Năng lượng tái tạo là nguồn năng lượng sạch, bền vững và có tiềm năng phát triển lớn trong tương lai. Tuy nhiên, năng lượng tái tạo cũng có nhược điểm là không ổn định, không liên tục và phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên. Để khắc phục những hạn chế này, hệ thống pin lưu trữ điện là giải pháp hiệu quả và thiết thực. Cùng CHINT Việt Nam tìm hiểu về nguyên lý hoạt động, ứng dụng và lợi ích của hệ thống này qua bài viết sau đây.
Bài viết liên quan:
Hệ thống pin lưu trữ điện là giải pháp hiệu quả và thiết thực để khắc phục những hạn chế về năng lượng tái tạo
(Nguồn: Kittipong Jirasukhanont)
1. Hệ thống pin lưu trữ điện tái tạo là gì?
Hệ thống pin lưu trữ điện tái tạo là một loại hệ thống lưu trữ năng lượng sử dụng pin lithium-ion để tích trữ năng lượng từ các nguồn năng lượng tái tạo như điện mặt trời, điện gió, điện sinh khối… Pin lithium-ion được sử dụng phổ biến nhất trong các hệ thống do có tuổi thọ cao, hiệu suất cao, an toàn cao và chi phí vận hành thấp.
Hệ thống này có thể cung cấp năng lượng cho lưới điện hoặc cho các ứng dụng độc lập. Chúng giúp cải thiện sự ổn định, an toàn và hiệu quả của hệ thống điện.
2. Hệ thống pin lưu trữ điện bao gồm những thiết bị nào?
Hệ thống lưu trữ điện bao gồm những thiết bị sau:
- Tấm pin năng lượng: Đây là thiết bị chuyển đổi năng lượng ánh sáng mặt trời thành năng lượng điện dưới dạng dòng điện một chiều (DC). Chúng có thể được kết nối song song hoặc nối tiếp để tạo ra công suất và điện áp phù hợp với yêu cầu của hệ thống.
- Ắc quy hoặc pin để lưu trữ điện: Đây là thiết bị trọng yếu, đóng vai trò lưu trữ điện năng được sản xuất từ tấm pin năng lượng mặt trời, sau đó dòng điện từ pin lithium sẽ được chuyển đổi nhờ biến tần inverter và cung cấp điện cho các tải tiêu thụ điện.
- Inverter Hybrid: Thiết bị đóng vai trò chuyển đổi dòng điện một chiều (DC) từ tấm pin năng lượng hoặc pin lưu trữ thành dòng điện xoay chiều (AC) để cấp cho các thiết bị tiêu thụ. Thiết bị này còn có khả năng kết nối với lưới điện để truyền năng lượng điện dư thừa hoặc lấy điện từ nguồn lưới khi cần thiết. Inverter hybrid cũng có chức năng quản lý và kiểm soát hệ thống, giúp tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng tái tạo.
Tấm pin năng lượng là thiết bị quan trọng trong hệ thống pin lưu trữ điện
(Nguồn: Báo Dân Trí)
3. Hoạt động của hệ thống pin lưu trữ điện
Các tấm pin mặt trời chuyển đổi năng lượng từ mặt trời thành điện năng. Sau đó, chúng được đưa qua hệ thống biến tần để biến nó thành điện năng để bạn có thể sử dụng trong gia đình.
Nếu lắp đặt pin lưu trữ điện tại nhà, bất kỳ nguồn điện nào mà các tấm pin của bạn tạo ra mà không sử dụng ngay sẽ được lưu trữ trong pin, thay vì được đưa trở lại lưới điện. Điều này giúp tận dụng tối đa lượng điện tạo ra, bạn có thể sử dụng nó khi cần hoặc chưa cần tới.
Hệ thống sẽ chỉ xuất điện vào lưới điện nếu pin đã được sạc đầy và các tấm pin mặt trời đang tạo ra lượng điện dư thừa mà không thể sử dụng. Và nhà của bạn sẽ chỉ lấy điện từ lưới điện nếu pin không có đủ điện để đáp ứng nhu cầu.
Hệ thống lưu trữ điện được quản lý bởi hệ thống quản lý pin (BMS) – bộ não của hệ thống pin. BMS với chức năng chính là bảo vệ pin khỏi bị hư hại trong các tình huống vận hành khác nhau, đảm bảo rằng pin hoạt động trong phạm vi xác định trước.
4. Các hệ thống lưu trữ năng lượng và những lợi ích
Hệ thống lưu trữ năng lượng đóng vai trò quan trọng. Mỗi loại hệ thống khác nhau sẽ mang lại những lợi ích khác nhau.
4.1 Hệ thống pin lưu trữ năng lượng hỗn hợp
Đây là loại hệ thống lưu trữ điện sử dụng pin lithium-ion để tích trữ năng lượng từ các nguồn năng lượng tái tạo. Hệ thống này có khả năng kết nối với cả hai loại dòng điện một chiều (DC) và xoay chiều (AC). Nhờ đó, chúng có thể cung cấp năng lượng cho các thiết bị tiêu thụ khác nhau.
4.2 Hệ thống pin lưu trữ năng lượng kết hợp DC/AC
Loại hệ thống lưu trữ năng lượng kết hợp DC/AC có thể kết nối với cả hai loại dòng điện một chiều (DC) và xoay chiều (AC), nhưng không tích hợp trong cùng một thiết bị như hệ thống pin lưu trữ điện hỗn hợp. Thay vào đó, hệ thống này sử dụng hai thiết bị riêng biệt là inverter DC/AC và inverter AC/DC để chuyển đổi dòng điện.
4.3 Hệ thống pin lưu trữ năng lượng ngoài lưới
Hệ thống pin lưu trữ năng lượng ngoài lưới không kết nối với lưới điện, mà hoạt động độc lập. Chúng có thể cung cấp năng lượng cho các ứng dụng ở những nơi không có hoặc khó có được điện từ lưới điện.
Mỗi loại hệ thống khác nhau sẽ mang lại những lợi ích khác nhau
(Nguồn: Energy Forum)
5. Lợi ích của hệ thống pin lưu trữ năng lượng dân dụng
Hệ thống pin lưu trữ năng lượng dân dụng là hệ thống lưu trữ năng lượng từ các nguồn năng lượng tái tạo để cung cấp năng lượng cho các thiết bị tiêu thụ trong nhà. Hệ thống lưu trữ điện dân dụng có nhiều lợi ích, trong đó có thể kể đến:
- Cung cấp điện cho các thiết bị tiêu thụ trong nhà, giảm lượng điện phải mua từ lưới hoặc cũng có thể bán lại năng lượng dư thừa cho lưới điện, tạo ra thu nhập.
- Lưu trữ điện, duy trì nguồn cung điện liên tục và ổn định cho nhà của bạn, không bị ảnh hưởng bởi sự cố của lưới điện hoặc thiếu hụt năng lượng.
- Giảm lượng khí thải carbon, góp phần ứng phó với biến đổi khí hậu và bảo vệ tài nguyên.
- Không gây ô nhiễm tiếng ồn, không làm phiền hàng xóm của bạn, khác với máy phát điện.
- Ổn định và tối ưu hóa việc sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo, giảm thiểu sự phụ thuộc vào các nguồn năng lượng hóa thạch.
6. Ưu và nhược điểm của hệ thống pin lưu trữ điện
Hệ thống pin lưu trữ điện tái tạo có nhiều ưu điểm như:
- Có nguồn điện dự trữ để ứng phó với các tình huống cúp điện và sự cố lưới điện khác.
- Tiết kiệm chi phí điện bằng cách sử dụng năng lượng từ pin lưu trữ vào những giờ cao điểm có giá điện cao nhất trong ngày.
- Bảo tồn điện mặt trời vào ban ngày để dùng vào ban đêm, giúp họ giảm hóa đơn tiền điện.
- Không cần bảo trì thường xuyên.
- Tăng cường khả năng tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo vào lưới điện, giải quyết vấn đề dao động và không ổn định của các nguồn này.
- Cung cấp dịch vụ phụ trợ cho lưới điện như điều chỉnh tần số, dự trữ xoay,…
Tuy nhiên, hệ thống pin lưu trữ điện tái tạo cũng gặp một số thách thức như:
- Chi phí đầu tư ban đầu cao, tuổi thọ pin có hạn, yêu cầu bảo trì và an toàn cao.
- Thiếu các cơ chế, chính sách và tiêu chuẩn kỹ thuật để khuyến khích và quản lý việc phát triển hệ thống.
- Thiếu nguồn nhân lực có chuyên môn và kinh nghiệm trong thiết kế, lắp đặt và vận hành hệ thống lưu trữ điện.
- Pin thường chứa các chất hóa học nguy hiểm, kim loại hiếm hoặc cả hai – điều này làm giảm tính bền vững của chúng. Tuy nhiên, điều này được cân bằng một phần khi kết hợp với các tấm pin mặt trời.
- Hệ thống lưu trữ pin có tuổi thọ nhất định cũng như công suất lưu trữ sẽ bị suy giảm theo năm. Điều này dẫn đến việc người dùng phải thay thế hệ thống pin ở thời điểm công suất lưu trữ bị giảm quá nhiều. Thời gian tuổi thọ của pin lưu trữ thường từ 5 đến 10 năm.
7. Ứng dụng của hệ thống pin lưu trữ điện năng
Hệ thống pin lưu trữ điện năng được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống. Trong đó, có thể đề cập đến 2 nhóm ứng dụng chính:
7.1 Ứng dụng vào lưới điện
Hệ thống pin lưu trữ điện năng có thể kết nối với lưới điện để cung cấp các dịch vụ phụ trợ như điều chỉnh tần số, ổn định điện áp, phủ đỉnh nhu cầu… Hệ thống này cũng có thể giúp ổn định và tối ưu hóa việc sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo, giảm thiểu sự phụ thuộc vào các nguồn năng lượng hóa thạch. Đã có nhiều ứng dụng của hệ thống pin lưu trữ cho lưới điện như:
- Dự án hệ thống pin lưu trữ 3 MW/6 MWh của Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) tại tỉnh Bình Thuận.
- Dự án hệ thống pin lưu trữ 1 MW/4 MWh của Công ty TNHH MTV Điện Lực Bình Định tại tỉnh Bình Định.
- Dự án hệ thống pin lưu trữ 0.5 MW/1 MWh của Công ty TNHH MTV Điện Lực Quảng Ngãi tại tỉnh Quảng Ngãi.
7.2 Ứng dụng vào các thiết bị tiêu thụ
Hệ thống pin lưu trữ có thể cung cấp năng lượng cho các thiết bị tiêu thụ trong nhà, trong công nghiệp hoặc trong các khu vực không có hoặc khó có được điện từ lưới. Bộ lưu trữ điện có thể giúp giảm chi phí điện, an ninh năng lượng và bảo vệ môi trường. Một số ví dụ về ứng dụng cho các thiết bị tiêu thụ là:
- Hệ thống pin lưu trữ năng lượng dân dụng
- Hệ thống pin lưu trữ năng lượng công nghiệp
- Hệ thống pin lưu trữ năng lượng ngoài lưới
Một mẫu ví dụ về ứng dụng cho các thiết bị tiêu thụ
(Nguồn: Marvel Vietnam)
8. CHINT với giải pháp hệ thống pin lưu trữ điện tái tạo
CHINT Việt Nam là đại diện chính thức của CHINT Global tại Việt Nam – thương hiệu toàn cầu về giải pháp năng lượng thông minh. CHINT chuyên cung cấp các giải pháp và thiết bị năng lượng hoàn chỉnh cho toàn chuỗi công nghiệp như thiết bị điện thông minh, năng lượng xanh, điều khiển – tự động hóa công nghiệp, nhà thông minh và vườn ươm doanh nghiệp.
Trong đó, hệ thống pin lưu trữ điện tái tạo là một trong những giải pháp nổi bật của CHINT Việt Nam. Hệ thống được thiết kế để tích trữ năng lượng từ các nguồn năng lượng tái tạo như điện mặt trời, điện gió… để cung cấp năng lượng cho các thiết bị tiêu thụ. Với nhiều ưu điểm vượt trội mà hệ thống mang lại, hệ thống này đang dần phổ biến và được sử dụng rộng rãi.
Tóm lại, hệ thống pin lưu trữ điện là một công nghệ tiên tiến và hữu ích trong bối cảnh biến đổi khí hậu, chuyển dịch năng lượng. Chúng cũng mang lại nhiều lợi ích kinh tế và xã hội cho người dùng, nhà sản xuất và nhà quản lý nhưng cũng đang gặp một số thách thức về chi phí, tuổi thọ, an toàn, chính sách. CHINT Việt Nam hy vọng bài viết này mang lại thông tin hữu ích về chủ đề này. Theo dõi website để cập nhật thông tin mới nhất về các giải pháp năng lượng.
Bài viết và hình ảnh được tổng hợp bởi CHINT Việt Nam.
---------------------------------
CHINT VIETNAM - Văn phòng đại diện chính thức của Tập Đoàn CHINT tại Việt Nam.
Hotline: 033.258.7777
Wesbite: chintglobal.vn
Email: service.vn@chintglobal.com
Địa chỉ: Tòa nhà Sonatus - Số 15 Lê Thánh Tôn, phường Bến Nghé, Quận 1, TP. HCM
