Hệ thống lưu trữ năng lượng (BESS) có vai trò then chốt trong việc giải quyết tính chất không liên tục của năng lượng tái tạo, đảm bảo sự ổn định của lưới điện và tối ưu hóa việc sử dụng điện. Khi thế giới nỗ lực hướng tới một tương lai năng lượng sạch hơn, bền vững hơn, tầm quan trọng của việc lưu trữ năng lượng ngày càng tăng cao.

Hệ thống lưu trữ năng lượng là gì?

Hệ thống lưu trữ năng lượng là thiết lập công nghệ lưu trữ năng lượng được tạo ra từ nhiều nguồn khác nhau để sử dụng sau này. Các hệ thống này được thiết kế để thu năng lượng dư thừa trong thời gian nhu cầu thấp hoặc sản lượng cao và lưu trữ năng lượng hiệu quả để sử dụng tiếp theo trong thời gian nhu cầu cao nhất hoặc thời gian sản xuất thấp. Hệ thống lưu trữ năng lượng đóng một vai trò quan trọng trong việc nâng cao tính ổn định, độ tin cậy và tính linh hoạt của lưới điện bằng cách cung cấp một vùng đệm có thể cân bằng cung và cầu năng lượng. Chúng có thể lưu trữ năng lượng dưới nhiều dạng khác nhau như điện, cơ, hóa học hoặc nhiệt và giải phóng năng lượng khi cần thiết. Những hệ thống này cho phép tích hợp tốt hơn các nguồn năng lượng tái tạo, cải thiện khả năng phục hồi của lưới điện và hỗ trợ sử dụng hiệu quả các nguồn năng lượng.

Các loại và ứng dụng của hệ thống lưu trữ năng lượng

Có nhiều loại hệ thống lưu trữ năng lượng khác nhau , mỗi loại có những đặc điểm và ứng dụng riêng . Một số công nghệ BESS phổ biến nhất bao gồm pin, bộ lưu trữ thủy điện được bơm, bộ lưu trữ năng lượng khí nén, bánh đà, bộ lưu trữ nhiệt và bộ lưu trữ hydro. Hệ thống lưu trữ năng lượng là công cụ cho phép tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo vào lưới điện. Ví dụ, năng lượng mặt trời và năng lượng gió là những nguồn tài nguyên không liên tục và phụ thuộc vào điều kiện thời tiết. Bằng cách kết hợp việc sản xuất năng lượng tái tạo với việc lưu trữ năng lượng, năng lượng dư thừa có thể được thu giữ và điều phối khi cần thiết, nhờ đó nâng cao độ tin cậy và tính linh hoạt của hệ thống điện.

Cơ sở hạ tầng năng lượng bền vững và linh hoạt

Hệ thống lưu trữ năng lượng rất cần thiết để đạt được cơ sở hạ tầng năng lượng bền vững và linh hoạt. Chúng cho phép sử dụng hiệu quả năng lượng tái tạo, cải thiện độ ổn định của lưới điện và cung cấp nguồn điện dự phòng trong thời gian mất điện. Khi tiến bộ công nghệ và chi phí tiếp tục giảm, hệ thống lưu trữ năng lượng dự kiến sẽ đóng vai trò ngày càng quan trọng trong quá trình chuyển đổi năng lượng toàn cầu, mở đường cho một tương lai năng lượng sạch hơn và đáng tin cậy hơn.

Các loại Hệ thống lưu trữ năng lượng và chúng hoạt động như thế nào?

1. Hệ thống lưu trữ năng lượng nhiệt (TES)

Hệ thống lưu trữ năng lượng nhiệt (TES) là một loại công nghệ lưu trữ năng lượng lưu trữ và giải phóng năng lượng nhiệt để sử dụng sau này. Các hệ thống này thu giữ và lưu trữ năng lượng nhiệt dư thừa khi có sẵn và sau đó giải phóng nó khi có nhu cầu sưởi ấm hoặc làm mát. Hệ thống TES thường liên quan đến việc lưu trữ năng lượng nhiệt trong môi trường như nước, muối nóng chảy hoặc vật liệu chuyển pha. Trong giai đoạn sạc, môi trường được làm nóng bằng cách sử dụng các nguồn năng lượng nhiệt dư thừa hoặc chi phí thấp, chẳng hạn như năng lượng mặt trời hoặc nhiệt thải từ các quy trình công nghiệp. Sau đó, năng lượng nhiệt được lưu trữ có thể được sử dụng trong giai đoạn phóng điện để cung cấp nhiệt hoặc làm mát cho các ứng dụng khác nhau, bao gồm các tòa nhà, quy trình công nghiệp và sản xuất điện. Hệ thống TES mang lại những ưu điểm như hiệu quả sử dụng năng lượng, tính linh hoạt trong sử dụng năng lượng và khả năng chuyển mức tiêu thụ năng lượng sang giờ thấp điểm. Chúng đóng một vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng, giảm chi phí năng lượng và tăng cường tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo.

2. Lưu trữ năng lượng khí nén

Lưu trữ năng lượng khí nén (CAES) là công nghệ lưu trữ và giải phóng năng lượng bằng cách nén không khí. Trong quá trình nạp, không khí được nén và lưu trữ trong các hang hoặc thùng chứa dưới lòng đất. Khi nhu cầu điện cao, không khí lưu trữ sẽ được giải phóng và giãn nở qua tuabin để tạo ra điện. CAES có hai loại: đoạn nhiệt, tập trung vào việc giảm thiểu tổn thất nhiệt và tiểu đường, sử dụng nguồn nhiên liệu bên ngoài để giãn nở. CAES mang lại các lợi ích như lưu trữ quy mô lớn và thời gian dài, phản ứng nhanh với những thay đổi về nhu cầu và tích hợp năng lượng tái tạo. Tuy nhiên, hiệu suất khứ hồi của nó thường thấp hơn so với một số công nghệ lưu trữ khác.

3. Hệ thống lưu trữ năng lượng pin

Hệ thống lưu trữ năng lượng pin (BESS) là thiết bị lưu trữ năng lượng lưu trữ năng lượng điện dưới dạng năng lượng hóa học. Chúng bao gồm các tế bào pin được kết nối với nhau để lưu trữ và giải phóng năng lượng điện hóa. BESS thường được sử dụng để lưu trữ năng lượng dư thừa được tạo ra trong thời gian nhu cầu thấp và giải phóng nó khi nhu cầu cao hoặc khi các nguồn tái tạo không sản xuất. Chúng đóng một vai trò quan trọng trong việc tích hợp năng lượng tái tạo, ổn định lưới điện và cung cấp năng lượng dự phòng trong thời gian lưới điện ngừng hoạt động. BESS sử dụng nhiều loại hóa chất pin khác nhau, trong đó pin lithium-ion được sử dụng phổ biến nhất do mật độ năng lượng, hiệu quả và vòng đời cao. Sạc liên quan đến việc chuyển đổi điện thành năng lượng hóa học, trong khi phóng điện liên quan đến việc chuyển đổi năng lượng hóa học được lưu trữ thành năng lượng điện. BESS thường kết hợp các hệ thống quản lý năng lượng để tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng dựa trên nhu cầu và giá cả. Hiệu suất thường vượt quá 80% và có thể đạt trên 90% đối với các công nghệ pin tiên tiến.