong có thể có ích cho những người khác nếu thực sự họ muốn quan tâm đến điều này.

Dưới đây là nội dung email nhận được (có xoá một số thông tin cá nhân cụ thể nhằm tránh bị lạm dụng):

Kinh gui Anh An!

Truoc tien toi xin loi vi khong quen biet ma duong dot gui mail cho Anh! So di toi manh dan gui den anh thu nay vi doc qua trang Web tre tho anh da co blog de giup do ba con rat nhieu y kien hay va xac dang trong viec giai phap khi mat dien! Thay anh la nguoi tot , co cong tam , lai hieu biet ky thuat rat sau ve van de nay nen toi manh dan nho anh giup do! Mong anh cam thong voi tuoi gia cua toi!

Xin tu gioi thieu toi la Nguyen SSS o Phao Dai Lang (Hanoi ) la can bo da ve huu, hien da 78 tuoi ma song co don..thieu nguoi nuong tua..... nen rat lo lang khi may dien tuoi gia suc yeu nong nuc khong chiu noi! Qua loi tu van cua anh , va phu hop voi kha nang kinh te , toi da mua 1 may kich dien HD 800 VA va 1 accquy 100AH/12 volts! Nhung may kich dien nay co nhuoc diem la dong khong tai hoi cao nen neu thoi gian lau khong mat dien ma rut may khoi luoi dien khong napthi accuy sut rat nhanh... De giai quyet viec nay trang web tre tho da gop y la nen dat l aptomat gia may kich va accuy! ( Dieu nay may cua AST deu co aptomat cho accuy ( nhung AST dat tien qua nen khong dam mua ) vi vay toi du dinh dat them 1 aptomat giua accuy va kich (giong nhu AST). Mong duoc anh vui long bot chut thi gio chi dan may ban khoan sau day ma khong biet hoi ai:

1/ Chon Aptomat bao nhieu ampe va loai 1 giay hay 2 giay ( phu hopvoi may kich 800VA)??

2/ Chon tiet dien day noi bao nhieu mm2?

3/ Noi voi 1 giay accuy hay ca 2 day? (Hinh nhu may AST chi noi voi day +)

4/ De theo doi dien the cua accuy khi bi sut giam , toi du dinh dung 1 dong ho volt loai 1 chieu de thuong xuyen mac vao 2 cuc accuy de tien theo doi! Dieu nay co hop ly khong neu khi mat dien phai dung kich co phu tai accuy!

Neu toi khong lam phien ha anh qua , thi mong duoc anh gop y qua dia chi email nay , voi tam long giup do nguoi gia, Toi vo cung biet on va kinh chuc anh va gia dinh manh khoe hanh phuc va lam duoc nhieu dieu tot va phuc duc cho con nguoi!

Nguyen SSS, 78 tuoi o tai Lang Thuong, Dien thoai ....

Nếu trong thời kỳ mất điện thường xuyên (ngày mất/ngày có) hoặc vài ngày mất một lần thì tốt nhất là đấu trực tiếp ắc quy với kích điện để đảm bảo kích luôn nạp điện và có thể sẵn sàng sử dụng ngay. Trong các thời điểm khác không mất điện thường xuyên thì nên tách ắc quy khỏi kích điện nhằm tránh tiêu thụ điện nuôi chế độ "chờ" của kích điện là hợp lý.

Bàn cầu chì và các chì ống ở trong

Chọn và đấu nối aptomat

Kích điện có hai loại sử dụng công tắc ngắt nguồn: Một loại ngắt hoàn toàn ắc quy khỏi kích điện (thường là loại kích điện-từ) thì công tắc của chúng gần như một aptomat (và có hãng sử dụng luôn aptomat để ngắt và bảo vệ) và công tắc loại này thường phải sử dụng một lực hơi nặng một chút; Một loại không ngắt ắc quy khỏi kích thì chúng dùng các nút bấm mềm hoặc một công tắc nhỏ (các loại của Thành Công, Hồ Điện, AST). Cũng có thể sử dụng một contactor (hoặc gọi là khởi động từ) để ngắt hoàn toàn ắc quy khỏi kích điện nhưng đòi hỏi phải sử dụng contactor dòng lớn và đắt tiền nên không hãng nào làm vậy. Vậy các kích điện không ngắt hoàn toàn ắc quy khi không làm việc thì nên thực hiện cách dưới đây để tránh sự hao phí không cần thiết.

Nếu đơn thuần chỉ là sử dụng ngắt ắc quy ra khỏi kích điện thì có thể dùng một cầu dao đế sứ cho công việc này. Nhưng việc sử dụng cầu dao đế sứ thường bán trên thị trường sẽ không có tác dụng bảo vệ và việc đấu nối phức tạp hơn so với sử dụng một aptomat. Nếu ai muốn dùng cầu dao đế sứ thì nên dùng loại cầu dao hai ngả 60A (là loại lớn nhất mà thông dụng, giá thành lại rẻ), nên dùng của hãng Omisu hơn là loại của Vinakip vì các nối ở cầu giữa đơn giản hơn - bản cực và kết cấu cũng cho thấy tốt hơn. Tại sao không dùng loại cầu dao 1 ngả thông thường? Vì loại cầu dao một ngả thông thường lại gắn thêm phần cầu chì nên mất nhiều điểu đấu nối - và các chì dây cũng không đảm bảo. Khi sử dụng cầu dao hai ngả nên đấu song song cả hai nhánh để độ dẫn điện được tốt hơn, khi nối hai nhánh thì dùng hai dây từ cọc ắc quy đến hai nhánh, rồi nối đầu ra hai nhánh với dây dẫn của kích điện. Lưu ý rằng nhược điểm của cầu dao là khi đóng điện dễ sinh ra tia lửa nên cần để xa ắc quy để hạn chế cháy nổ trong trường hợp đang sạc ở mức 'sôi' điện dịch ắc quy.

Cũng là việc ngắt ắc quy ra khỏi kích điện, việc dùng cầu chì công nghiệp sẽ được thêm công dụng bảo vệ chập mạch hoặc quá dòng. Các cầu chì công nghiệp có các giá đỡ cầu chì (nhìn giống như một aptomat) và các con chì loại ống hoặc dẹt đút vào trong đó. Nếu dùng cầu chì công nghiệp thì nên dùng loại có kích cỡ lớn và các ống chì 100A nếu sử dụng 1 bình ắc quy cho 1 kích điện cỡ 1000VA. Các cầu chì công nghiệp thường bảo vệ tốt và chính xác và có tiếp xúc tốt bởi chúng có dạng ống sứ bọc cát bên ngoài sợi chì, hai đầu bọc kim loại dẫn điện. Việc sử dụng cầu chì thường là tốn kém bởi vì các chì này không thông dụng cho sử dụng dân dụng, giá thành của chúng lại cao. Việc sử dụng cầu chì có vẻ lại không thực sự cần thiết nếu như trong kích điện đã có sẵn chế độ bảo vệ quá dòng hoặc chạm chập bên trong nó, nếu đấu nối cẩn thận thì không sợ việc chạm chập xảy ra bên ngoài.

Thông thường các kích điện được thiết kế tốt đều có chế độ bảo vệ cho chúng: Ví dụ AST có hệ thống bảo vệ chống quá dòng một loạt cầu chì dạng cắm ở phía ngoài để chống chập mạch hoặc quá dòng, kết hợp một dàn điốt mắc ngược để bảo vệ chống đấu ngược ắc quy (khi đấu ngược các đi ốt này thoát hết dòng qua chúng rồi làm cháy cầu chì, trên một số diễn đàn thì có bạn kỹ thuật của một hãng kích điện cho rằng không có hãng nào làm vậy là bạn chưa hình dung ra việc đi ốt đấu song song với ắc quy và có chiều cho dòng từ cực âm sang cực dương), một số hãng dùng một aptomat bảo vệ quá dòng hoặc chạm chập bên trong kích điện. Loại kích HD mà bác dùng không có chế độ bảo vệ bên trong nên kết hợp luôn bảo vệ ở bên ngoài là hợp lý.

Nếu không có điều kiện dùng cầu chì thì có thể dùng các aptomat để vừa có tác dụng là cầu dao, vừa có tác dụng bảo vệ chống chập mạch và chống quá dòng. Khi dùng aptomat để bảo vệ quá dòng một chiều thì đúng ra phải sử dụng các aptomat một chiều - nhưng loại này thường không thông dụng trên thị trường nên có thể tạm sử dụng các aptomat xoay chiều thông thường dùng trong dân dụng. Việc chấp nhận được các aptomat xoay chiều bởi một số lý do sau: Dòng tiêu thụ của kích điện loại điện-từ thường là giao động giống như hình sin được nắn cả chu kỳ nhưng chưa lọc (gần giống xoay chiều); các aptomat lại có bảo vệ quá nhiệt nên cũng ngắt khi dòng lớn. Ắc quy có thể phát một dòng điện lớn (một bình 100Ah có thể phóng dòng đến 500A) nên aptomat sẽ kích hoạt chế độ bảo vệ quá dòng (bằng vài vòng dây trong aptomat), và chẳng may nó không hoạt động thì chế độ bảo vệ quá nhiệt sẽ giúp aptomat ngắt.

Việc lựa chọn dòng aptomat là bao nhiêu cho phù hợp? Với kích điện 1000VA dùng ắc quy 12V có thể có dòng cỡ 80A, vậy cần chọn dòng của aptomat sao cho lớn hơn mức này để nó không nhảy khi kích điện đang hoạt động bình thường. Vậy để thuận tiện thì có thể chọn các mức 80A, 100A, 125A đều bảo vệ được sự chạm chập dây giữa các cực (vì như trên viết: ắc quy 100Ah có thể phát dòng trên 500A, ắc quy cỡ 35Ah cũng phát dòng trên 150A - mà đây là các dòng khởi động nguội chứ chưa nói đến khả năng phát dòng ở nhiệt độ thông thường).

Chỉ nên sử dụng aptomat loại tép đơn - có nghĩa là bảo vệ chỉ cần ở một nhánh (dây từ cực âm hoặc dây từ cực dương - nhưng thông thường cho thuận thì người ta hay nối aptomat với cực dương). Việc dùng aptomat ở cả hai nhánh thì đúng là có thể tăng độ tin cậy lên gấp đôi nhưng ở trường hợp này là không cần thiết - bởi vì như vậy sẽ làm tăng điện trở của các dây dẫn nối với ắc quy (mà với dòng ắc quy thường lớn thì khi đấu nối càng kém thì càng gây hao hụt năng lượng trên chính các điểm đấu nối này - thậm chí có thể gây cháy nếu nối dây không tốt và tiết diện dây quá nhỏ.

Như vậy các cực âm (nếu nhiều ắc quy) sẽ được đấu nối với nhau và đấu cố định vào kích điện, còn cực dương đấu nối với các nhánh của aptomat, phía sau aptomat sẽ đấu nối cố định vào kích điện. Việc nối qua aptomat không nhất thiết phải đúng quy ước từ đầu vào phía trên/đầu ra phía dưới mà có thể nối ngược lại cho thuận tiện. Lưu ý trong trường hợp kích điện đấu cực dương vào vỏ ắc quy (nhiều kích điện từ làm điều này bởi dàn tản nhiệt được nối với vỏ chúng trùng với cực dương) thì ta phải làm ngược lại: đấu cực dương với kích điện và các cực âm đấu qua aptomat. Trong mọi trường hợp đều tránh để vỏ kích điện có thể tiếp xúc trực tiếp với đất (nên kê chúng lên một vật bằng nhựa nếu như chúng không có chân bằng nhựa cách điện), cũng không được để bất kỳ một dây dẫn của ắc quy nào bị chạm xuống đất.

Trên thực tế các aptomat dòng lớn cỡ 80A, 100A, 125A... thì thường được sản xuất cho công nghiệp nên là loại 3 pha và có giá tiền khá đắt, để kinh tế nên dùng các aptomat 1 pha 2 nhánh. Với các aptomat hai nhánh thì trên lý thuyết có thể chia đôi dòng điện cần bảo vệ để chọn loại dòng aptomat - ví dụ 80A chỉ cần mắc song song 2 nhánh 40A. Trên thực tế thì việc đấu nối không bao giờ chuẩn nên có hiện tượng dòng sẽ đi khác nhau trên hai nhánh gây hiện tượng quá dòng trên một nhánh và cắt luôn cả hai. Vậy có thể chọn dòng cao hơn một chút - ví dụ cụ thể cho loại trên là aptomat 63A.

Sử dụng aptomat để bảo vệ chập mạch cho hệ ắc quy đấu song song

Trường hợp cụ thể trên đúng với việc sử dụng 1 ắc quy, nếu sử dụng 2 ắc quy mắc song song nhau thì cũng chỉ cần một aptomat 63A hai nhánh như trên rồi đấu mỗi ắc quy vào một nhánh, đầu ra nối chung với kích điện. Để có thể đóng ngắt từng ắc quy trong trường hợp này thì cần tách đôi phần cầu liên kết giữa hai nhánh để có thể đóng ngắt các nhánh một cách độc lập (dùng kéo để cắt chúng và dùng kìm để rút phần lõi thép của chúng ra).

Chọn tiết diện dây dẫn và đấu nối

Đúng lý thuyết thì chọn tiết diện dây dẫn cho dòng một chiều sẽ khác với dòng điện xoay chiều bởi dòng một chiều mang năng lượng lớn hơn. Trong trường hợp cụ thể cho các kích điện mà phần lớn là thuộc loại điện-từ thì dòng điện này cũng giao động tương tự xoay chiều nên có thể lấy bằng xoay chiều cũng được. Để đảm bảo an toàn hơn thì việc lựa chọn tiết diện lớn luôn luôn không bao giờ thừa - nhưng điều này thì lại gây khó khăn cho đấu nối: chẳng hạn như dây lớn thì thường khó mua hoặc quá cứng để nối, ghép nhiều dây mềm thì phải có các đầu cốt...

Đa phần các dây nối cho kích điện hiện nay đều sử dụng dây 10 mm2, được ép đầu cốt hai đầu hoặc một đầu đã được gắn cố định vào bên trong kích điện. Nếu trường hợp đặt các ắc quy xa hơn so với thiết kế thì dây nối thêm phải lớn hơn tiết diện dây hiện có để hạn chế thất thoát công suất trên dây. Tiết diện dây càng lớn nếu như đoạn nối càng dài.

Trên các cửa hàng thì thông dụng vẫn là các dây tiết diện 6 mm2 (ghi là 6 SQMM) trở xuống (dây đơn hoặc dây đôi), nếu không mua được các dây tiết diện lớn hơn thì có thể chập các dây loại nhỏ với nhau cho đủ tiết diện: chẳng hạn chập 2 sợi dây 6mm2 thành một sợi dây 12 mm2 hoặc chập 3 sợi dây 6 mm2 thành một sợi 18 mm2. Để thuận tiện cho phân biệt các cực âm và dương của ắc quy thì nên mua dây đôi, sau đó tước lớp vỏ bên ngoài bảo vệ để lấy hai sợi màu (đen/trắng) bên trong, sau đó chập các sợi trắng với trắng và đen với đen lại với nhau nhằm tránh lẫn lộn sau này.

Các dây 6 mm2 dùng nối trong điện dân dụng thường là loại dây nhiều sợi Đồng nhỏ. Nếu như dây kết hợp bởi nhiều sợi Đồng nhỏ thì tạo ra tổng thể dây mềm, dễ dàng cho việc uốn lượn và đi dây trong hệ thống gia đình thì nó lại không tiện cho việc đấu nối. Để toàn bộ các sợi nhỏ được dẫn điện thì nhất thiết phải dùng các đầu cốt được ép chặt chúng với nhau ở đầu dây. Các đầu cốt thường bằng Đồng (hoặc kim loại khác dẫn điện tốt (hoặc mạ Bạc) sẽ ép chặt các sợi với nhau và ép với đầu cốt để điện có thể truyền hoàn toàn vào các sợi và đầu các sợi được ép với nhau. Vậy các dây này nên sử dụng các đầu cốt ở đầu các đoạn dây, các đầu cốt có thể tìm thấy tại các hàng điện, các hàng bán ắc quy hoặc những nơi sửa ô tô. Các đầu cốt thường phải được ép bằng các kìm ép đầu cốt chuyên dùng (sử dụng thuỷ lực hoặc có cán dài để tăng lực bóp), nếu không có kìm này thì có thể dùng kìm thông thường bóp vào chúng và dùng búa gõ để tăng lực ép. Sau khi ép, nếu là đầu cốt hở thì có thể dùng mỏ hàn để hàn chúng vào đầu cốt hoặc ít nhất là cho thiếc bám vào đầu các sợi Đồng nhỏ để đảm bảo toàn bộ các sợi Đồng này dẫn điện. Trường hợp không ép đầu cốt hoặc ép không chặt sẽ dễ làm cho dây chỉ dẫn điện ở các sợi bên ngoài - dẫn đến các sợi này nhanh lão hoá và dẫn điện kém.

Trong mọi trường hợp thì sau khi đấu nối cần kiểm tra lại độ dẫn điện bằng cách cho kích điện vận hành ở mức tải lớn nhất cho phép của kích điện rồi kiểm tra nhiệt độ của dây dẫn và các vị trí đấu nối. Bất kỳ vị trí nào có nhiệt độ cao bất thường thì đều cần phải đấu nối lại. Nếu dây dẫn có nhiệt độ chỉ cần cảm nhận được hơi "âm ấm" một chút cũng cần tăng tiết diện dây để đảm bảo an toàn và tránh thất thoát trên dây.

Dùng đồng hồ đo điện ắc quy?

Theo dõi điện áp ắc quy là một việc cần thực hiện, nhưng theo dõi bằng cách lắp đặt liên tục một đồng hồ vôn kế một chiều tại đó thì chỉ phù hợp cho việc vận hành một hệ thống mà luôn có người ở đó nên không cần thiết. Ngoài ra còn một số lý do khác cho việc không nên lắp đồng hồ song song với ắc quy như sau:

- Đồng hồ kim mặc dù tiêu tốn một dòng rất nhỏ và không ảnh hưởng đến quá trình sử dụng kích điện nhưng dù sao chúng cũng tiêu tốn điện, do đó nếu chẳng may quên không nạp bảo dưỡng thì chúng làm nhanh sụt giảm điện hơn.

- Đồng hồ kim thường có vạch chia lớn (cỡ 1V hoặc 0,5V) nên sai số lớn, do đó thì việc giám sát quá trình sụt giảm điện áp hoặc khi nạp điện là không chính xác. Chế độ nạp, nạp bảo dưỡng, nạp nổi...và các chế độ làm việc của chúng chính xác đến cỡ 0,05V thì mới đảm bảo - do đó nên dùng một đồng hồ vạn năng cầm tay để giám sát quá trình này.

- Việc đấu nối đồng hồ kim tạo ra một nguy cơ chạm chập ắc quy bởi các cực của chúng gần nhau.

Như vậy chỉ nên dùng một đồng hồ vạn năng cầm tay để thỉnh thoảng cần đo kiểm điện áp ắc quy là phù hợp hơn việc đấu nối liên tục một đồng hồ giữa hai cực của chúng.

Cần nạp bảo dưỡng định kỳ cho ắc quy

Sau khi ngắt ắc quy ra khỏi kích điện và sau khi ngắt kích điện ra khỏi nguồn điện thì cần bảo quản kích điện và ắc quy. Với kích điện thì nên phủ vào chúng một tấm vải mỏng chắn bụi nhằm tránh hiện tượng quá nhiều bụi lọt vào bên trong chúng, với ắc quy cần nạp bảo dưỡng dịnh kỳ.

Mặc dù khuyến cáo của hãng ắc quy Tia Sáng thì nếu bảo quản ở nhiệt độ 40 độ C cần nạp lại cho chúng sau mỗi 9 tháng, nhưng để ắc quy có thể sẵn sàng sử dụng ngay khi mất điện thì nên nạp bảo dưỡng cho chúng khoảng 1 tháng 1 lần. Khi nạp bảo dưỡng cần nạp cho ắc quy đầy, để thử độ đầy ắc quy cần xem độ sụt giảm điện áp của chúng sau khi nạp: Điện áp sẽ giảm dần dần xuống mức 13-13,1V rồi gần như giữ tại đó trong khoảng thời gian dài.

Dù sao thì việc phụ nạp thường xuyên cũng tốt hơn cho ắc quy, nhưng mức điện áp phụ nạp thường xuyên này chỉ nên đặt ở mức 13,1 đến 13,5V mà không phải mức 13,8V như nhiều hãng kích điện đưa ra. Phụ nạp ở mức 13,8V chỉ phù hợp với tình trạng sử dụng ít nhất 1 lần/tuần (tức là 1 tuần thì có một lần mất điện và khi mất điện có sử dụng kích điện), nếu như để bảo quản hàng năm - thậm chí vài năm khi hiếm khi mất điện hoặc chỉ mất vài phút cho việc đảo pha, cân pha của ngành điện thì mức điện áp này là cao so với cần thiết.

Để phụ nạp ở mức 13,1-13,5V khá đơn giản nếu như dùng một biến áp 3A và IC ổn áp 15V, sau đó nối tiếp đầu ra của chúng với 3 đi ốt silic thông thường. Lợi dụng mức điện áp phân cực thuận của đi ốt là lớn hơn 0,6V (0,6V với dòng điện nhỏ, 0,65V hoặc lớn hơn với dòng lớn) nên việc nối tiếp 3 đi ốt sẽ giảm 1,8V, khi đó điện áp nạp phụ sẽ vào khoảng 13,2V. Lưu ý rằng không thể dùng hệ phụ nạp như vậy cho việc nạp ắc quy bởi dòng điện lớn nhất của IC ổn áp chỉ khoảng 1A và chỉ nên nối hệ phụ nạp này khi đã sạc đầy hoàn toàn các ắc quy. Với hệ phụ nạp thường xuyên hoạt động 24/24 như vậy sẽ đảm bảo cho ắc quy không hư hỏng trong thời gian dài.

Trương Mạnh An (05/2011)

XEM THÊM:

* Kích điện dùng ắc quy

* Ắc quy dùng trong kích điện.

* So sánh giữa kích điện và máy phát điện