Điện mặt trời ngày càng được nhiều gia đình & doanh nghiệp lựa chọn nhờ khả năng tận dụng nguồn năng lượng sạch & tiết kiệm chi phí điện. Tuy nhiên, vấn đề thường gặp là điện mặt trời được tạo ra chủ yếu vào ban ngày, trong khi nhu cầu sử dụng điện lại kéo dài cả ngày lẫn đêm. Đây chính là lúc pin lưu trữ điện mặt trời phát huy vai trò quan trọng. Vậy chính xác pin lưu trữ điện mặt trời là gì? Pin lưu trữ điện mặt trời hoạt động như thế nào, có những loại nào? Hãy cùng khám phá với ATPro ngay trong bài viết bên dưới!
Hiểu rõ về pin lưu trữ điện mặt trời
Hiểu đơn giản, pin lưu trữ điện mặt trời là thiết bị có chức năng lưu trữ lượng điện năng được tạo ra từ hệ thống điện mặt trời để sử dụng vào những thời điểm tấm pin không sản xuất đủ điện, chẳng hạn như ban đêm, ngày nhiều mây, mưa kéo dài hoặc khi xảy ra mất điện.
Trong hệ thống điện mặt trời, các tấm pin thường tạo ra sản lượng cao nhất vào ban ngày. Tuy nhiên, nhu cầu sử dụng điện của gia đình & doanh nghiệp không phải lúc nào cũng trùng với thời điểm phát điện. Đây chính là lý do pin lưu trữ điện mặt trời ngày càng được quan tâm & lựa chọn sử dụng.
Thay vì sử dụng ngay toàn bộ lượng điện tạo ra, hệ thống có thể đưa phần điện dư vào pin để tích trữ. Khi nhu cầu sử dụng tăng/hệ thống năng lượng mặt trời không còn tạo điện, nguồn điện từ pin sẽ được đưa trở lại tải để sử dụng.
Lý do tại sao nên sử dụng pin lưu trữ điện mặt trời?
Dưới đây là những lý do nổi bật khiến pin lưu trữ điện mặt trời ngày càng được sử dụng phổ biến:
Tận dụng tối đa nguồn điện từ hệ thống mặt trời
Ban ngày, hệ thống có thể tạo lượng điện lớn hơn so với nhu cầu sử dụng tại một số thời điểm. Thay vì để phần điện dư bị lãng phí/phụ thuộc vào cơ chế xử lý điện dư, người dùng có thể lưu trữ lượng điện này trong pin. Đến buổi tối, nguồn điện đã tích trữ có thể được sử dụng cho chiếu sáng, thiết bị gia dụng, máy móc & các tải điện khác.
Chủ động nguồn điện, đặc biệt vào ban đêm
Khi mặt trời không còn chiếu sáng, tấm pin mặt trời không thể tiếp tục tạo ra điện. Pin lưu trữ sẽ cung cấp nguồn năng lượng đã được tích trữ trước đó, giúp tăng tỷ lệ sử dụng điện mặt trời tại chỗ.
Hỗ trợ khi mất điện
Một số hệ thống lưu trữ được thiết kế để hoạt động như nguồn điện dự phòng. Khi điện lưới gặp sự cố, hệ thống có thể chuyển sang sử dụng nguồn điện trong pin để duy trì các thiết bị/tải quan trọng. Tuy nhiên, khả năng cấp điện khi mất điện còn phụ thuộc vào thiết kế hệ thống, inverter, dung lượng pin & cấu hình tải.
Giảm phụ thuộc vào điện lưới
Khi có đủ dung lượng lưu trữ, người dùng có thể chủ động hơn trong việc khai thác nguồn điện do hệ thống mặt trời tạo ra.
Cấu tạo cơ bản của pin lưu trữ điện mặt trời
Hệ thống pin lưu trữ điện mặt trời bao gồm nhiều thành phần:
Cell pin
Cell là đơn vị tạo nên bộ pin. Nhiều cell được kết nối lại để tạo thành module, sau đó hình thành một bộ pin có điện áp, dung lượng theo yêu cầu. Chất lượng cell ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất, tuổi thọ & mức độ an toàn của hệ thống.
Module pin
Các cell được ghép thành module nhằm tạo ra cấu trúc có điện áp & dung lượng lớn hơn. Nhiều module có thể tiếp tục được kết nối để tạo thành bộ lưu trữ có công suất phù hợp.
BMS
BMS (Battery Management System) là hệ thống quản lý pin, đóng vai trò quan trọng trong việc theo dõi & bảo vệ bộ pin. BMS có thể giám sát các thông số như điện áp, dòng điện, nhiệt độ, mức độ sạc/xả & trạng thái hoạt động của từng nhóm cell. Nhờ đó, hệ thống có thể hạn chế tình trạng như sạc quá mức, xả quá sâu hoặc nhiệt độ bất thường.
Vỏ, hệ thống bảo vệ
Bộ pin được trang bị vỏ bảo vệ nhằm hạn chế các tác động từ môi trường bên ngoài. Với các hệ thống công suất lớn, thiết kế còn có thể tích hợp các giải pháp quản lý nhiệt & bảo vệ chuyển động.
Nguyên lý hoạt động pin lưu trữ điện mặt trời
Nguyên lý hoạt động của pin lưu trữ điện mặt trời khá đơn giản nhưng cần sự phối hợp giữa tấm pin mặt trời, inverter, pin lưu trữ & tải tiêu thụ.
Ban ngày
Tấm pin mặt trời hấp thụ bức xạ mặt trời & tạo ra điện năng 1 chiều (DC). Nguồn điện này sau đó được inverter chuyển đổi thành điện xoay chiều (AC) để cung cấp cho các thiết bị sử dụng. Nếu lượng điện sản xuất lớn hơn nhu cầu sử dụng, phần điện dư được chuyển vào pin để lưu trữ.
Khi nhu cầu sử dụng tăng
Khi tải tiêu thụ cần nhiều điện hơn lượng điện mặt trời đang tạo ra, hệ thống có thể lấy điện từ pin lưu trữ để sử dụng.
Ban đêm
Khi tấm pin không tạo ra điện, inverter có thể lấy năng lượng từ pin & chuyển đổi thành điện phù hợp để cấp cho tải.
Quá trình này giúp nguồn điện mặt trời được sử dụng linh hoạt hơn thay vì chỉ tập trung vào thời gian ban ngày.
Các loại pin lưu trữ điện mặt trời phổ biến hiện nay
Dưới đây là các loại pin lưu trữ điện mặt trời phổ biến nhất hiện nay, được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống lưu trữ điện hiện đại:
Pin Lithium-ion
Pin Lithium-ion có ưu điểm về mật độ năng lượng, trọng lượng & khả năng sạc/xả. Công nghệ này được ứng dụng trong nhiều thiết bị lưu trữ năng lượng. Đối với hệ thống điện mặt trời, pin Lithium có thể đáp ứng nhu cầu lưu trữ từ quy mô gia đình đến các hệ thống thương mại & công nghiệp.
Pin LiFePO4
LiFePO4 (Lithium Iron Phosphate) là dòng pin Lithium được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực lưu trữ năng lượng. LiFePO4 sở hữu độ ổn định cao, khả năng sạc/xả tốt, tuổi thọ chu kỳ cao, phù hợp với hệ thống lưu trữ điện năng, khả năng quản lý & giám sát thông qua BMS.
Pin axit-chì
Ưu điểm của loại pin này là chi phí đầu tư ban đầu hợp lý. Tuy nhiên, so với pin Lithium hiện đại, pin axit-chì thường có kích thước lớn hơn, trọng lượng cao hơn & yêu cầu quản lý sử dụng phù hợp.
Pin lưu trữ điện mặt trời là một phần quan trọng trong các hệ thống năng lượng mặt trời hiện đại. Không chỉ giúp lưu trữ điện dư vào ban ngày, thiết bị còn hỗ trợ sử dụng điện mặt trời vào ban đêm, tăng khả năng tự chủ năng lượng & cung cấp nguồn điện dự phòng khi cần thiết. Để đạt hiệu quả cao, người dùng cần lựa chọn pin dựa trên dung lượng, công suất sạc/xả, DoD, tuổi thọ chu kỳ, công nghệ pin & khả năng tương thích với inverter. Đồng thời, thiết kế hệ thống đúng nhu cầu & lựa chọn đơn vị cung cấp có năng lực kỹ thuật cũng đóng vai trò rất quan trọng.