Lưu trữ năng lượng phân tán là gì? Ứng dụng và triển vọng lưu trữ điện phân tán

Lưu trữ năng lượng phân tán, một công nghệ sắp xếp nguồn cung cấp năng lượng ở phía người dùng, tích hợp sản xuất và tiêu thụ năng lượng, đang thu hút sự chú ý. Nó có nhiều kịch bản ứng dụng khác nhau bao gồm năng lượng tái tạo, điều độ lưới điện, lưới điện siêu nhỏ, giao thông vận tải và năng lượng thông minh.

Khi nhu cầu lưu trữ năng lượng toàn cầu tiếp tục tăng, các quốc gia liên tục khám phá các công nghệ lưu trữ năng lượng mới để ứng phó với cuộc khủng hoảng năng lượng ngày càng nghiêm trọng và các vấn đề về biến đổi khí hậu. Do đó, công nghệ lưu trữ năng lượng phân tán đã xuất hiện khi thời đại đòi hỏi và đã trở thành một trong những công nghệ lưu trữ năng lượng mới thu hút ngày càng nhiều sự chú ý.

I – Lưu trữ năng lượng phân tán là gì?

Lưu trữ điện phân tán là một hệ thống lưu trữ năng lượng mà trong đó các thiết bị lưu trữ nhỏ hơn được phân bố tại nhiều vị trí khác nhau, thường là gần với nơi tiêu thụ điện năng. Thay vì tập trung vào các nhà máy điện lớn và hệ thống truyền tải đường dài, lưu trữ điện phân tán tận dụng các nguồn năng lượng tại chỗ hoặc khu vực lân cận để lưu trữ năng lượng.

Năng lượng năng lượng phân tán là phương pháp cung cấp năng lượng được sắp xếp ở phía người dùng và tích hợp sản xuất và tiêu thụ năng lượng. Lưu trữ phân tán đặc điểm là sử dụng tại chỗ, sạch và ít carbon, nhiều tương tác, linh hoạt và hiệu quả.

Lưu trữ năng lượng phân tán là một phần quan trọng trong hệ thống năng lượng phân tán (DER). Với sự phát triển bùng nổ của lưới điện thông minh, sản xuất điện năng lượng tái tạo, sản xuất điện phân tán, lưới điện siêu nhỏ và xe điện, một số lượng lớn các nguồn điện phân tán được kết nối với mạng lưới phân phối; và các vấn đề như tính ngẫu nhiên và tải cao do hệ thống phân tán gây ra đòi hỏi công nghệ lưu trữ năng lượng tương ứng để cung cấp các giải pháp.

II – Các kịch bản ứng dụng lưu trữ năng lượng phân tán

Sự xuất hiện của công nghệ lưu trữ năng lượng phân tán đã hỗ trợ mạnh mẽ cho sự phát triển của năng lượng tái tạo và triển vọng ứng dụng của nó rất rộng rãi.

Phổ biến năng lượng tái tạo.

Một trong những ứng dụng quan trọng của công nghệ lưu trữ năng lượng phân tán là giải quyết vấn đề biến động công suất của năng lượng mới. Công nghệ lưu trữ năng lượng phân tán có thể lưu trữ năng lượng điện dư thừa để sử dụng trong trường hợp khẩn cấp. Và thông qua hệ thống điều độ thông minh, có thể cải thiện tỷ lệ sử dụng năng lượng tái tạo, đạt được hiệu quả lưu trữ, giảm chi phí lưu trữ năng lượng.

Điều độ lưới điện.

Công nghệ lưu trữ năng lượng phân tán cũng có thể được kết hợp điều độ lưới điện để đạt được hoạt động cân bằng và tối ưu của lưới điện. Trong thời gian cao điểm hoặc khi năng lượng không đủ, điện được lưu trữ cung cấp để đáp ứng nhu cầu của lưới điện. Trong thời gian thấp điểm, năng lượng điện có thể được lưu trữ để cung cấp cho lưới điện để thúc đẩy phân phối năng lượng điện cân bằng.

Lưới điện siêu nhỏ (Microgrid).

Công nghệ lưu trữ năng lượng phân tán cải thiện độ tin cậy và tính ổn định của lưới điện siêu nhỏ và cũng có thể giảm sự phụ thuộc của lưới điện siêu nhỏ vào các nguồn năng lượng truyền thống. Trong hệ thống lưới điện siêu nhỏ, công nghệ lưu trữ năng lượng phân tán đóng vai trò là thành phần lưu trữ năng lượng trung tâm để đảm bảo hoạt động bình thường của lưới điện siêu nhỏ bằng cách lưu trữ và cung cấp năng lượng điện.

Lĩnh vực giao thông.

Việc ứng dụng xe điện trên diện rộng sẽ có tác động đáng kể đến lĩnh vực giao thông và cũng sẽ đặt ra nhu cầu năng lượng cao hơn. Công nghệ lưu trữ năng lượng phân tán có thể lưu trữ năng lượng điện dư thừa, cung cấp năng lượng điện cho xe điện và đảm bảo hoạt động ổn định của xe điện.

Năng lượng thông minh.

Với sự phát triển nhanh chóng của trí tuệ nhân tạo và Internet vạn vật (IOT), năng lượng thông minh sẽ trở thành xu hướng chủ đạo trong lĩnh vực năng lượng tương lai. Công nghệ lưu trữ năng lượng phân tán có thể truyền trạng thái thời gian thực của thiết bị lưu trữ năng lượng và pin đến điện thoại di động hoặc máy tính thông qua các cảm biến khác nhau, phát hiện và giải quyết sớm các lỗi thiết bị, tăng cường giám sát năng lượng thông minh, từ đó thúc đẩy sự phát triển lành mạnh của năng lượng thông minh.

III – Phân tích tính kinh tế lưu trữ năng lượng phân tán

Công suất lưu trữ năng lượng phân tán thường nhỏ hơn 10MWh. So với lưu trữ năng lượng tập trung, lưu trữ năng lượng phân tán có thời gian xây dựng ngắn, địa điểm xây dựng linh hoạt và chi phí đầu tư thấp.

Các đặc điểm trên xác định rằng lưu trữ năng lượng phân tán có nhiều không gian ứng dụng hơn ở phía người dùng, phía mạng lưới phân phối và phía nguồn cung cấp điện phân tán.

Tuy nhiên, các kịch bản ứng dụng phong phú của lưu trữ năng lượng phân tán không có nghĩa là những giá trị này có thể được thương mại hóa trên quy mô lớn.

1. Phía người dùng

Trong lĩnh vực người dùng, các giá trị chính của công nghệ lưu trữ năng lượng phân tán bao gồm: chênh lệch giá cao điểm – thấp điểm, quản lý phí điện theo nhu cầu và bù đắp phản ứng nhu cầu. Việc thực hiện chênh lệch giá cao điểm – thấp điểm chủ yếu đạt được bằng cách người dùng điều chỉnh kế hoạch tiêu thụ điện của riêng họ, đây là cách chính để người dùng kiếm lợi nhuận từ việc lắp đặt lưu trữ năng lượng.

Quan trọng hơn, cơ chế giá điện theo thời gian sử dụng phù hợp và chênh lệch giá điện cao điểm – thấp điểm lớn hơn tạo ra không gian rất thuận lợi cho sự phát triển thương mại hơn nữa của lưu trữ năng lượng. Lưu trữ năng lượng phía người dùng và các nhà khai thác lưu trữ năng lượng có thể tham gia vào thị trường và thu được lợi ích.

2. Phía mạng lưới phân phối

Về phía mạng lưới phân phối, các giá trị chính hiện nay của công nghệ lưu trữ năng lượng là giảm bớt tình trạng tắc nghẽn lưới điện, trì hoãn đầu tư nâng cấp mạng lưới phân phối và cải thiện độ tin cậy của nguồn cung cấp điện ở phía mạng lưới phân phối.

Tận dụng đặc tính linh hoạt và nhanh chóng của thiết bị lưu trữ năng lượng, việc cấu hình thiết bị lưu trữ năng lượng tại các khu vực thiếu điện không chỉ có thể cải thiện hiệu quả vấn đề quá tải đường dây mà còn trì hoãn việc nâng cấp mạng lưới và giảm lãng phí tài nguyên.

3. Phía sản xuất điện (nguồn cấp điện)

Giá trị của công nghệ lưu trữ năng lượng phân tán chủ yếu là giảm tính ngẫu nhiên và biến động của quá trình phát điện và đảm bảo đầu ra của năng lượng tái tạo được thông suốt. Khi điện gió và nguồn cung cấp điện mặt trời đạt đỉnh, phải lựa chọn từ bỏ năng lượng để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định.

Khi tải hệ thống đạt đỉnh, năng lượng gió và điện mặt trời có thể không đủ do điều kiện tự nhiên. Cấu hình lưu trữ năng lượng ở phía cung cấp điện phân tán có thể giải quyết hiệu quả các vấn đề như vậy và cải thiện lưu trữ năng lượng mặt trời và điện gió tốt hơn .

IV – Triển vọng của hệ thống lưu trữ năng lượng phân tán

Với sự đa dạng hóa và phổ biến của năng lượng tái tạo, công nghệ lưu trữ năng lượng phân tán đã trở thành một hướng phát triển quan trọng. Từ góc độ phát triển trong tương lai, hướng phát triển của công nghệ lưu trữ năng lượng phân tán chủ yếu bao gồm các khía cạnh sau:

Tích hợp thông minh, đồng bộ

Với sự phát triển của các công nghệ như dữ liệu lớn, trí tuệ nhân tạo và IOT, các hệ thống lưu trữ năng lượng phân tán đang ngày càng trở nên thông minh và thích ứng. Đồng thời, với sự tích hợp sâu của công nghệ lưu trữ năng lượng phân tán với lưới điện thông minh và hệ thống năng lượng đô thị, các hệ thống quản lý năng lượng mới sẽ được đổi mới và tối ưu hóa để đáp ứng sự phát triển bền vững chung của hệ thống.

Công nghệ lưu trữ

Công nghệ lưu trữ năng lượng phân tán đã bao gồm năng lượng hóa học, năng lượng cơ học, năng lượng nhiệt, năng lượng điện và các dạng khác, chẳng hạn như pin lithium, pin Natri-ion, siêu tụ điện, pin dòng chảy, v.v., và lưu trữ năng lượng cũng không ngừng được cải thiện. Trong tương lai, chúng ta có thể khám phá từ nhiều khía cạnh, nhanh chóng nắm vững các công nghệ lưu trữ mới và liên tục cải thiện hiệu quả lưu trữ năng lượng.

Mô hình kinh doanh lưu trữ năng lượng phân tán

Việc thiết lập mô hình kinh doanh cho các hệ thống lưu trữ năng lượng phân tán theo định hướng thị trường có thể giúp công nghệ lưu trữ năng lượng phân tán hòa nhập vào mô hình thương mại và mang lại nhiều giá trị và lợi ích hơn cho người dùng và xã hội.

Tóm lại, sự phát triển trong tương lai của công nghệ lưu trữ năng lượng phân tán phải liên tục cải thiện khả năng sử dụng năng lượng bền vững và nâng cao hiệu quả cũng như độ tin cậy của việc lưu trữ năng lượng.

V – Lý do chọn BESS để lưu trữ năng lượng phân tán

Hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin (BESS) được coi là một lựa chọn mạnh mẽ do khả năng cung cấp cho mạng lưới nhiều dịch vụ phụ trợ thiết yếu. Trong mạng lưới điện, BESS có thể cung cấp công suất chủ động và phản kháng để hỗ trợ mạng lưới và cung cấp hỗ trợ phản ứng nhanh cho tần số hệ thống và điện áp. BESS có thể được sử dụng như một giải pháp thay thế hấp dẫn về mặt tài chính để tránh hoặc trì hoãn việc gia cố mạng lưới thông thường.

Hệ thống lưu trữ BESS có thời gian phản ứng gần như tức thời cỡ mili giây, đáng ứng ngay nhu cầu của lưới điện

BESS được modul hóa dạng cabin hoặc container với mật độ năng lượng cao, dễ dàng lắp đặt cục bộ tại các trạm biến áp, các không gian nhỏ hẹp.

Dải dung lượng lưu trữ linh hoạt, có thể phù hợp với mọi tình huống.

BESS phù hợp với các điều kiện tự nhiên tại điểm lắp đặt, dễ dàng tích hợp với các nguồn điện tái tạo

Chi phí pin đang rẻ và thân thiên môi trường hơn (VD: pin Sodium)

Hệ thống pin lưu trữ BESS tích hợp hệ thống điều khiển đám mây, tích hợp AI và IOT dễ dàng đồng bộ với hệ thống điều động lưới điện

Chi phí vận hành và bảo dưỡng thấp: Hệ thống được tự động hóa, điểu khiển trên app từ xa tự động.

Trên đây là một số lý do chính khiến BESS ngày càng trở lên phổ biến trong lưới điện có lưu trữ phân tán.

VI – Một số dự án lưu trữ năng lượng phân tán BESS của Vision

Dưới đây là hình ảnh một số dự án lưu trữ điện phân tán Vision cung cấp lắp đặt