Hệ số công suất đèn LED là gì? Ý nghĩa và công thức tính PF

Hệ số công suất của đèn LED là “thước đo” phản ánh chất lượng của bộ nguồn cùng khả năng sử dụng điện hiệu quả của hệ thống chiếu sáng. Tuy nhiên, nhiều người thường bỏ qua về thông số này. Vậy hệ số công suất đèn LED là gì, vì sao các nhà máy, khu sản xuất và doanh nghiệp đặc biệt quan tâm đến chỉ số PF khi lựa chọn đèn chiếu sáng? Trong bài viết này, DMT Light sẽ giúp bạn làm rõ những thông tin cốt lõi và dễ hiểu nhất.

1. Định nghĩa hệ số công suất của đèn LED

Trong các thiết bị điện, đặc biệt là đèn LED hiện đại, bạn sẽ dễ dàng bắt gặp các thông số kỹ thuật về hệ số công suất. Đây là chỉ số quan trọng nhưng dễ bị bỏ qua, vậy hệ số công suất của đèn LED là gì? Chỉ số PF là đơn vị gì và bao nhiêu là tốt? Mời bạn cùng tìm hiểu các thông tin xoay quanh về hệ số công suất ngay dưới đây: 

1.1. PF là đơn vị gì?

PF là tên viết tắt của cụm từ Power Pactor. Chỉ số PF là hệ số công suất được xuất hiện trong các thiết bị của dòng điện xoay chiều, được tính bằng tỷ lệ giữa công suất tiêu thụ thật và công suất biểu kiến. 

Giá trị của PF thường nằm trong đoạn từ 0 – 1 và được biểu thị bằng tỉ lệ phần trăm hoặc một số thập phân. Trong đó:

• PF = 1: Là giá trị lý tưởng, giúp các thiết bị sử dụng điện năng hiệu quả nhất. Không gây tổn hao. 
• PF = 0: Là thiết bị không chuyển hóa điện năng thành công việc hữu ích.
• PF <1: Là giá trị biểu thị một phần công suất cung cấp bị lãng phí, không được chuyển hóa thành công năng hữu ích. Nếu giá trị PF càng thấp đồng nghĩa tổn hao càng lớn. 

1.2. Vậy hệ số công suất của đèn LED là gì? 

Hệ số công suất của đèn LED là một chỉ số được dùng để đánh giá hiệu suất sử dụng điện của đèn. Đối với đèn LED, hệ số công suất PF có tác động đến việc sử dụng điện và chi phí điện của người dùng. 

Nếu chỉ số PF càng cao, đèn LED sẽ sử dụng điện hiệu quả hơn. Điều này có nghĩa là người dùng sẽ không phải trả thêm chi phí để phục vụ cho việc kích điện không hiệu quả (VAr) nữa. 

1.3. Công thức để tính hệ số công suất PF

Hiểu được khái niệm của hệ số công suất của đèn LED là gì sẽ giúp cho bạn dễ dàng tính được hệ số công suất của đèn. Dưới đây là công thức tính chỉ số PF của đèn LED:

• Công thức tính công suất thực: P = U.I.cosφ
• Công thức để tính công suất biểu kiến: S = U.I

Suy ra, công thức tính hệ số PF của đèn LED: PF = cosφ = P/S (0<= cosφ <=1).

Trong đó:

• cosφ: Là hệ số công suất (W/VA)
• P: Là đại diện cho mức công suất tiêu thụ thật (W)
• S: Biểu thị cho công suất biểu kiến (VA).

2. Ý nghĩa của hệ số công suất đèn LED

Đối với các thiết bị chiếu sáng, đặc biệt là đối với đèn LED, một hệ số công suất cao giúp bóng đèn LED mang lại nhiều ý nghĩa như: 

• Khả năng tiết kiệm năng lượng: Đèn LED cho chỉ số PF cao sẽ giúp sử dụng năng lượng từ nguồn điện hiệu quả hơn. Điều này không chỉ giúp tiết kiệm điện mà còn góp phần giảm tải hệ thống điện lưới quốc gia.
• Hạn chế tổn hao điện: Hệ số công suất thấp đồng nghĩa với việc một phần điện năng đang bị lãng phí dưới dạng nhiệt. Không chỉ gây khấu hao trong hệ thống điện mà còn làm giảm tuổi thọ của các thiết bị điện khác. 
• Đảm bảo chất lượng điện ổn định: Các thiết bị có chỉ số PF thấp có thể xuất hiện các hiện tượng như sóng hài (harmonic) gây nhiễu loạn điện và ảnh hưởng đến hoạt động của các thiết bị khác. Ngược lại, đèn có PF cao sẽ hạn chế được các vấn đề này và cải thiện chất lượng điện ổn định. 
• Kéo dài tuổi thọ đèn: Các bộ nguồn LED hiện đại ngày nay có chỉ số PF cao. Bởi vì các Driver được thiết kế tản nhiệt tốt hơn, giúp giảm thiểu nhiệt lượng sinh ra và nhờ đó gia tăng tuổi thọ cho đèn. 
• Tuân thủ các tiêu chuẩn: Hiện ở nhiều quốc gia và khu vực có các quy định và hệ số công suất để giảm tác động của tải điện của PF thấp lên đến hệ thống điện. 

3. Tại sao hệ sống công suất lại quan trọng trong doanh nghiệp sản xuất?

Hệ sống công suất của đèn LED đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực công nghiệp sản xuất. Bởi nó sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chi phí vận hành và hệ thống chiếu sáng công nghiệp, cụ thể là:

3.1. Tác động đến chi phí vận hành

Hệ số công suất có tác động trực tiếp đến chi phí vận hành thông qua các yếu tố như:

• Phí phạt chỉ số PF thấp: Công ty điện lực đang thực hiện việc áp dụng biểu phí đặc biệt cho những doanh nghiệp có PF thấp.
• Tăng công suất biểu kiến: Yêu cầu về dây dẫn và máy biến áp lớn hơn.
• Tăng tổn thất I²R: Khi PF thấp thì dẫn tới việc dòng điện cao hơn. Điều này kéo theo tổn thất nhiệt tăng theo bình phương dòng điện. 

3.2. Ảnh hưởng đến hệ thống chiếu sáng trong công nghiệp

Theo thống kê, hệ thống chiếu sáng trong nhà máy, kho bãi và các không gian công nghiệp khác thường chiếm từ 15-30% tổng phụ tải điện.

• Đèn LED High Bay với PF cao: Giúp giảm thiểu tải phản kháng.
• Giảm méo sóng hài (harmonic): Chỉ số PF cao sẽ ít gây sóng sóng hài hơn, bảo vệ hiệu quả thiết bị nhạy cảm.
• Tối ưu hóa khả năng vận hành: Cải thiện công suất khả dụng hiện có trên điện lưới. 

4. Tầm quan trọng của hệ số công suất với lĩnh vực dân dụng

Hệ số công suất đèn LED không chỉ đóng vai trò then chốt trong lĩnh vực công nghiệp mà còn có tác động không kém trong điện dân dụng. Cụ thể là: 

4.1. Tác động đến chi phí điện năng

Trong dân dụng, đặc biệt là với các hộ gia đình có mức tiêu thụ điện năng cao, việc sử dụng đèn có hệ số công suất thấp có thể dẫn đến các ảnh hưởng tiêu cực như:

• Gia tăng tổn thất đường dây trong hệ thống điện nhà ở.
• Hiệu quả của máy biến áp khu vực bị giảm xuống.
• Quá tải đường dây điện sẽ dẫn đến sụt áp.

Hiện hóa đơn điện dân dụng vẫn chưa tính phí trực tiếp cho chỉ số PF thấp. Tuy nhiên, các công ty điện lực vẫn phải bù đắp chi phí này và dẫn đến tăng giá điện chung. 

4.2. Ảnh hưởng đến thiết bị chiếu sáng dân dụng

Với sự phổ biến của các thiết bị điện tử và đèn LED, hệ số công suất cũng ngày càng trở nên quan trọng hơn trong lĩnh vực dân dụng:

• Đèn LED có PF thấp: Gây nhiễu loạn điện hay méo dạng sóng điện và làm ảnh hưởng không nhỏ đến thiết bị nhạy cảm. 
• Đèn LED có PF cao: Cho đèn hoạt động ổn định 

5. So sánh hệ số công suất của đèn trên thị trường

Ngày nay, các thiết bị chiếu sáng từ truyền thống đến hiện đại đều có hệ số công suất khác biệt đáng kể. Dưới đây là bảng so sánh nhanh của hệ số công suất từ các loại bóng đèn giúp bạn đọc dễ dàng đánh giá nhanh hơn:

Nhận xét chung: Đối với các dự án thực hiện, việc thay thế bóng đèn truyền thống như huỳnh quang, đèn sợi đốt bằng đèn LED hiện đại có hệ số công suất cao không chỉ giúp công suất tiêu thụ giảm mà hệ số công suất tổng thể của dự án cũng tăng lên đáng kể. Điều này giúp cho các doanh nghiệp tránh được khoản phí phạt PF thấp mỗi tháng. 

>>>Xem chi tiết hơn về: Ballast chấn lưu là gì? Chọn đúng tránh cháy bóng đèn

6. Các tiêu chuẩn và quy định về hệ số công suất của đèn là gì?

Trên thế giới và tại Việt Nam, đã có nhiều tiêu chuẩn và quy định về hệ số công suất của đèn LED nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm và hiệu quả sử dụng năng lượng.

6.1. Tiêu chuẩn Quốc tế

Các tiêu chuẩn Quốc tế quan trọng về hệ số công suất gồm:

• IEC 61000-3-2: Quy định về giới hạn sóng hài và gián tiếp yêu cầu PF tối thiểu.
• Energy Star: Yêu cầu chỉ số PF ≥ 0.7 cho đèn LED dưới 5W và PF ≥ 0.9 cho đèn LED trên 5W.
• EU Directive 2009/125/EC (ErP): Yêu cầu chỉ số PF tối thiểu cho sản phẩm chiếu sáng.

Theo báo cáo của International Energy Agency (IEA) cho biết, việc tuân thủ các tiêu chuẩn PF có thể tiết kiệm toàn cầu khoảng từ 60 – 80 TWh điện năng mỗi năm. 

6.2. Quy định hệ số công suất đèn tại Việt Nam

Tại Việt Nam, hệ số công suất cũng được quy định cụ thể theo:

• Thông tư 39/2015/TT-BCT: Quy định về mức giá điện có tính đến hệ số điều chỉnh cho PF thấp.
• QCVN 02:2020/BCT: Là quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về an toàn điện.
• TCVN 7447 (IEC 60364): Tiêu chuẩn về hệ thống điện áp bên trong tòa nhà. 

Ngoài ra, cũng theo quy định của EVN, khách hàng công nghiệp có hệ số công suất dưới 0.85 sẽ phải trả thêm phí theo công thức: [ Hệ số điều chỉnh = 0.85 / PF thực tế ].

Điều này cũng có nghĩa là nếu mọt nhà máy có PF = 0.70 thì họ sẽ cần trả thêm 21% tiền điện [0.85 / 0.70 = 1.21].

7. Các giải pháp cải thiện hệ số công suất của đèn

Hiện nay có nhiều giải pháp để cải thiện hệ số công suất của bóng đèn. Dưới đây là một số giải pháp cải thiện mà người dùng có thể tham khảo: 

7.1. Ưu tiên đèn LED chất lượng cao

Đây là giải pháp hữu hiệu nhất cho mỗi hộ gia đình. Bởi nếu đầu tư vào các loại đèn LED có tích hợp sẵn mạch PFC, không chỉ giúp cải thiện được hệ số công suất mà còn tận hưởng nhiều lợi ích vượt trội khác như:

• Cho chất lượng ánh sáng tốt và ổn định hơn.
• Đèn LED chất lượng hiện nay thường cho tuổi thọ từ 30.000 – 50.000 giờ. 
• Mức tiêu thụ điện thấp hơn và ít tỏa nhiệt hơn nhiều so với các mẫu đèn truyền thống.

Mặc dù chi phí đầu tư ban đầu cao hơn khoảng 30% – 50% những thời gian hoàn vốn thường chỉ từ 18 – 24 tháng. Đó là nhờ tính năng tiết kiệm điện và không phải bảo trì mỗi năm. 

>>> Gợi ý đến bạn các mẫu đèn LED chiếu sáng phổ biến nhất hiện nay

7.2. Lắp đặt tụ bù công suất

Đối với các hệ thống chiếu sáng lớn, việc lắp đặt tụ bù tập trung hoặc phân tán sẽ giúp cải thiện đáng kể hệ số công suất. Dù vậy, nhưng người dùng cũng cần lưu ý một vài vấn đề như: 

• Tụ bù phải được tính toán chính xác theo tải thực tế.
• Cần phải có thiết bị bảo vệ quá áp cho tụ bù
• Chi phí đầu tư vào tụ bù có thể khá cao.

7.3. Nâng cấp mạch nguồn 

Với các dòng đèn LED có nguồn rời, bạn cũng có thể thay thế driver cũ bằng driver mới có tích hợp PFC. Đây là giải pháp trung gian, chỉ phù hợp khi thân đèn còn tốt nhưng mạch nguồn bị xuống cấp.

7.4. Sử dụng bộ lọc sóng hài chủ động (Active Harmonic Filter)

Với các hệ thống lớn, đặc biệt là trong các lĩnh vực công nghiệp. Việc lắp đặt bộ lọc sóng hài chủ động không những giúp cải thiện hệ số công suất mà còn loại bỏ tình trạng gây nhiễu điện để bảo vệ các thiết bị nhạy cảm.

Việc hiểu rõ hệ số công suất của đèn LED sẽ giúp cho người tiêu dùng cẩn trọng hơn trong việc chọn mua các giải pháp chiếu sáng. Việc sử dụng đèn LED có chỉ số PF cao không chỉ giúp người dùng tiết kiệm chi phí, tránh tổn hao điện phát thải và góp phần bảo vệ môi trường. 

DMT Light là nhà cung cấp đèn điện LED chất lượng, uy tín được nhiều chủ đầu tư và hộ gia đình ưu tiên lựa chọn. Bạn đang cần tìm kiếm đèn LED với hệ số công suất cao phù hợp với nhu cầu dự án và ngân sách của bạn? Đừng ngần ngại liên hệ với chúng tôi qua số 0901.116.123 để được tư vấn chuyên sâu và hỗ trợ nhanh chóng. 

Câu hỏi thường gặp về hệ số công suất của đèn LED

1. Hệ số công suất càng cao thì đèn LED càng tiết kiệm?

Đúng vậy. Một bóng đèn LED có hệ số công suất PF > 0.9 được xem là tốt và khuyến khích sử dụng để chiếu sáng. Bởi nếu chỉ số PF quá thấp sẽ gây hao tổn điện năng và kéo theo chi phí sử dụng điện theo đó mà tăng lên. 

2. Làm sao biết đèn LED có hệ số công suất cao hay thấp?

Để biết hệ số công suất của đèn LED cao hay thấp, có 3 cách để nhận biết:

• Kiểm tra thông số kỹ thuật đèn: Một đèn LED chất lượng sẽ ghi rõ thông số PF trên bao bì sản phẩm, nhãn mác hoặc catalog. Nếu thiết bị không có thông tin này thì đó là dấu hiệu cảnh báo về chất lượng sản phẩm.
• Sử dụng thiết bị đo chuyên dụng: Máy đo công suất (Power Meter) chuyên dụng có thể đo trực tiếp hệ số công suất. Ngoài ra còn có thiết bị hiện đại như kìm đo điện năng cũng có chức năng này.
• Quan sát gián tiếp: Đèn có PF thấp thường có kích thước nhỏ hơn đáng kể do thiếu mạch PFC và thường có giá thành rẻ hơn nhiều so với sản phẩm tương đương nhưng cho PF cao. 

3. Hệ số công suất thấp có ảnh hưởng đến hóa đơn điện không? 

Đối với hộ gia đình, hệ số công suất thường không ảnh hưởng trực tiếp đến hóa đơn điện vì công tơ điện dân dụng chỉ đo công suất thực (kWh). Nhưng mà PF thấp vẫn có thể gây ra những ảnh hưởng gián tiếp như:

• Làm tăng tổn thất nhiệt trong hệ thống dây điện nhà, dẫn đến tình trạng lãng phí năng lượng.
• Khi hệ số công suất của đèn thấp sẽ vô tình gây quá tải cho đường dây dẫn đến sụt áp. Tệ hơn nữa là làm giảm hiệu suất của các thiết bị khác. 
• Nếu như trong tương lai, hệ thống điện lưới thông minh phổ biến hơn, nhiều công ty điện lực vẫn có thể áp dụng biểu giá có tính đến PF cho các khách hàng dân dụng.