Tìm hiểu về hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin lithium BESS hay ESS

Hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin (BESS) là gì?

Hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin (BESS) thu năng lượng từ các nguồn năng lượng tái tạo và không tái tạo và lưu trữ nó trong các pin sạc (thiết bị lưu trữ) để sử dụng sau này.

Pin là một thiết bị Dòng điện một chiều (DC) và khi cần thiết, năng lượng hóa học được xả từ pin để đáp ứng nhu cầu điện năng nhằm giảm bất kỳ sự mất cân bằng nào giữa nhu cầu năng lượng và sản lượng năng lượng.

Sự gia tăng của các nguồn năng lượng tái tạo và xu hướng đạt được mức phát thải carbon bằng không khiến BESS trở thành một công nghệ thiết yếu đối với các tổ chức thương mại và công nghiệp. Bằng cách áp dụng BESS, nó có thể cung cấp một con đường quan trọng trong quá trình chuyển đổi sang năng lượng xanh và đẩy nhanh hành trình của bạn hướng tới mục tiêu phát thải ròng bằng không.

Hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin hoạt động như thế nào?

BESS thu năng lượng từ các nguồn năng lượng tái tạo, chẳng hạn như gió và hoặc tấm pin mặt trời hoặc từ mạng lưới điện và lưu trữ năng lượng bằng công nghệ lưu trữ pin. Pin xả để giải phóng năng lượng khi cần thiết, chẳng hạn như trong thời gian nhu cầu cao điểm, mất điện hoặc cân bằng lưới điện. Ngoài pin, BESS yêu cầu các thành phần bổ sung cho phép hệ thống kết nối với mạng điện.

Bộ biến tần hai chiều hoặc hệ thống chuyển đổi công suất (PCS) là thiết bị chính chuyển đổi công suất giữa các cực pin DC và điện áp dòng AC và cho phép dòng điện chảy cả hai chiều để sạc và xả pin. Thành phần chính khác của BESS là hệ thống quản lý năng lượng (EMS) để điều phối việc kiểm soát và vận hành tất cả các thành phần trong hệ thống.

Xếp hạng Công suất và Năng lượng BESS

Để một hệ thống lưu trữ năng lượng pin được thiết kế thông minh, cả công suất tính bằng megawatt (MW) hoặc kilowatt (kW) và năng lượng tính bằng megawatt-giờ (MWh) hoặc kilowatt-giờ (kWh) cần được chỉ định.

Tỷ lệ công suất trên năng lượng thường cao hơn trong các trường hợp cần xả một lượng lớn năng lượng trong một khoảng thời gian ngắn như trong các ứng dụng điều chỉnh tần số. Tuy nhiên, vì mục đích định giá, thước đo được trích dẫn thường là xếp hạng năng lượng.

Hệ số tỷ lệ C của pin là gì?

Hệ số C của pin là tốc độ mà pin có thể được sạc đầy hoặc xả đầy. Ví dụ: sạc ở tốc độ C-rate 1C có nghĩa là pin được sạc từ 0 – 100% hoặc xả từ 100 – 0% trong một giờ.

Tỷ lệ C cao hơn 1C có nghĩa là sạc hoặc xả nhanh hơn, ví dụ: tỷ lệ 2C nhanh gấp đôi (30 phút để sạc đầy hoặc xả đầy). Tương tự, tỷ lệ C thấp hơn có nghĩa là sạc hoặc xả chậm hơn, ví dụ: tỷ lệ C là 0,25 sẽ có nghĩa là sạc hoặc xả trong 4 giờ.

Công thức là:
T = Thời gian
Cr = Hệ số C
T = 1 / Cr (để xem theo giờ), hoặc T = 60 phút / Cr (để xem theo phút).

Ví dụ:

Lợi ích của hệ thống lưu trữ BESS

Hệ thống lưu trữ năng lượng BESS có một số lợi ích khi kết hợp với năng lượng tái tạo và các hình thức phát điện không tái tạo. Năng lượng mặt trời và gió có thể không thể dự đoán được, vì vậy hệ thống lưu trữ pin là một thành phần chính trong việc ổn định dòng năng lượng bằng cách cung cấp nguồn cung ổn định bất cứ khi nào cần thiết, bất kể điều kiện thời tiết. Ngoài ra, BESS có thể bảo vệ người dùng khỏi những gián đoạn cung cấp tiềm ẩn có thể đe dọa nguồn cung năng lượng. Dưới đây là một số lợi ích của hệ thống lưu trữ pin:

Môi trường

Cài đặt hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin được cung cấp bởi các công nghệ phát điện năng lượng tái tạo giúp giảm lượng khí thải carbon từ nhiên liệu hóa thạch và đóng góp vào các con đường phát thải ròng bằng không trong việc chống lại tác động của biến đổi khí hậu toàn cầu.

Giảm chi phí năng lượng

BESS cho phép người tiêu dùng lưu trữ năng lượng mặt trời giá rẻ và xả nó khi giá điện đắt. Bằng cách đó, nó cho phép các doanh nghiệp tránh các khoản phí cước cao hơn, giảm chi phí hoạt động và tiết kiệm hóa đơn tiền điện.

Giảm phụ thuộc vào lưới điện

Hệ thống lưu trữ pin đảm bảo nguồn cung cấp năng lượng liên tục, ngay cả trong những lúc mạng lưới không ổn định do nhu cầu cao điểm hoặc các sự kiện thời tiết khắc nghiệt.

Cung cấp “Luôn bật”

Mặt trời không phải lúc nào cũng “bật”. Hệ thống lưu trữ pin hoạt động suốt ngày đêm và do đó bù đắp cho bất kỳ sự biến động nào trong nguồn cung năng lượng mặt trời bằng cách lưu trữ bất kỳ năng lượng dư thừa nào và tối đa hóa việc tạo ra năng lượng tái tạo.

Tăng cường khả năng phục hồi

Một hệ thống lưu trữ năng lượng pin đầy đủ có thể cung cấp nguồn điện dự phòng trong trường hợp mất điện, đảm bảo sự liên tục kinh doanh.

Đồng vị trí tài sản

Hệ thống pin có thể đồng vị trí với công nghệ điện mặt trời, tua-bin gió và phát điện khí. Việc đồng vị trí này giúp hệ thống pin (BESS) tối ưu hóa sử dụng đất, nâng cao hiệu quả, chia sẻ chi phí hạ tầng, cân bằng tính gián đoạn của nguồn phát, giảm chi phí và tối đa hóa lưới điện quốc gia cũng như công suất.

Điều khiển tần số

Hệ thống lưu trữ năng lượng pin có thể điều chỉnh tần số trong mạng lưới bằng cách đảm bảo nó nằm trong phạm vi phù hợp. Sự chênh lệch giữa năng lượng được tạo ra và năng lượng cần thiết có thể gây ra các vấn đề ngắn hạn, chẳng hạn như mất điện hoặc mất điện, nhưng BESS có thể phản ứng nhanh chóng và đảm bảo phản ứng tần số dưới giây, ổn định mạng lưới. Ngoài ra, nó đảm bảo ổn định điện áp bằng cách duy trì nó trong các giới hạn đã thiết lập.

Kết luận

Lưu trữ pin có thể cải thiện độ tin cậy, khả năng sẵn có và hiệu quả của nguồn cung cấp điện Các giải pháp BESS có thể đẩy nhanh cơ sở hạ tầng trạm điện phi tập trung, có thể tăng thêm giá trị cho các mô hình phát điện thương mại và quy mô tiện ích Lưu trữ pin không có hạn chế đáng kể về vị trí địa lý mà nó có thể được đặt tại. Các công nghệ lưu trữ như thủy điện bơm và không khí nén chỉ phù hợp với một số ít địa điểm Mật độ năng lượng cao (dẫn đến giảm diện tích) và thời gian phản ứng nhanh (<150ms có thể đạt được)