Pin tích trữ năng lượng mặt trời là gì – những điều cơ bản?
Trong bài viết này, bạn sẽ tìm hiểu tất cả về pin lưu trữ điện mặt trời.
Bạn sẽ hiểu được sự khác biệt giữa các loại pin lưu trữ, cách chúng phối hợp với hệ thống điện mặt trời, bạn sẽ cần số lượng bao nhiêu và nhiều thứ hơn nữa.
Pin lưu trữ Điện mặt trời là gì?
Tất cả ý tưởng về pin lưu trữ điện mặt trời là về tích trữ năng lượng lại để sử dụng cho nhu cầu vào thời điểm khác, khái niệm hoàn toàn giống về phương pháp giải quyết vấn đề năng lượng điện mặt trời nhưng có một số khác biệt cơ bản giữa pin thông thường ta sử dụng hàng ngày với Pin lưu trữ điện mặt trời.
Những thứ chúng ta cần cho một hệ thống:
- Tích trữ năng lượng mặt trời vào pin lưu trữ thông qua Biến tần vào buổi sáng.
- Sử dụng năng lượng lưu trữ vào buổi tối khi hệ thống điện mặt trời ngưng hoạt động.
- Sau đó sạc lại vào ngày hôm sau và lập lại quá trình như vậy.
Chu kỳ xả sâu
Bạn sẽ nghe về thuật ngữ “Chu kỳ xả sâu”, vậy điều này đề cập về vấn đề gì? Chu kỳ xả sâu của pin lưu trữ điện mặt trời được thiết kế để xả đến khi gần hết dung lượng của nó một cách thường xuyên. Độ xả sâu sẽ phụ thuộc vào loại pin lưu trữ mà bạn chọn
Với loại ắc quy axit chì điển hình, bạn sẽ có 50% Độ xả sâu (DoD). Trong khi pin Lithium-ion lưu trữ điện mặt trời có thể đạt tới 80%, đây là điều quan trọng cần hiểu khi tính toán dung lượng pin lưu trữ để đáp ứng cho nhu cầu của bạn.
Loại pin lưu trữ nào là thích hợp nhất để tích trữ điện mặt trời?
Nói một cách đơn gián, có 2 loại chính dành cho vấn đề này là ắc quy axit chì và pin Lithium-ion.
Ắc quy axit chì ngập nước (ắc quy ướt) – FLA
Với một số ưng dụng về điện mặt trời, ắc quy axit chì hoạt động một cách hoàn hảo. Chúng đã được sử dụng cho điện mặt trời thì khi mới bắt đầu. Được khuyến nghị cho những đối tượng hướng đến ngân sách đầu tư, chúng chó giá thành rẻ nhưng yêu cầu phải được bảo dưỡng thường xuyên.
Ắc quy ướt hoạt động như thế nào?
Thường được biết đến là ngập nước hay cell ướt, chúng có các cell ngập trong dung dịch axit sulfuric (H2SO4).
Việc bảo dưỡng bao gồm bổ sung nước cất hàng tháng, thông gió cho khí gas thoát ra ngoài. Với mô hình FLA, dung dịch axit phản ứng với các tấm chì tạo ra hydro và oxy.
Ưu điểm:
- Giá thành rẻ, lý tưởng khi mới bắt đầu hệ thống.
- Vòng đời khoảng 5-7 năm (tùy theo thương hiệu).
Nhược điểm:
- Cần phải được bảo dưỡng thường xuyên.
- Bắt buộc có hệ thống thông gió và làm mát.
Ắc quy axit chì kín khí (ắc quy khô) – SLA
Là sự cải tiến của phiên bản ắc quy ướt, ắc quy axit chì kín khí loại bỏ đi nhu cầu bảo dưỡng thường xuyên so với loại trước đó.
Tuy nhiên, nó không phải không có nhược điểm, tuổi thọ của dòng ắc quy này ngắn hơn (tùy thuộc vào thương hiệu) và có giá thành cao hơn, chúng có thể tạo ra sự khác biệt nếu nhu cầu của bạn là một lượng lớn dung lượng lưu trữ.
Ắc quy axit chì kín khí hoạt động như thế nào?
AGM (Absorbent Glass Mat – dạng Kính hấp thụ) có khả năng chịu được nhiệt độ cao hơn với mức độ tự xả điện thấp khi chúng ở chế độ chờ (không tải). Các cell có điện trở thấp hơn so với các cell thông thường, chúng không bị rò rỉ và không nhất thiết phải đặt đứng.
Ưu điểm:
- Kín hoàn toàn nên nguy cơ rò rỉ thấp.
- Không cần bảo dưỡng.
- Không cần phải đặt đứng.
- Sạc nhanh hơn với điện áp định mức thấp hơn.
Nhược điểm:
- Vòng đời khoảng 3-5 năm (tùy theo thương hiệu).
- Giá thành mắc hơn.
Pin Lithium-ion
Là loại pin có hiệu quả cao nhất trên thị trường hiện nay, công nghệ pin Lithium-ion là tương lai của lưu trữ điện mặt trời. Chúng có lượng tổn hao thấp trong quá trình sạc và xả. Chu kỳ xả cũng sâu hơn, cho phép sử dụng nhiều dung lượng hơn với vòng đời dài.
Hoàn toàn không cần phải được bảo dưỡng, pin Li-ion nhẹ hơn, nhỏ gọn hơn và chúng không sinh ra nhiều nhiệt như những dòng ắc quy axit chì nên rất hoàn hảo cho các dự án có không gian giới hạn.
Ưu điểm:
- Không cần bảo dưỡng thường xuyên.
- Nhẹ hơn và nhỏ gọn hơn.
- Không nhất thiết phải đặt đứng.
- Số chu kỳ xả nhiều hơn (5000-7000).
- Có thể phát ra 100% năng lượng được lưu trữ.
- Vòng đời trong khoảng 10-20 năm.
- Hiệu suất sạc và xả cao, hơn 95%.
Nhược điểm:
- Giá thành cao hơn a xít chì, nhưng đang có một cuộc cách mạng giá do hưởng lợi từ cách mạng xe điện..
Thương hiệu Pin lưu trữ Điện mặt trời tốt nhất hiện nay
Cũng như các thành phần khác trong hệ thống, thương hiệu của pin lưu trữ liên quan chặt chẽ đến chất lượng của sản phẩm, Pin lưu trữ điện mặt trời cũng không khác gì về mặt này. Sau đây là các thương hiệu mà chúng tôi đề xuất:
TESVOLT chuyên về hệ thống lưu trữ pin thương mại.
Tesvolt là một công ty sáng tạo từ Lutherstadt Wittenberg ở Đức và sản xuất hệ thống lưu trữ năng lượng với các tế bào pin lithium hình lăng trụ hiện đại của Samsung SDI , dựa trên niken mangan coban oxit.
Hệ thống lưu trữ năng lượng TESVOLT hoạt động tốt ở điện áp thấp cũng như ở điện áp cao và có thể được kết nối với tất cả các hình thức tạo ra năng lượng: mặt trời, gió, nước và nhiệt và điện kết hợp – trên lưới và ngoài lưới. Tất cả các hệ thống lưu trữ được sản xuất tại Đức.
TESVOLT hiện có một chi nhánh gồm các chuyên gia kỹ thuật tại Úc (tại Văn phòng Perth của chúng tôi ở WA) sẵn sàng phục vụ nhu cầu ngày càng tăng về các hệ thống lưu trữ năng lượng thương mại trên toàn quốc.
Điều gì làm cho TESVOLT tốt hơn?
Đặc biệt, hệ thống quản lý pin (BMS) của Tesvolr là thứ khiến hãng này khác biệt với các công nghệ thay thế khác.
BMS, do chính công ty phát triển, làm cho hệ thống lưu trữ năng lượng TESVOLT trở nên đặc biệt bền bỉ và tiết kiệm. Hệ thống quản lý pin của TESVOLT đảm bảo rằng các tế bào pin luôn được sạc và xả tối ưu. Cân bằng ô hoạt động không chỉ giới hạn ở các ô trong mô-đun pin, mà còn tối ưu hóa các mô-đun pin khác nhau để phù hợp với nhau.
Nhiệt độ, điện áp và trạng thái sạc của từng tế bào hoặc mô-đun pin riêng lẻ được theo dõi, giúp tăng tuổi thọ của các tế bào một cách đáng kể.
Điều này mang lại cho hệ thống lưu trữ TESVOLT tuổi thọ sử dụng lên đến 30 năm, tương đương với khoảng 8.000 chu kỳ sạc hoàn chỉnh với độ sâu xả (DoD) là 100%.
PylonTech
Công ty TNHH Công nghệ Pylon được thành lập vào năm 2009 được coi là nhà tiên phong cho pin LFP (Lithium sắt phosphate) được triển khai trong các ESS (hệ thống lưu trữ năng lượng).
Các sản phẩm pin lưu trữ và giải pháp của Pylontech được sử dụng trong các phương tiện cao cấp, hệ thống dữ liệu đám mây, nguồn dự phòng cho viễn thông, các hệ thống lưu trữ năng lượng mới và ô tô điện.
Các đặc trưng nổi bật:
- Sự đổi mới.
- Chất lượng cao.
- Chuyên về công nghệ pin Lithium.
- Được sử dụng bởi nhiều công ty chẳng hạn như Apple.
- Đoạt nhiều giải thưởng.
- Chất lượng tương xứng với giá trị.
Tesla
Trừ khi bạn đang sống dưới một tảng đá, chắc rằng bạn đã từng nghe về Tesla, danh tiếng của họ về sự đổi mới đã xuất hiện trên các tiêu đề tin tức trên khắp thế giới.
Được thành lập vào năm 2005, Tesla đã phân nhánh vào Năng lượng mặt trời vào năm 2016, mặc dù là một công ty còn trẻ nhưng họ đã có những sản phẩm được thiết kế rất tốt.
Các đặc trưng nổi bật:
- Sự sáng tạo.
- Chất lượng cao.
- Công nghệ hiện đại.
Victron
Victron có uy tín lớn về cải tiến kỹ thuật, xây dựng chất lượng và độ tin cậy.
Được thành lập vào năm 1975, công ty có trụ sở tại Hà Lan này sản xuất nhiều loại sản phẩm năng lượng mặt trời khác nhau. Họ phân phối ra quốc tế và cung cấp phần lớn cho các đơn vị lắp đặt và đại lý.
Các đặc trưng nổi bật:
- Được quốc tế công nhận.
- Chất lượng cao.
- Hiện đại.
- Dich vụ hỗ trợ tốt.
- Danh tiếng tốt.
- Dòng sản phẩm Li-ion có chất lượng tốt vơi giá cả phải chăng.
Nhà sản xuất bộ lưu trữ năng lượng Alpha ESS được thành lập vào năm 2012. Một công ty có văn phòng tại Úc, Anh, Đức và Ý.
AlphaESS là một trong những nhà cung cấp giải pháp và dịch vụ lưu trữ năng lượng hàng đầu trên toàn cầu. Công ty chuyên về thị trường dân dụng và thương mại, nhằm cung cấp các giải pháp hiệu quả nhất về chi phí và phù hợp với mục đích. AlphaESS có hơn 10 công ty con cung cấp dịch vụ địa phương và hơn 60.000 hệ thống đang hoạt động tại hơn 60 quốc gia, cho phép hàng triệu người sống với nguồn năng lượng sạch, dễ tiếp cận và đáng tin cậy.
Tại Việt Nam, dòng sản phẩm Alpha-ESS chính là Storion SMILE. Đây là thiết bị tất cả trong một, có nghĩa là hệ thống bao gồm pin, hệ thống quản lý pin (BMS) và biến tần.
Các mô-đun pin được sử dụng trong Storion SMILE là hóa học lithium sắt phosphate; hóa chất đang được sử dụng rộng rãi được coi là loại công nghệ pin lithium ion an toàn nhất.
Phạm vi Storion SMILE có sẵn với nhiều công suất khác nhau và có sẵn các tùy chọn ghép nối AC / DC / Hybrid . Thiết bị này có khả năng bảo vệ mất điện.
Bảo hành Alpha ESS
Bảo hành cho pin năng lượng mặt trời Alpha ESS đảm bảo tối thiểu 80% dung lượng ban đầu của chúng sau 10 năm.
AlphaESS xếp hạng 5 Nhà cung cấp hàng đầu của Hệ thống Lưu trữ Khu dân cư Toàn cầu vào năm 2020.
Bạn cần bao nhiêu pin lưu trữ cho một hệ thống điện mặt trời?
Việc tìm ra dung lượng lưu trữ mà bạn cần không khó như bạn nghĩ.
Đây là những gì bạn cần phải làm :
- Bắt đầu xem xét hóa đơn tiền điện của bạn.
- Lấy số kWh tiêu thụ (số điện) trong 12 tháng vừa qua cộng lại với nhau.
- Chia tổng số kWh cho 365 để có giá trị trung bình hàng ngày của bạn.
- Từ mức trung bình đó, hãy xác định xem phần nào bạn sử dụng vào ban ngày và ban đêm.
- Mức dung lượng pin lưu trữ sẽ phải đáp ứng được nhu lượng nhu cầu vào ban đêm đó.
Ví dụ bạn cần 5kWh để sử dụng vào ban đêm và bạn muốn sử dụng pin Lithium-ion, hãy sử dụng công thức sau:
Như công thức:
Vì pin Lithium-ion có mức xả sâu lên đến 95% dung lượng nên để có thể sử dụng bền lâu, bạn nên lấy giá trị vừa tính được nhân với 1.05. Tức giá trị cần bây giờ sẽ là tương đương , đây là mức dung lượng thấp nhất mà bạn nên lắp để có thể đáp ứng toàn bộ nhu cầu vào ban đêm.
Vì vậy, với nhu cầu 5kWh vào ban đêm, bạn sẽ cần đên pin lưu trữ 48V-110Ah.
Thay đổi cấp điện áp của hệ thống pin lưu trữ:
Nếu bạn sử dụng pin 24V, bạn sẽ cần 2 bộ pin 24V mắc nối tiếp để được hệ thống pin 48V hay 4 bộ pin 12V nối tiếp.
Các cấp dung lượng phổ biến hiện nay là 50Ah và 100Ah, ít phổ biến hơn là 10Ah, 20Ah, 80Ah. Để có thể tăng cấp điện áp hay nâng dung lượng của hệ thống pin lưu trữ lên, bạn sẽ cần các khối pin có cùng cấp điện áp và dung lượng ghép song song và nối tiếp nhau. Tuyệt đối không nên ghép các khối pin có mức dung lượng khác nhau.
Ví dụ, bạn sử dụng pin 24V-50Ah và hệ thống bạn cần bộ pin 48V-100Ah. Bạn sẽ cần phải đấu nối 2 bộ 24V-50Ah nối tiếp để được pin 48V-50Ah và sau đó đấu song song 2 bộ 48V-50Ah để được một bộ pin 48V-100Ah (Nối tiếp để tăng cấp điện áp – Song song để tăng cấp dung lượng).
Bước tiếp theo bạn sẽ cần quyết định rằng sẽ cần bao nhiêu dung lượng cho phần dự phòng, nếu bạn có ý định sẽ chuyển sang tách khỏi lưới điện hay không phụ thuộc lưới điện bạn sẽ cần xác định xem bạn sẽ cần bao nhiêu ngày pin cung cấp năng lượng và nhân với dung lượng bộ pin bạn cần trong một ngày.
Quyết định kích thước dung lượng của bộ pin
Tùy thuộc vào loại pin mà bạn sẽ sử dụng, bạn sẽ cần phải thực hiện một số phép toán khác nhau để tính ra số lượng thực tế, điều này là do pin không phát ra được 100% những gì mà chúng tích trữ được, có những biến số ảnh hưởng đến kết quả này.
Lưu ý: bạn sẽ cần tăng gấp đôi đới với ắc quy axit chì.
Bảng tính toán ví dụ:
|
Ví dụ cho ắc quy axit chì: |
||
| 10kWh x 2 (loại ắc quy 50% DoD) | x 1.2 (hệ số hiệu suất) | = 24 kWh |
| Ví dụ cho pin Lithium-ion: | ||
| 10kWh x 1.2 (loại pin 80% DoD) | x 1.05 (hệ số hiệu suất) | = 12.6 kWh |
Với nhu cầu dùng điện như ở Việt Nam, một hộ gia đình trung bình sẽ cần 15-20kWh/ngày. Để đáp ứng nhu cầu này, một hệ thống điện mặt trời có pin lưu trữ với công suất 5kW/6.5KWp/10.1KWh sẽ là tối ưu nhất. Về dung lượng của pin lưu trữ, sẽ là 80% điện năng sử dụng trong một ngày (20% buổi sáng, 80% buổi tối) và có thể thay đổi tùy theo nhu cầu của mỗi cá nhân.
Chi phí cho pin lưu trữ là bao nhiêu?
Điều này phụ thuộc vào loại pin mà bạn chọn (Lithium hoặc Axit chì) và dung lượng lưu trữ bạn cần.
Ắc quy axit chì có giá thành rẻ hơn nhiều so với pin Lithium nhưng chúng cần bão dưỡng thường xuyên và độ xả sâu chỉ khoảng 50%. Còn pin Lithium có giá thành cao hơn nhưng nhờ vào công nghệ ngày càng phát triển, chi phí này sẽ ngày càng giảm xuống đi kèm nhiều lợi ích từ công nghệ mà pin Lithium có như độ xả sâu 95%, tuổi thọ cao lên đến 10 năm và các hệ thống điều khiển thông minh đảm bảo an toàn và vận hành hiệu quả.
By Đỗ Đăng Khoa – Lithaco
Bài Viết Liên Quan
