Hệ thống lưu trữ điện năng sẽ giúp chúng ta sống như thế nào trong tương lai

Khi các chính phủ và các công ty cam kết trung hòa carbon trong những thập kỷ tới, chúng ta sẽ cần nhiều năng lượng mặt trời và gió hơn - nhưng chúng ta cũng sẽ cần lưu trữ điện năng đó để có thể sử dụng khi không có ánh nắng mặt trời và gió. 

Trong tương lai, chúng ta sẽ tạo ra nhiều điện hơn từ các nguồn năng lượng mặt trời và năng lượng gió không carbon, và chúng tôi sẽ lưu trữ điện gần nguồn, gần các khu công nghiệp và cộng đồng sử dụng nguồn điện đó và ở mọi nơi khác nữa. Năng lượng sạch đó sẽ cung cấp điện cho nhà cửa, doanh nghiệp, ô tô và một ngày nào đó là máy bay của chúng ta - điều đó có nghĩa là chúng ta sẽ cần nhiều năng lực sản xuất và lưu trữ có thể tái tạo hơn.

Tại sao chúng ta cần lưu trữ điện năng?

Lưu trữ điện năng làm cho năng lượng từ các nguồn tái tạo trở nên đáng tin cậy và sẵn có theo yêu cầu. Tua bin gió không tạo ra điện khi trời lặng gió. Pin mặt trời tạo ra rất nhiều điện không chứa carbon vào ban ngày khi mặt trời lên cao, nhưng trừ khi những kilowatt đó được lưu trữ trong pin hoặc hệ thống khác, nếu không sẽ không có cách nào để sử dụng chúng khi trời tối.

Ở những nơi như California, nơi có nhiều ngày nắng và công suất lắp đặt năng lượng mặt trời đang tăng nhanh, mức sử dụng điện ròng đạt đỉnh điểm vào buổi sáng trước khi tia nắng chiếu vào các tấm pin. Sau đó, nó giảm xuống suốt buổi chiều khi năng lượng mặt trời sạch hòa vào lưới điện và đạt cực đại trở lại vào đầu giờ tối khi bầu trời tối dần. Thường được gọi là đường cong con vịt, hình mẫu này ngày càng nghiêm trọng hơn mỗi năm. 

Nhiều doanh nghiệp công nghiệp và thương mại đang lắp đặt hệ thống lưu trữ điện năng bằng pin (BESS) gần cơ sở của họ để giảm lượng khí thải carbon và cung cấp nguồn điện dự phòng khẩn cấp.

Hệ thống lưu trữ điện năng bằng pin cũng có thể giúp giảm hóa đơn tiền điện bằng cách sạc khi năng lượng sạch hơn và rẻ hơn và bằng cách sử dụng nguồn cung cấp dự trữ trong thời gian có nhu cầu cao nhất, khi năng lượng bẩn hơn và đắt hơn. 

Ebru Arslan, Giám đốc Phát triển kinh doanh cấp cao toàn cầu của Honeywell về năng lượng tái tạo và lưu trữ năng lượng, cho biết: “BESS có chức năng như nguồn dự trữ vận hành, hoạt động liên tục để quản lý các biến động tần số trên lưới điện, sạc trong thời gian thấp điểm và xả khi nhu cầu năng lượng và chi phí điện tăng cao”.

Một số hệ thống lưu trữ điện năng bằng pin hoàn toàn độc lập và tiết kiệm năng lượng nhất đang được chế tạo hiện nay được thiết kế để lắp vào bên trong các công-te-nơ vận chuyển dành cho khách hàng thương mại và các cơ sở tiện ích. Các công-te-nơ chứa hệ thống an toàn và an ninh cũng như phần mềm vận hành và làm mát, tối đa hóa khoản đầu tư vào năng lượng tái tạo.

Phần mềm có thể giúp khách hàng quyết định khi nào nên sạc pin và khi nào bán năng lượng trở lại lưới điện. Ví dụ: với dữ liệu định giá năng lượng và thời tiết trực tiếp của ứng dụng Nhà máy điện ảo Honeywell, các hoạt động công nghiệp và thương mại có thể giảm chi phí và hướng dẫn sử dụng hiệu quả nguồn điện tái tạo.

Ngoài ra, nếu một máy phát điện bị lỗi hoặc ngoại tuyến vì bất kỳ lý do gì, nền tảng BESS có thể giảm nhu cầu kết nối ngay lập tức với nguồn điện bổ sung, không tái tạo. Trong trường hợp này, cơ sở từ xa có thể duy trì hoạt động khi nền tảng chạy song song với các máy phát điện truyền thống.

Các hệ thống lưu trữ điện năng có thể làm cho lưới điện trở nên linh hoạt hơn như thế nào?

Phía trước đồng hồ, các công ty điện lực sử dụng bộ lưu trữ điện năng để giảm bớt tình trạng tắc nghẽn không chỉ ở các nhà máy phát điện mà còn trên cơ sở hạ tầng lưới điện cũ kỹ. Năng lượng tái tạo, xe điện và các tòa nhà tiết kiệm năng lượng đặt ra những yêu cầu rất phức tạp đối với lưới điện vốn không được xây dựng để sử dụng nhiều tài nguyên như vậy. Bằng cách sử dụng hệ thống lưu trữ điện năng, các công ty điện lực có thể cân bằng tải lưới và kéo dài tuổi thọ của cơ sở hạ tầng trong khi nâng cấp cho tương lai năng lượng phân tán. 

Một điểm quan trọng khác: Lưới điện siêu nhỏ, cho dù dành cho các cơ sở đơn lẻ hay toàn bộ cộng đồng đang chuyển sang sử dụng các nguồn tái tạo, cũng đang sử dụng phương pháp lưu trữ điện năng để đảm bảo nguồn điện đáng tin cậy. Hệ thống kiểm soát điện năng của Honeywell hoạt động với bộ lưu trữ điện năng để giúp duy trì mức sử dụng năng lượng ở mức không quá tải đối với các lưới điện siêu nhỏ và đảm bảo rằng các lưới điện này không bao giờ mất điện. 

Pin có tuổi thọ cao hơn sẽ thúc đẩy năng lượng tái tạo như thế nào?

Để làm cho hệ thống lưu trữ điện năng bằng pin hiệu quả hơn nữa, Honeywell đang đi tiên phong trong công nghệ pin dòng mới có thể lưu trữ và xả điện lâu hơn cả pin lithium-ion thông thường.

Công nghệ pin sạc dòng sử dụng chất điện phân an toàn, không cháy để lưu trữ và xả điện lên đến 12 giờ; Pin lithium-ion chỉ có thể xả trong bốn giờ. Được thiết kế với các thành phần có thể tái chế, pin sạc dòng không bị suy giảm theo thời gian. Chúng có tuổi thọ cao hơn các loại pin được sử dụng rộng rãi ngày nay, cung cấp năng lượng đáng tin cậy, tiết kiệm chi phí trong thời gian lên tới 20 năm.

Hệ thống lưu trữ điện năng bằng pin rất quan trọng cho quá trình chuyển đổi của chúng ta sang tương lai bền vững và có thể tái tạo. Tìm hiểu thêm về bước tiến tiếp theo trong lĩnh vực lưu trữ điện năng và công nghệ đã được sử dụng ngày nay.