Hệ thống BESS phân tán sẽ trở lên phổ biến trong tương lai
Hệ thống BESS phân tán có trở lên phổ biến hay không? Nên tăng cường hệ thống lưu trữ tập trung hay lưu trữ BESS phân tán? Bài viết này sẽ chia sẻ quan điểm cá nhân về vấn đề này.
BESS phân tán phổ biến nhờ pin Lithium-ion
Với sự không đáng tin cậy của các máy phát điện gió và mặt trời do tính không liên tục vốn có của hoạt động hữu ích, BESS (Hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin) đã trở nên vô cùng quan trọng trong thế giới cung cấp năng lượng tái tạo. Lưu trữ điện thực tế và tiết kiệm chi phí cho mục đích cân bằng tải hoặc nhu cầu cao điểm đã là một vấn đề tồn tại từ lâu ngay cả trước khi công nghệ tái tạo ra đời.
Pin điện là thiết bị lưu trữ năng lượng là sự lựa chọn hiển nhiên cho nhiều thử nghiệm khác nhau. Tuy nhiên, do mật độ năng lượng thấp, thể tích lớn và trọng lượng nặng, pin axit chì hoặc NiCd không phù hợp để lưu trữ điện dung lượng lớn. Sự phát triển nhanh chóng của công nghệ pin lithium ion đã thay đổi tình hình đó một cách đáng kể.
Công nghệ pin lithium-ion cung cấp mật độ năng lượng cao với trọng lượng và thể tích nhỏ hơn 40% so với các công nghệ pin khác. Hơn nữa, pin lithium-ion đang cung cấp hiệu suất an toàn tốt hơn nhiều với sự phát triển của các Đơn vị quản lý pin (BMU) cấp độ cell so với các công nghệ thực tế khác.
Các vấn đề liên quan đến khả năng chịu nhiệt, sạc sâu hoặc xử lý va đập của chúng đang được giải quyết mỗi năm. Hóa học chức năng của chúng được cải thiện thông qua việc sử dụng nhiều hợp chất lithium khác nhau như: Lithium Cobalt Oxide hoặc Lithium Titanate Oxide. Do đó, người ta có thể tự tin nói rằng pin lithium-ion sẽ tồn tại lâu dài – ít nhất là trong vài thập kỷ tới.
Hệ thống BESS phân tán hay hệ thống lưu trữ tập trung?
Sau khi chấp nhận thực tế rằng hiện tại, pin Lithium-ion cung cấp hình thức hệ thống lưu trữ năng lượng tốt nhất, câu hỏi tiếp theo là: công nghệ như vậy có nên được triển khai tập trung gần các nhà máy điện hay nên phân phối gần điểm tiêu thụ điện, ví dụ như trên mái nhà của người tiêu dùng. Cả hai phương án đều có ưu và nhược điểm, nhưng theo tôi, hệ thống lưu trữ BESS phân tán mang lại nhiều lợi thế hơn so với hệ thống lưu trữ tập trung.
Trước hết, tôi đồng ý rằng bất kỳ hệ thống tập trung nào có lẽ sẽ hoạt động hiệu quả hơn hệ thống phân tán theo quan điểm thương mại. Quy mô kinh tế tuyệt đối sẽ cải thiện hiệu suất chi phí trên mỗi MWh tạo ra. Ngoài ra, một hệ thống kiểm soát tinh vi cấp cao tập trung liên quan đến các nhà máy điện lớn sẽ đảm bảo kiểm soát tổng thể tốt hơn đối với các biến thể tần số và điện áp.
Tuy nhiên, tùy chọn tập trung sẽ phải phụ thuộc vào mạng lưới truyền tải dài để đưa năng lượng được lưu trữ lên người tiêu dùng. Điều này có nghĩa là, năng lượng được lưu trữ hiện sẽ dễ bị mất truyền tải – trừ khi năng lượng được lưu trữ này được chuyển đổi thành AC hoặc HVDC điện áp cực cao – và do đó làm tăng chi phí của nó.
Không chỉ vậy, ngay cả sau khi thực hiện chuyển đổi này, tùy chọn tập trung có thể không cung cấp được an ninh năng lượng cần thiết trong thế giới hiện đại. Sự cố mất điện toàn tiểu bang vào tháng 9 năm 2016 ở Nam Úc do các tháp truyền tải bị sụp đổ trong những cơn bão lớn là một ví dụ điển hình về những điều không ổn trong tùy chọn tập trung cho tất cả người tiêu dùng trên mạng lưới. Mặt khác, BESS phi tập trung chỉ ảnh hưởng đến một số lượng khách hàng hạn chế trong một sự kiện như vậy.
Thứ hai, hóa học ion lithium thích xả một phần hơn xả sâu. Nếu điện áp của một cell lithium-ion giảm xuống dưới một mức nhất định, nó sẽ bị hỏng. Trong một khái niệm tập trung, khả năng toàn bộ đơn vị lưu trữ được xả hoàn toàn ít có khả năng xảy ra hơn so với trường hợp lắp đặt phi tập trung gần phía người tiêu dùng. Đây là một lợi thế cho BESS tập trung. Tuy nhiên, vấn đề này có thể được khắc phục trong hệ thống lưu trữ BESS phân tán bằng cách có một BMU tốt cắt hệ thống pin khỏi tải trong trường hợp pin chuyển sang xả sâu.
Thứ ba, hệ thống lưu trữ BESS phân tán có thể mang lại lợi thế cho người tiêu dùng khi bán lại bất kỳ năng lượng dư thừa nào được sản xuất cho các nhà bán lẻ và được trả tiền cho nó. Trong một khái niệm tập trung, người tiêu dùng chịu sự chi phối của biểu giá điện do các nhà bán lẻ quyết định.
Thứ tư, hàng triệu hệ thống BESS riêng lẻ được đặt tại các khu vực khác nhau của một quốc gia trong hệ thống lưới điện toàn quốc, đảm bảo khả năng cung cấp năng lượng từ ít nhất một số hệ thống BESS riêng lẻ khi điều kiện thời tiết thuận lợi. Điều này chắc chắn giúp nhà sản xuất năng lượng cân bằng và chia sẻ tải tốt hơn.
Vì vậy, chúng tôi tin rằng các hệ thống lưu trữ BESS phân tán sẽ phát triển nhanh như các tấm pin quang điện trên mái nhà trong 10 năm qua. Nhiều nhà sản xuất như CALT, EVE, Vision, Gotion, v.v. đang phát triển BESS phù hợp với nhiều ứng dụng từ hệ thống lưu trữ tập trung BESS đến các hệ thống lưu trữ nhỏ C&I ESS.
Nếu tôi có thể nhìn vào tương lai xa, việc lắp đặt hệ thống tự cung cấp năng lượng phi tập trung với các tấm pin quang điện và BESS cho mọi ngôi nhà sẽ trở nên phổ biến để đáp ứng nhu cầu riêng của từng người tiêu dùng đến mức các thế hệ tiếp theo của chúng ta sẽ hỏi: “Tại sao chúng ta lại xây dựng các nhà máy điện để lấy điện qua vô số dây mạng phức tạp?” và nhận xét: “Thật là kỳ lạ !!”
