Mất điện, nháy điện là nguyên nhân khiến các phụ tải quan trọng trong hệ thống dây chuyển sản xuất của ngành thực phẩm và đồ uống bị ảnh hưởng nghiêm trọng. Việc các phụ tải ngừng hoạt động đột ngột không chỉ ảnh hưởng đến tuổi thọ của thiết bị mà tổn thất lớn nhất các doanh nghiệp phải đối mặt đó là việc loại bỏ những sản phẩm không đạt tiêu chuẩn về an toàn thực phẩm cũng như thời gian thiết bị ngừng hoạt động để khắc phục sự cố.
Thêm vào đó, ngày nay các nhà máy sử dụng dây chuyền sản xuất thông minh để kiểm soát chi phí, giải quyết tình trạng thiếu lao động, nhu cầu về khả năng hiện thị năng suất sản xuất cũng như yêu cầu kết nối chặt chẽ hơn với nhà cung cấp và cả với khách hàng. Đó cũng là lý do vì sao các doanh nghiệp sản xuất thực phẩm, đồ uống cần phải có một nguồn điện liên tục và ổn định mà chúng tôi gọi là “Điện sạch”.
Các giải pháp chất lượng điện sẽ giúp cho các nhà sản xuất thực phẩm, đồ uống giải quyết được các vấn đề về điện và mang đến một nguồn điện sạch, đảm bảo cho hoạt động sản xuất liên tục đồng thời giúp doanh nghiệp tối đa hóa năng lực sản xuất của mình.
Mô hình bên dưới có thể là cách hiểu trực quan của quá trình cân bằng giữa nguồn phát và phụ tải nhằm giúp hệ thống điện ổn định và đảm bảo chất lượng. Chất lượng điện đại diện bởi điện áp và tần số, hãy tưởng tượng điện áp như một tờ giấy, trong đó phụ tải sẽ kéo tấm giấy xuống và nguồn phát sẽ kéo tấm giấy lên. Các lực này sẽ được bù trừ để tránh làm rách tấm giấy. Trong khi đó tần số như một chiếc thang nâng cần giữ ở điểm tần số định mức bằng cách điều chỉnh lực nâng (nguồn phát) và lực kéo xuống (phụ tải) (50Hz trong trường hợp ở Việt Nam).
Tương quan về điện áp giữa nguồn và tải
Tương quan về tần số giữa nguồn và tải
Như vậy điều gì sẽ xảy ra khi mà phụ tải cứ tăng lên mà nguồn phát không tăng, hay khi phụ tải không thay đổi mà nguồn phát bị giảm? Dĩ nhiên là thế cân bằng bị phá vỡ, điện áp và tần số bị ảnh hưởng trực tiếp gây ra các sự cố chất lượng điện.
Miền Bắc với đặc thù thời tiết có mùa mưa bão từ khoảng tháng 5 đến hết tháng 9, nên thông thường hằng năm các sự cố về chất lượng điện sẽ chủ yếu xảy ra vào mùa mưa bão (xem biểu đồ). Đây vốn đã là một vấn đề khiến các nhà máy công nghiệp nhức nhối và thường xuyên đi tìm lời giản cho việc đảm bảo sản xuất liên tục.
Đến năm nay, khi hiện tượng El Nino hoạt động mạnh gây ra các kiểu hình thời tiết cực đoan, hạn hán ở nhiều khu vực. khiến việc phát điện của hệ thống thuỷ điện bị ảnh hưởng nặng nề, 9 trên 11 nhà máy thuỷ điện bị dừng phát điện do không đủ nước. Trong khi đó cơ cấu nguồn điện ở khu vực phía bắc thì thuỷ điện chiếm 43% khiến nguồn cung ứng điện của miền Bắc bị thiếu hụt nghiêm trọng.
Nguồn cung điện thiếu hụt dẫn đến hàng loạt sự cố chất lượng điện xảy ra trên diện rộng và tần suất tăng vọt. Ngoài những sự cố dễ nhận diện như mất điện, thấp áp kéo dài, còn có các sự cố ngắn hạn như nháy điện, quá áp, mất điện do sự mất ổn định của lưới diễn ra chỉ trong vòng vài trăm mili giây nhưng lại ảnh hưởng lớn tới các dây chuyền sản xuất vốn rất nhạy cảm với độ ổn định và chất lượng nguồn điện như: nhà máy điện tử, nhà máy sản xuất dược phẩm, thiết bị y tế, nhà máy ô tô, dây chuyền tự động trong ngành thực phẩm & đồ uống (F&B), thiết bị y tế trong bệnh viện…
Thủy điện Sơn La không còn nước | Nguồn: Tiền Phong
Theo dự báo của trung tâm khí tượng thuỷ văn trung ương cũng như các cơ quan khí tượng thế giới, hiện tượng El Nino vẫn còn tiếp diễn và kéo dài đến năm 2024. Đó là một thách thức không hề nhỏ đối với đơn vị phát điện, phân phối điện cũng như các nhà máy công nghiệp.
Dự báo thiếu điện đã được đưa ra từ vài năm trước, tuy nhiên việc phát triển các nguồn điện một cách mất cân đối đã tác động tới nguồn cung và lưới hệ thống điện. Mặc dù ở miền Trung và miền Nam, năng lượng tái tạo dồi dào nhưng hạn chế trong việc truyền tải cũng như việc không ổn định trong việc phát điện phụ thuộc vào thời tiết (do đó mặc dù công suất đặt chiếm gần 27% nhưng thực tế chỉ huy động được khoảng 15%). Bên cạnh đó một số dự án nhà máy điện bị chậm tiến độ (miền Bắc hơn 3.000MW, miền Nam hơn 3.600MW), mục tiêu phát thải ròng về 0 theo cam kết tại hội nghị COP26, nhu cầu tiêu thụ điện cũng tăng lên do điều kiện khí hậu khắc nghiệt sẽ càng gây áp lực đối với yêu cầu chất lượng điện.
Làm gì trong bối cảnh này
“Tình trạng thiếu điện có thể diễn ra nhiều hơn nếu tốc độ tăng trưởng kinh tế phục hồi 6-7% như trước”, đó là nhận định của Chủ nhiệm Ủy ban Kinh tế Quốc hội ông Vũ Hồng Thanh.
Biến đổi khí hậu là câu chuyện chung của toàn nhân loại, thiếu điện diễn ra khắp nơi, không chỉ ở Việt Nam. Năm 2021, 2022 thiếu điện ở Trung Quốc gây tổn thất nặng nề cho các nhà máy công nghiệp, ảnh hưởng tới chuỗi cung ứng toàn cầu và có thể tiếp diễn năm nay. Nhật Bản cũng đang phải tiết giảm mạnh tiêu thụ điện khi không đủ nguồn cung… Những dự báo như vậy nhằm giúp các nhà máy công nghiệp, cơ sở sản xuất chuẩn bị phương án, chủ động ứng phó và tìm giải pháp phù hợp với những thách thức, nắm bắt tốt cơ hội khi nền kinh tế đang dần ấm trở lại sau một mùa đông dài của dịch bệnh và chiến tranh.
Sau hơn 2 năm kéo dài do Covid, hầu hết các nhà máy công nghệ cao trong các lĩnh vực y tế, dược phẩm, điện tử và bán dẫn trên thế giới cũng như Việt Nam đang nỗ lực bước vào giai đoạn phục hồi.
Tại Việt nam, với thực trạng cung ứng điện hiện nay, quá trình hồi phục tại các nhà máy đang diễn ra với những thử thách kép khi không chỉ phải tìm cách vượt qua bài toán suy giảm đơn hàng giảm mà còn là những thiệt hại khôn lường trước đến tần suất mất điện đột ngột, mất điện kéo dài hay nháy điện ngày một tăng và tăng dần từ 2020 đến nay.
Trong các nhà máy điện tử bán dẫn, dược phẩm, y tế, hầu hết các dây chuyền sản xuất đều sử dụng máy móc công nghệ cao để đảm bảo nâng cao hiệu suất hoạt động. Tuy nhiên các máy móc này cũng có yêu cầu rất cao về chất lượng điện để hoạt động đúng chức năng cũng như tuổi thọ thiết kế. Mỗi sự cố mất điện hay nháy điện đột ngột đều gây ra những tổn thất khổng lồ: ước tính trong mỗi nhà máy sản xuất bán dẫn của Samsung tại Hàn Quốc, mỗi sự cố mất điện, nháy điện có thể gây ra tổn thất lên đến 49 triệu USD.
Theo MDPI, tại Việt nam trong các nhà máy sản xuất y tế quy mô lớn, tổn thất tài chính quy đổi cho mỗi sự cố điện cũng dao động từ 30-50 nghìn USD qua những tác động đến hoạt động chung của dây chuyền sản xuất như:
Hoạt động sai chức năng trong quá trình kiểm soát nhiệt độ
Việc dừng hệ thống nén khí có thể tạo ra rất nhiều áp suất dương
Hoạt động sai chức năng của các thiết bị tự động hoá, thiết bị điện tử trong dây chuyền sản xuất
Rủi ro về việc phải loại bỏ các nguyên liệu khi đang trong quá trình sản xuất
Không đảm bảo chất lượng dược phẩm theo tiêu chuẩn của FDA
Tương tự như vậy trong các ngành sản xuất quan trọng khác như ô tô, F&B.. cũng đang phải đối mặt những thách thức kép mà một phần đến từ thực trạng chất lượng điện hiện nay.
Do đó khi việc cung ứng điện tại miền Bắc được dự báo sẽ tiếp tục khó khăn kéo dài đến 2025 thì các nhà máy cần chủ động xây dựng giải pháp bảo vệ các dây chuyền sản xuất quan trọng trước các sự cố mất điện, nháy điện sẽ còn tăng lên trong năm nay và những năm tới.
Ngành công nghiệp sản xuất chất bán dẫn ngày càng trở nên quan trọng vì chất bán dẫn đóng vai trò là vật liệu cốt lõi cho các linh kiện điện tử, từ các chip nhớ cực kỳ nhỏ gọn dung lượng lớn, các bộ vi xử lý tốc độ cao, đa năng đặc biệt trong xu thế phát triển rất nhanh của các hệ thống trí tuệ nhân tạo (AI) hiện nay, cho đến linh kiện điện tử độ tin cậy và hiệu quả cao cho các nhiệm vụ quan trọng. Ngày nay, ngành công nghiệp bán dẫn đã phát triển thành một ngành công nghiệp trị giá hàng tỷ đô la, chiếm gần 10% GDP thế giới.
Các bạn có thể nhận thấy, hiện nay, chất bán dẫn hiện diện ở khắp mọi nơi. Bất cứ khi nào bạn bật các thiết bị thông minh của mình lên để nhắn tin, lướt web, email, chụp ảnh/quay phim, nghe nhạc…tức là bạn đang bước vào thế giới của chất bán dẫn. Chính nhờ những thiết bị thông minh được sản xuất từ chất bán dẫn đã giúp chúng ta thay đổi cách sống và cách chúng ta nhìn nhận cũng như tiếp cận thế giới chỉ bằng một cú click. Bạn có thể dễ dàng nhìn thấy sự hiện diện của một số con chip hay màn hinh OLED khi bạn mở các thiết bị điện tử của mình lên. Nhưng, có một điều mà bạn có thể không biết, đó là để sản xuất ra những con chip thông minh và nhạy cảm này đòi hỏi một nguồn điện liên tục và cực kỳ ổn định mà các đơn vị cung cấp điện truyền thống không thể đảm bảo được chất lượng điện năng cho các nhà máy sản xuất bán dẫn.
Giải pháp chống nháy điện ra đời nhằm đảm bảo chất lượng nguồn điện cho các nhà máy sản xuất điện tử bán dẫn. Các phi phí phát sinh do nhà máy phải dừng hoạt động do mất điện, nháy điện, hàng hóa hư hỏng, thậm chí tổn thất đến lợi nhuận của doanh nghiệp là rất lớn. Việc đầu tư một giải pháp chất lượng điện phù hợp sẽ giúp doanh nghiệp chủ động bảo vệ hệ thống dây chuyền sản xuất trước sự không ổn định của nguồn điện và tránh được những tổn thất do mất điện/nháy điện gây ra. Bộ điều hòa điện áp là giải pháp chống nháy điện, sụt áp “không dùng pin” giúp doanh nghiệp tối ưu được chi phí vận hành, chi phí bảo trì mà vẫn giải quyết được các vấn đề liên quan đến chất lượng điện. Ngoài ra, giải pháp UPS công nghiệp cũng đã giúp các nhà sản xuất chất bán dẫn giải quyết được vấn đề về nguồn điện sạch phục vụ sản xuất. Giải pháp này đã được các nhà sản xuất lớn trên thế giới như Samsung (Hàn Quốc), Toshiba Mobile Display Co. Ltd (Nhật Bản), SK Hynix (Hàn Quốc), ShinEtsu (Nhật Bản), LG Electronics (Hàn Quốc)… sử dụng và ghi nhận những hiệu quả rõ ràng trong việc bảo vệ các phụ tải quan trọng trong các dây chuyền sản xuất.
