Là một giải pháp lưu trữ năng lượng mặt trời hiệu quả để thúc đẩy việc áp dụng các nguồn năng lượng tái tạo, thị trường hệ thống lưu trữ năng lượng pin đang phát triển mạnh mẽ trong những năm gần đây. Vậy BESS là gì? Và hệ thống này mang lại những lợi ích gì cho doanh nghiệp trong quá trình chuyển đổi năng lượng?

BESS là gì?

BESS (Battery Energy Storage Systems – Hệ thống lưu trữ năng lượng pin) là công nghệ tích trữ năng lượng dung lượng lớn, sử dụng pin ion lithium có khả năng lưu trữ năng lượng từ nhiều nguồn khác nhau và xả ra khi cần thiết. Hệ thống này bao gồm một hoặc nhiều pin, được dùng để cân bằng lưới điện, cung cấp năng lượng dự phòng và tăng cường độ ổn định của lưới điện.

Nguyên lý của các hình thức lưu trữ điện BESS

Nếu kết hợp với NLTT: Hệ thống BESS lưu trữ nguồn điện dư thừa để sử dụng vào những thời điểm cần thiết, giúp hạn chế sử dụng điện lưới và tiết kiệm chi phí. Ví dụ: vào buổi tối hoặc khi không có nắng (đối với điện mặt trời), hoặc khi trời lặng gió (đối với điện gió). Đồng thời, đây là giải pháp kiểm soát nguồn điện hiệu quả, có thể ngưng phát điện lên lưới khi lưới quá tải theo yêu cầu của EVN.

Kết hợp với điện lưới: Hệ thống BESS lưu trữ điện trong thời điểm giá thấp để sử dụng vào lúc giá cao nhất trong ngày. Với lượng điện sử dụng tương đương với lượng đã lưu trữ, phương pháp này vừa tiết kiệm chi phí vừa đảm bảo nguồn điện dự phòng khi cần.

Kết hợp tính cơ động: Hệ thống BESS cho phép điều chỉnh linh hoạt công suất, dung lượng và vị trí lắp đặt theo nhu cầu, hiệu quả trong việc giải quyết tình trạng quá tải cục bộ.

Xem thêm: Lắp điện năng lượng mặt trời - ProSolar

Vai trò của hệ thống BESS

BESS có khả năng lưu trữ năng lượng điện từ nhiều nguồn phát khác nhau để sử dụng trong giờ cao điểm, khi mất điện, khi điện không ổn định, hoặc tại những khu vực không có điện lưới như vùng sâu vùng xa và hải đảo.

Sự phát triển nhanh chóng của điện mặt trời đã gây quá tải cho lưới điện quốc gia, đặc biệt trong những ngày nắng nhiều. Trong khi nguồn điện dư thừa vào ban ngày, nhu cầu sử dụng điện lại tập trung vào buổi tối, ảnh hưởng đến chất lượng hệ thống truyền tải. Trong trường hợp này, BESS đóng vai trò quan trọng trong việc phân bổ nguồn điện hợp lý, tối ưu hóa sản lượng điện mặt trời, và giảm tải cho lưới điện quốc gia.

BESS còn giúp tiết kiệm chi phí điện năng bằng cách lưu trữ điện trong giờ thấp điểm để sử dụng vào giờ cao điểm. Đồng thời, hệ thống này cung cấp nguồn điện dự phòng đáng tin cậy khi xảy ra mất điện.

Lợi ích và hạn chế của Hệ thống pin lưu trữ năng lượng (BESS)

Lợi ích

Tích hợp năng lượng tái tạo: Hệ thống pin lưu trữ năng lượng (BESS) có khả năng lưu trữ năng lượng dư từ các nguồn tái tạo như gió và mặt trời. Khi nhu cầu vượt quá sản lượng, năng lượng này sẽ được giải phóng. Đây là giải pháp then chốt giúp tích hợp năng lượng tái tạo vào lưới điện, khắc phục tình trạng mất cân bằng cung-cầu của các nguồn năng lượng không liên tục.
Ổn định lưới điện: BESS ổn định lưới điện bằng cách tích trữ năng lượng dư trong thời điểm sản xuất cao và xả ra khi nhu cầu tăng. Nhờ đó, hệ thống giúp giảm thiểu tình trạng mất điện và đảm bảo nguồn điện ổn định, đặc biệt trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt.
Giảm phát thải và tiết kiệm điện giờ cao điểm: BESS góp phần giảm khí thải nhà kính từ các nhà máy điện lớn - vốn hoạt động kém hiệu quả và phát thải cao trong giờ cao điểm. Bằng cách tích trữ điện khi nhu cầu thấp và xả ra khi nhu cầu cao, BESS giúp giảm phụ thuộc vào các nhà máy này, từ đó giảm đáng kể lượng khí thải.
Tạo điều kiện cho Điện khí hóa và cung cấp điện dự phòng: BESS đóng vai trò thiết yếu trong việc quản lý nhu cầu điện tăng cao do quá trình chuyển đổi từ nhiên liệu hóa thạch sang điện khí hóa. Hệ thống tăng cường độ bền vững năng lượng bằng cách cung cấp nguồn điện dự phòng đáng tin cậy khi cúp điện.
Tăng cường tự chủ năng lượng: BESS cho phép các hộ gia đình và doanh nghiệp có hệ thống năng lượng mặt trời lưu trữ điện dư thừa, giúp giảm phụ thuộc vào lưới điện và tăng khả năng tự cung tự cấp năng lượng.

Hạn chế

Chi phí đầu tư ban đầu cao: Triển khai BESS đòi hỏi vốn đầu tư lớn, đặc biệt với hệ thống quy mô lớn. Dù chi phí trên mỗi đơn vị điện lưu trữ đã giảm theo thời gian, mức đầu tư ban đầu vẫn là thách thức tài chính đáng kể với nhiều đơn vị.
Quản lý và Bảo trì phức tạp: BESS sử dụng hệ thống quản lý tiên tiến đòi hỏi chuyên môn cao trong vận hành và bảo trì. Các thiết bị như bộ biến tần, hệ thống điều hòa môi trường và thiết bị an toàn (chữa cháy, cảm biến, báo động) làm tăng độ phức tạp trong quản lý.
Lo ngại về tuổi thọ và độ bền: Pin lithium-ion có độ bền cao và hiệu suất tốt, trong khi một số loại pin khác như pin axit-chì có tuổi thọ ngắn hơn, nhất là khi thường xuyên xả sâu. Sự chênh lệch này tạo ra thách thức về độ tin cậy và hiệu suất dài hạn của BESS.
Rủi ro môi trường và sức khỏe: Một số pin BESS chứa vật liệu độc hại, có thể gây rủi ro cho môi trường và sức khỏe nếu không được quản lý đúng cách. Điều này đòi hỏi quy định nghiêm ngặt về xử lý và tái chế để giảm thiểu tác động tiêu cực.
Tổn thất chuyển đổi năng lượng: Trong quá trình sạc và xả của BESS, một phần năng lượng bị mất khi chuyển đổi giữa điện năng và hóa năng. Tổn thất này làm giảm hiệu suất tổng thể và có thể hạn chế hiệu quả trong một số ứng dụng cụ thể.quan trọng đối với doanh nghiệp mà còn tạo ra giá trị mới trong thị trường đang chuyển đổi năng lượng ngày càng nhanh chóng.

Khía cạnh tài chính của Hệ thống pin lưu trữ năng lượng

Chi phí đầu tư cho Hệ thống pin lưu trữ năng lượng (BESS) phụ thuộc vào nhiều yếu tố: công suất, loại công nghệ pin (lithium-ion, chì-axit, pin dòng chảy), tuổi thọ hoạt động dự kiến, quy mô ứng dụng (hộ gia đình, thương mại, hoặc nhà máy), và các tính năng hiện đại như hệ thống quản lý pin và thiết bị biến tần. Tính đến năm 2024, giá BESS cho hộ gia đình dao động từ $400 đến $950 mỗi kilowatt-giờ (kWh). Các dự án quy mô lớn thường có chi phí trên mỗi kWh thấp hơn nhờ lợi thế kinh tế theo quy mô. Với sự phát triển của công nghệ và sản xuất quy mô lớn, chi phí này được kỳ vọng sẽ giảm trong tương lai.

Ứng dụng chính của Hệ thống pin lưu trữ năng lượng (BESS)

Sau đây là các ứng dụng chính của Hệ thống pin lưu trữ năng lượng (BESS):

Ngữ cảnh Thương mại & Công nghiệp

Cạo đỉnh (Peak Shaving): BESS là công cụ quản lý hiệu quả khi nhu cầu sử dụng năng lượng tăng đột ngột, giúp giảm thiểu chi phí bằng cách giảm tiêu thụ điện từ lưới vào giờ cao điểm.
Dịch chuyển tải (Load Shifting): BESS giúp doanh nghiệp sử dụng năng lượng đã lưu trữ trong thời gian giá điện cao điểm, từ đó giảm đáng kể chi phí điện.
Vận hành linh hoạt: BESS cho phép doanh nghiệp điều chỉnh linh hoạt việc sử dụng điện từ lưới trong các giai đoạn quan trọng mà không ảnh hưởng đến tổng mức tiêu thụ. Tính năng này giúp người dùng chủ động tham gia vào Điều chỉnh phụ tải điện (Demand Response - DR).
Hỗ trợ lưới điện vi mô: BESS đóng vai trò then chốt trong vận hành lưới điện vi mô, cung cấp khả năng lưu trữ năng lượng để duy trì hoạt động độc lập khi mất điện lưới.
Tích hợp năng lượng tái tạo: BESS lưu trữ năng lượng dư thừa từ các nguồn tái tạo như năng lượng mặt trời và gió, đồng thời giải phóng năng lượng khi nguồn phát giảm, giúp tăng độ tin cậy và ổn định cho các nguồn năng lượng xanh.

Ngữ cảnh Hộ gia đình

Tăng cường việc tự tiêu thụ: BESS giúp chủ nhà lưu trữ năng lượng mặt trời dư thừa vào ban ngày để sử dụng vào ban đêm, tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng mặt trời, tăng hiệu quả đầu tư và giảm chi phí điện bậc cao.
Phương án dự phòng mất điện tin cậy: Khi mất điện, BESS đảm bảo cung cấp nguồn năng lượng ổn định, duy trì hoạt động liên tục và an toàn cho các thiết bị điện trong nhà.
Tự chủ năng lượng: BESS giúp hộ gia đình đạt được sự độc lập với lưới điện, mang lại khả năng tự chủ và tiết kiệm chi phí đáng kể. Điều này góp phần tạo nên một hệ sinh thái năng lượng gia đình bền vững và độc lập trong sản xuất và sử dụng năng lượng.

BESS là minh chứng cho sự chuyển đổi công nghệ tiên tiến, kết hợp giữa đổi mới, hiệu suất cao và trách nhiệm môi trường. Thông qua việc hiểu rõ chức năng của hệ thống và đánh giá những lợi ích cùng giá trị kinh tế mà nó mang lại, chúng ta nhận thấy vai trò quan trọng của BESS trong việc kiến tạo tương lai năng lượng bền vững. Với xu hướng áp dụng ngày càng phổ biến, BESS sẽ cách mạng hóa phương thức tiêu thụ và lưu trữ năng lượng, mở ra cơ hội tiếp cận rộng rãi hơn với các giải pháp năng lượng sạch, bền vững và hiệu quả về chi phí.