Pin lưu trữ – BESS là gì? – Tại sao BESS là công nghệ điện năng tương lai NetZero
Lưu trữ năng lượng rất quan trọng để khử cacbon trong hệ thống điện và giảm phát thải khí nhà kính. Điều cần thiết là phải xây dựng các lưới điện linh hoạt, đáng tin cậy và giá cả phải chăng để có thể xử lý tính chất thay đổi của các nguồn năng lượng tái tạo như gió và mặt trời. Hiện nay có nhiều giải pháp lưu trữ năng lượng khác nhau, nhưng pin lưu trữ hiện là công nghệ được lựa chọn do tính linh hoạt, hiệu quả về chi phí và hiệu quả cao.
Hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin, hay BESS, là loại pin sạc có thể lưu trữ năng lượng từ các nguồn khác nhau và xả điện khi cần. BESS bao gồm nhiều pin được kết nối tổ hợp và có thể được sử dụng để cân bằng lưới điện, cung cấp nguồn điện dự phòng và cải thiện độ ổn định của lưới điện.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống lưu trữ năng lượng pin (BESS) rất đơn giản. Pin nhận điện từ lưới điện, trực tiếp từ nhà máy điện hoặc từ nguồn năng lượng tái tạo (tấm pin mặt trời, điện gió) hoặc nguồn năng lượng khác, sau đó lưu trữ dưới dạng dòng điện để giải phóng khi cần thiết.
Khi kết hợp với phần mềm, BESS sẽ trở thành nền tảng kết hợp khả năng lưu trữ năng lượng của pin với trí thông minh cần thiết để cung cấp khả năng quản lý nâng cao mức tiêu thụ năng lượng bằng cách khai thác các giải pháp AI, Machine Learning và dựa trên dữ liệu. Điều này làm cho pin trở thành một công cụ trong nỗ lực bù đắp biến đổi khí hậu, vì chúng cho phép sử dụng năng lượng linh hoạt hơn, cho phép người dùng thích ứng với những lúc cung và cầu lên xuống.
Nhìn chung, hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin thúc đẩy việc triển khai các nguồn tái tạo, giảm lượng khí thải carbon và mang lại chi phí thấp hơn cho các doanh nghiệp và hộ gia đình.
Các giải pháp BESS bao gồm các thành phần cốt lõi sau:
Hệ thống pin hoặc mô-đun pin – chứa các tế bào pin điện áp thấp riêng lẻ được sắp xếp trong các giá đỡ bên trong mô-đun hoặc vỏ hộp chứa. Tế bào pin chuyển đổi năng lượng hóa học thành năng lượng điện. Các pin được mắc nối tiếp và song song để đạt được dung lượng yêu cầu.
Vỏ bảo quản – dưới dạng mô-đun ngoài trời hoặc giải pháp đóng gói cùng với quản lý nhiệt.
Hệ thống quản lý pin (BMS) – đảm bảo pin hoạt động an toàn, đảm bảo pin hoạt động trong các thông số sạc và xả chính xác. Khi làm như vậy, BMS sẽ giám sát dòng điện, điện áp và nhiệt độ của pin, đồng thời ước tính trạng thái sạc (SoC) và Trạng thái sức khỏe (SoH) để ngăn ngừa rủi ro an toàn và đảm bảo hoạt động và hiệu suất đáng tin cậy.
Biến tần hoặc Hệ thống chuyển đổi nguồn (PCS) – pin tạo ra dòng điện một chiều (DC), mà PCS chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều (AC) được sử dụng cho lưới điện, các ứng dụng thương mại hoặc công nghiệp. Bộ biến tần hai chiều cho phép sạc và xả pin.
Hệ thống quản lý năng lượng (EMS) – kiểm soát và giám sát dòng năng lượng của BESS và các hệ thống. EMS điều phối BMS, bộ biến tần và các thành phần khác của hệ thống năng lượng pin bằng cách thu thập và phân tích dữ liệu được sử dụng để quản lý và tối ưu hóa hiệu suất tổng thể của hệ thống.
Hệ thống an toàn – tùy thuộc vào chức năng của hệ thống và điều kiện vận hành, BESS sẽ bao gồm hệ thống chữa cháy, phát hiện khói, hệ thống kiểm soát nhiệt độ và hệ thống làm mát, sưởi ấm và điều hòa không khí. Hệ thống giám sát và điều khiển chuyên dụng sẽ đảm bảo hoạt động an toàn của BESS và ngăn ngừa hỏa hoạn và các sự cố nguy hiểm. BESS cũng sẽ được đặt trong khu vực truy cập hạn chế an toàn và bao gồm giám sát camera quan sát.
Hệ thống lưu trữ năng lượng tại các khu công nghiệp, tòa nhà thương mại hay hộ gia đình có thể cung cấp điện năng tiêu thụ vào giờ cao điểm, và tích trữ sản lượng dư thừa từ hệ thống điện mặt trời áp mái (nếu có) giúp giảm việc lãng phí sản lượng dư thừa.
BESS nối lưới có thể hỗ trợ cung cấp một số dịch vụ ổn định lưới như: dịch chuyển phụ tải giúp giảm áp lực trên hệ thống truyền tải và phân phối, ổn định tần số, điện áp, giảm sự cấp bách nâng cấp hệ thống lưới điện cục bộ, …
Hệ thống pin lưu trữ lắp đặt tại các dự án nhà máy năng lượng tái tạo giúp ổn định chất lượng điện năng và công suất phát điện.
Tại các khu vực huyện đảo, những nơi chưa có điện lưới: Sự kết hợp giữ điện mặt trời/ điện gió cùng với lưu trữ BESS sẽ giúp cho các khu vực chưa có điện lưới, những nơi khó lắp đặt điện lưới có cơ hội được sử dụng điện.
Ngoài ra, còn nhiều các ứng dụng khác nữa của hệ thống pin lưu trữ năng lượng công suất thấp phổ biến như hệ thống điện mặt trời Hybrid gia đình, xe ô tô điện,…
Các loại pin lưu trữ đang ngày càng được phát triển và nâng cấp, dưới dây là một số loại pin điển hình:
Lithium-Ion (Li-Ion)
Lithium sắt photphat (LFP) và lithium niken mangan coban oxit (NMC) là hai loại hóa chất pin Li-ion phổ biến và phổ biến nhất cho các ứng dụng năng lượng pin. Pin Li-ion nhỏ, nhẹ, có công suất và mật độ năng lượng cao, yêu cầu bảo trì tối thiểu và có tuổi thọ dài. Pin lithium-ion cũng có thể được sạc nhanh và có tốc độ tự xả thấp.
Nhược điểm của công nghệ pin NMC là chi phí quá cao, dễ cháy, không chịu được nhiệt độ khắc nghiệt, sạc quá mức và xả quá mức.
Axit chì (PbA)
Pin Axit Chì (hay còn gọi là Acquy) đã được chứng minh rõ ràng trong ngành công nghiệp ô tô cũng như các ứng dụng UPS và lưới điện sau đồng hồ đo. Pin PbA được bán rộng rãi, giá thành thấp, có thể tái chế rộng rãi và có thể hoạt động hiệu quả ở cả nhiệt độ nóng và lạnh. Tuy nhiên, do những tiến bộ trong công nghệ pin Li-ion, pin axit chì có mật độ năng lượng thấp và sạc chậm.
Natri-Lưu Huỳnh (Na-S)
Pin natri-lưu huỳnh là một thiết bị làm từ muối nóng chảy. Pin Na-S có một số ưu điểm, bao gồm mật độ năng lượng và năng lượng cao, tuổi thọ dài và hoạt động đáng tin cậy ở nhiệt độ cực cao 300 đến 350 độ C. Tuy nhiên, công nghệ pin này chủ yếu phù hợp với các ứng dụng lưu trữ lưới cố định quy mô lớn do nhiệt độ hoạt động cao và độ nhạy ăn mòn. Natri cũng là một thành phần nguy hiểm vì nó rất dễ cháy và có khả năng gây nổ.
Pin dòng chảy
Pin dòng lưu trữ năng lượng trong dung dịch điện phân lỏng, không giống như vật liệu điện cực rắn của pin sạc truyền thống. Pin oxy hóa khử vanadi (VRB) là loại pin dòng phổ biến nhất và phù hợp với thời lượng dài hơn lên tới 8 giờ hoặc khi cần kéo dài tuổi thọ. Mặc dù có công suất năng lượng và tốc độ sạc/xả thấp nhưng pin dòng phản ứng nhanh và giảm nguy cơ cháy nổ do sử dụng chất điện phân không bắt lửa.
Kẽm Brom, xeri-kẽm
Pin kẽm-brôm là loại pin sạc sử dụng phản ứng giữa brom và kim loại kẽm để tạo ra dòng điện với chất điện phân gồm dung dịch kẽm bromua. Pin kẽm-brôm được phát triển để thay thế pin lithium-ion cho các ứng dụng nguồn điện cố định từ quy mô lưới điện đến quy mô gia đình. Chất điện phân gốc nước trong pin Zinc-bromine giúp hệ thống pin ít bị cháy và quá nhiệt hơn so với pin lithium-ion.
So với các công nghệ lưu trữ năng lượng hiện nay thì pin lưu trữ năng lượng ưu việt hơn:
Hiện tại, chúng tôi đang cung cấp 2 dòng pin lưu trữ là pin Lithium và pin muối. Các sản phẩm cụ thể gồm:
Modul lưu trữ có là những pin có dung lượng nhỏ từ 100A, 280A, 314A, 348A, 628A. Pin này sử dụng lưu trữ cho thiết bị tiêu thụ nhỏ hoặc sử dụng để ghép nối. Tuổi thọ pack pin trên 10.000 chu kỳ.
Sản phẩm này có thiết kế ống dẫn khí tuyệt vời đảm bảo tính đồng đều của nhiệt độ pin, tích hợp BMU và phòng cháy chữa cháy cấp mô-đun, quạt tốc độ có thể điều chỉnh bằng xung điện, tiết kiệm năng lượng. Pack pin được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy lưu trữ năng lượng quy mô lớn và hệ thống lưu trữ năng lượng vừa và nhỏ.
Pin lưu trữ điện hộ gia đình gồm nhiều khối modul pin xếp chồng lên nhau, và có khớp nối tự động ắn khớp đầu cos nối, dễ dàng lắp đặt, và an toàn. Pin đầy đủ hệ thống giám sát BMS và thiết bị bảo vệ an toàn. Pin có chống nước IP55. Sản phẩm sử dụng cho hộ gia đình sử dụng năng lượng mặt trời lưu trữ phát vào buổi tối hoặc các gia đình sử dụng dự phòng khi mất điện lưới.
Hệ thống pin lưu trữ điện năng lượng mặt trời gia đình được giám sát từ xa qua App điện thoại.
Pin lưu trữ khách sạn, khu nghỉ dưỡng resort có thể linh hoạt công suất và không gian lắp đặt, có thể lắp đặt cục bộ cho từng cụm thiết bị điện hoặc kết nối điện mặt trời để lưu trữ sử dụng hiệu quả cho giờ cao điểm.
Ngoài các thống số pin như hệ thống pin gia đình, Tủ pin dạng này có thêm bảo vệ ngắn mạch hai giai đoạn, giới hạn dòng điện nhanh được phân loại.
Cũng tương tự như pin lưu trữ điện cho các khách sạn, resort, Pin lưu trữ cho trung tâm thương mại, tòa nhà văn phòng cũng được sử dụng lưu trữ điện năng lượng mặt trời hoặc sử dụng lữu trữ vào giờ thấp điểm.
Tủ pin gồm nhiều pack pin kết nối với nhau, đầy đủ hệ thống giám sát, theo dõi qua APP, hệ thống làm mát, phòng cháy chữa cháy, bảo vệ ngắn mạch, …
Các tủ pin này cũng dễ dàng kết nối với nhau để nâng công suất lên đến 3,354 MWh.
Container lưu trữ năng lượng, còn được gọi là hệ thống lưu trữ năng lượng mô-đun, là các đơn vị có kích thước container vận chuyển lớn chứa pin tiên tiến và các công nghệ lưu trữ năng lượng khác. Các container này có thể dễ dàng vận chuyển và triển khai ở nhiều địa điểm khác nhau, mang lại sự linh hoạt và khả năng mở rộng để đáp ứng nhu cầu của các hệ thống điện khác nhau. Chúng có thể dễ dàng tích hợp với cơ sở hạ tầng hiện có hoặc có thể hoạt động như các đơn vị độc lập, khiến chúng trở nên cực kỳ linh hoạt.
Lợi ích khi lưu trữ tập trung container – BESS:
Dưới đây là hình ảnh các dự án đã lắp đặt của chúng tôi:
Xem các sản phẩm của chúng tôi tại trang: Sản phẩm
