Hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin, thường được gọi là BESS, sử dụng các dãy pin sạc để lưu trữ lượng điện dư thừa từ lưới điện hoặc các nguồn tái tạo để sử dụng sau này.Khi năng lượng tái tạo và công nghệ lưới điện thông minh tiến bộ, hệ thống BESS đang đóng vai trò ngày càng quan trọng trong việc ổn định nguồn cung cấp điện và tối đa hóa giá trị của năng lượng xanh.Vậy chính xác thì các hệ thống này hoạt động như thế nào?
Bước 1: Ngân hàng pin
Nền tảng của bất kỳ BESS nào là phương tiện lưu trữ năng lượng - pin.Nhiều mô-đun pin hoặc "ô" được nối với nhau để tạo thành một "ngân hàng pin" cung cấp dung lượng lưu trữ cần thiết.Các tế bào được sử dụng phổ biến nhất là lithium-ion do mật độ năng lượng cao, tuổi thọ dài và khả năng sạc nhanh.Các hóa chất khác như axit chì và pin dòng cũng được sử dụng trong một số ứng dụng.
Bước 2: Hệ thống chuyển đổi năng lượng
Ngân hàng pin kết nối với lưới điện thông qua hệ thống chuyển đổi năng lượng hoặc PCS.PCS bao gồm các thành phần điện tử công suất như bộ biến tần, bộ chuyển đổi và bộ lọc cho phép dòng điện chạy theo cả hai hướng giữa pin và lưới điện.Bộ biến tần chuyển đổi dòng điện một chiều (DC) từ pin thành dòng điện xoay chiều (AC) mà lưới điện sử dụng và bộ chuyển đổi thực hiện ngược lại để sạc pin.
Bước 3: Hệ thống quản lý pin
Hệ thống quản lý pin hoặc BMS sẽ giám sát và kiểm soát từng cell pin riêng lẻ trong ngân hàng pin.BMS cân bằng các tế bào, điều chỉnh điện áp và dòng điện trong quá trình sạc và xả, đồng thời bảo vệ khỏi hư hỏng do sạc quá mức, quá dòng hoặc phóng điện sâu.Nó giám sát các thông số chính như điện áp, dòng điện và nhiệt độ để tối ưu hóa hiệu suất và tuổi thọ của pin.
Bước 4: Hệ thống làm mát
Hệ thống làm mát sẽ loại bỏ nhiệt dư thừa từ pin trong quá trình hoạt động.Điều này rất quan trọng để giữ cho các tế bào ở trong phạm vi nhiệt độ tối ưu và tối đa hóa tuổi thọ của chu trình.Các loại làm mát phổ biến nhất được sử dụng là làm mát bằng chất lỏng (bằng cách tuần hoàn chất làm mát qua các tấm tiếp xúc với pin) và làm mát bằng không khí (sử dụng quạt để ép không khí đi qua vỏ pin).
Bước 5: Vận hành
Trong thời gian nhu cầu điện thấp hoặc sản xuất năng lượng tái tạo cao, BESS sẽ hấp thụ năng lượng dư thừa thông qua hệ thống chuyển đổi năng lượng và lưu trữ trong bộ pin.Khi nhu cầu cao hoặc không có năng lượng tái tạo, năng lượng lưu trữ sẽ được thải trở lại lưới điện thông qua bộ biến tần.Điều này cho phép BESS "chuyển đổi thời gian" năng lượng tái tạo không liên tục, ổn định tần số và điện áp lưới, đồng thời cung cấp nguồn điện dự phòng trong thời gian mất điện.
Hệ thống quản lý pin giám sát trạng thái sạc của từng tế bào và kiểm soát tốc độ sạc và xả để tránh sạc quá mức, quá nóng và xả pin sâu - kéo dài tuổi thọ sử dụng của pin.Và hệ thống làm mát hoạt động để giữ nhiệt độ chung của pin trong phạm vi hoạt động an toàn.
Tóm lại, hệ thống lưu trữ năng lượng pin tận dụng pin, linh kiện điện tử công suất, điều khiển thông minh và quản lý nhiệt theo kiểu tích hợp để lưu trữ lượng điện dư thừa và năng lượng xả theo yêu cầu.Điều này cho phép công nghệ BESS tối đa hóa giá trị của các nguồn năng lượng tái tạo, làm cho lưới điện hiệu quả và bền vững hơn, đồng thời hỗ trợ quá trình chuyển đổi sang tương lai năng lượng ít carbon.
Với sự gia tăng của các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời và năng lượng gió, hệ thống lưu trữ năng lượng pin quy mô lớn (BESS) đang đóng vai trò ngày càng quan trọng trong việc ổn định lưới điện.Hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin sử dụng pin sạc để lưu trữ lượng điện dư thừa từ lưới điện hoặc từ năng lượng tái tạo và cung cấp lượng điện đó trở lại khi cần thiết.Công nghệ BESS giúp tối đa hóa việc sử dụng năng lượng tái tạo không liên tục và cải thiện độ tin cậy, hiệu quả và tính bền vững của lưới điện tổng thể.
Một BESS thường bao gồm nhiều thành phần:
1) Bộ pin được làm từ nhiều mô-đun hoặc tế bào pin để cung cấp dung lượng lưu trữ năng lượng cần thiết.Pin lithium-ion được sử dụng phổ biến nhất do mật độ năng lượng cao, tuổi thọ dài và khả năng sạc nhanh.Các hóa chất khác như axit chì và pin dòng cũng được sử dụng.
2) Hệ thống chuyển đổi năng lượng (PCS) kết nối bộ pin với lưới điện.PCS bao gồm một bộ biến tần, bộ chuyển đổi và các thiết bị điều khiển khác cho phép dòng điện chạy theo cả hai hướng giữa pin và lưới điện.
3) Hệ thống quản lý pin (BMS) giám sát và kiểm soát trạng thái cũng như hiệu suất của từng tế bào pin.BMS cân bằng các tế bào, bảo vệ khỏi hư hỏng do sạc quá mức hoặc xả sâu và giám sát các thông số như điện áp, dòng điện và nhiệt độ.
4) Hệ thống làm mát giúp loại bỏ nhiệt dư thừa từ pin.Làm mát bằng chất lỏng hoặc không khí được sử dụng để giữ pin trong phạm vi nhiệt độ hoạt động tối ưu và tối đa hóa tuổi thọ.
5) Vỏ hoặc thùng chứa bảo vệ và cố định toàn bộ hệ thống ắc quy.Vỏ pin ngoài trời phải chịu được thời tiết và có thể chịu được nhiệt độ khắc nghiệt.
Các chức năng chính của BESS là:
• Hấp thụ năng lượng dư thừa từ lưới điện trong thời gian nhu cầu thấp và giải phóng nó khi nhu cầu cao.Điều này giúp ổn định sự dao động điện áp và tần số.
• Lưu trữ năng lượng tái tạo từ các nguồn như quang điện mặt trời và trang trại gió có sản lượng thay đổi và không liên tục, sau đó cung cấp nguồn điện dự trữ đó khi mặt trời không chiếu sáng hoặc gió không thổi.Thời gian này sẽ chuyển năng lượng tái tạo đến khi cần thiết nhất.
• Cung cấp nguồn điện dự phòng khi lưới điện gặp sự cố hoặc mất điện để duy trì hoạt động của cơ sở hạ tầng quan trọng, ở chế độ đảo hoặc nối lưới.
• Tham gia vào các chương trình đáp ứng nhu cầu và dịch vụ phụ trợ bằng cách tăng hoặc giảm sản lượng điện theo yêu cầu, cung cấp dịch vụ điều chỉnh tần số và các dịch vụ lưới điện khác.
Tóm lại, khi năng lượng tái tạo tiếp tục tăng theo tỷ lệ phần trăm trong lưới điện trên toàn thế giới, hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin quy mô lớn sẽ đóng một vai trò không thể thiếu trong việc làm cho năng lượng sạch đó trở nên đáng tin cậy và sẵn có suốt ngày đêm.Công nghệ BESS sẽ giúp tối đa hóa giá trị của năng lượng tái tạo, ổn định lưới điện và hỗ trợ quá trình chuyển đổi sang một tương lai năng lượng ít carbon, bền vững hơn.
Thời gian đăng: Jul-07-2023
