Hệ thống lưu trữ năng lượng (BESS) đang đóng vai trò quan trọng trong ngành năng lượng xanh, nhất là đối với điện mặt trời. Hệ thống này giúp cải thiện tính ổn định của các nguồn cung cấp điện và tránh được các sự thiếu hụt nguồn cung điện gây ra bởi các sự cố mất điện hoặc thời tiết. Vậy bạn có thắc mắc về cấu tạo của giải pháp tích trữ năng lượng này và cách các thành phần phối hợp hoạt động để đảm bảo nguồn cung điện cho sản xuất và sinh hoạt. Hãy cùng tìm hiểu thông qua bài viết này nhé.

1. Giới thiệu về hệ thống lưu trữ năng lượng (BESS)

• BESS là gì?

Được ví như “cục sạc dự phòng” cho hệ thống điện năng lượng mặt trời, BESS được sử dụng để tích trữ năng lượng dư thừa được tạo ra tấm pin. Ngoài nguồn điện từ tấm pin mặt trời, hệ thống BESS còn có thể lưu trữ năng lượng từ lưới điện hoặc các nguồn năng lượng tái tạo khác. Hệ thống BESS được cấu tạo từ rất nhiều pin ion-lithium được xếp với nhau. 

• Vai trò của BESS:
  • Hệ thống pin lưu trữ năng lượng hỗ trợ tối ưu hóa hiệu suất của giải pháp điện mặt trời bằng cách lưu trữ nguồn điện dư thừa được tạo ra tấm pin vào ban ngày và sử dụng vào ban đêm hoặc khi thời tiết xấu.
  • Hệ thống BESS giúp cân bằng và ổn định các nguồn cung cấp điện cho phụ tải, từ đó giúp giảm thiểu chênh lệch giữa cung nguồn điện so với cầu xảy ra trong theo khoảng thời gian trong ngày hoặc điều kiện thời tiết gây ảnh hưởng để hiệu suất tấm pin năng lượng mặt trời.
  • Khách hàng cũng có thể tiết kiệm tối đa chi phí hóa đơn điện nhờ vào việc tải điện lưới từ hệ thống BESS lúc thấp điểm và sử dụng nguồn năng lượng này vào lúc cao điểm.

Khám phá các đối tác sản xuất hệ thống BESS VAS đang hợp tác.

2. Các thành phần chính của hệ thống BESS:

• Hệ thống pin:
  • Chức năng: Là thành phần chính của hệ thống BESS, bộ phận này chịu trách nhiệm tải và lưu trữ năng lượng từ các nguồn khác nhau như (lưới điện, nguồn năng lượng tái tạo,…) để cung cấp cho phụ tải sử dụng khi cần thiết.
  • Cấu tạo: Các đơn vị cell lithium được kết nối nối tiếp và song song để tạo thành các module. Các module này sẽ được đóng gói và bảo vệ trong các bộ pin (battery pack). Các bộ pin (battery pack) được xếp chồng lên nhau thành giá đỡ pin (rack).
  • Các giá đỡ pin có thể được kết nối nối tiếp hoặc song song để đạt được điện áp và dòng điện yêu cầu. Các giá đỡ này sẽ tạo thành một hệ thống pin hoàn chỉnh.

• Hệ thống quản lý pin (BMS – Battery Management System):
  • Chức năng: Đây là hệ thống giám sát thời gian thực tình trạng của pin nhằm đảm bảo tính ổn định, độ an toàn và tình trạng sử dụng của chúng. Từ đó hệ thống bảo vệ pin khỏi hư hỏng trong các tình huống vận hành khác nhau.
  • Nhiệm vụ: Đảm bảo pin hoạt động trong phạm vi an toàn về trạng thái sạc (SoC), trạng thái hoạt động (SoH), điện áp, nhiệt độ và dòng điện.
  • Các hệ thống BMS hiện đại có khả năng theo dõi và bảo vệ pin theo thời gian thực ở cấp độ cell, module và hệ thống.

• Hệ thống chuyển đổi năng lượng (PCS – Power Conversion System) hoặc biến tần lai (Hybrid Inverter):
  • Chức năng: Thành phần này đảm nhiệm chức năng chuyển đổi dòng điện một chiều (DC) từ pin sang dòng điện xoay chiều (AC) để sử dụng cho lưới điện hoặc các thiết bị điện, và ngược lại để sạc pin. Các hệ thống BESS thường sử dụng hệ thống chuyển đổi dòng điện 2 chiều, khác với các biến tần chuyển đổi dòng điện 1 chiều của các tấm pin năng lượng mặt trời. 
  • Nhờ khả năng chuyển đổi năng lượng hai chiều giúp BESS có thể vừa sạc năng lượng từ lưới điện (AC-DC) vừa xả cho các thiết bị điện tử sử dụng (DC-AC). Ngoài ra PCS có nhiều chế độ hoạt động khác nhau để phù hợp với các chiến lược sạc/xả khác nhau.

• Bộ điều khiển (Controller):
  • Chức năng: Bộ phận này đóng vai trò là bộ não của toàn bộ hệ thống BESS. Các nhiệm vụ chính gồm có quản lý, theo dõi, bảo vệ và sắp xếp hoạt động cho các thành phần của BESS. Ngoài ra, bộ phận này cũng có khả năng giao tiếp với đồng hồ đo điện và máy biến áp, giúp cho toàn bộ hệ thống BESS hoạt động hiệu quả. Bộ điều khiển cũng có thể được tích hợp với SCADA (hệ thống thu thập dữ liệu và kiểm soát giám sát) và EMS (hệ thống quản lý năng lượng) của bên thứ ba để thu thập dữ liệu và quản lý năng lượng. Thành phần này cũng đưa ra các giải pháp bảo vệ hệ thống BESS theo từng cấp độ khi xảy ra tình trạng quá tải năng lượng trong lúc sạc xả.
• HVAC (Hệ thống làm mát, sưởi ấm, thông gió và điều hòa không khí):
  • Chức năng: HVAC giúp điều chỉnh môi trường bên trong hệ thống dự trữ năng lượng (BESS) để duy trì nhiệt độ và độ ẩm tối ưu cho pin hoạt động ở hiệu suất sạc xả cao nhất. Hệ thống điều hòa không khí sẽ giúp kéo dài tuổi thọ chu kỳ của pin và ngăn ngừa quá nhiệt.

• Hệ thống chữa cháy (Fire Suppression System):
  • Chức năng: Đây là lớp phòng vệ tiếp theo của hệ thống BESS giúp ngăn chặn các sự cố thoát nhiệt xảy ra, dẫn đến cháy nổ. Khi phát hiện hiện tượng thoát nhiệt từ pin, hệ thống dập lửa sẽ được kích hoạt nhờ các tính năng như phát hiện khí, khói hoặc nhiệt. Hệ thống chữa cháy sẽ sử dụng các chất dập lửa để làm mát và hấp thụ nhiệt.

• SCADA (Hệ thống thu thập dữ liệu và kiểm soát giám sát):
  • Chức năng:SCADA tập trung giám sát và điều khiển các thành phần trong BESS.Bộ phận này sẽ giao tiếp và làm việc chính với bộ điều khiển (Controllers) thông qua PLC (bộ điều khiển lập trình). SCADA cho phép người vận hành điều khiển và cài đặt các thông số cho BMS và các hệ thống phụ trợ. Hầu hết các hệ thống BESS đều có thể tích hợp SCADA từ các bên thứ ba nhờ vào giao thức kết nối như Register Map.
• Hệ thống quản lý năng lượng (EMS – Energy Management System):
  • Chức năng: Kiểm soát và lên lịch hoạt động của BESS để tối ưu hóa hiệu suất và lợi tức đầu tư. Các tính năng chính của EMS có thể kể đến gồm: Giao tiếp trực tiếp với PCS/biến tần lai và BMS, Xem xét các yếu tố bên ngoài như lưới điện, máy biến áp và tải, Thu thập và phân tích dữ liệu hiệu suất BESS.

3. Kết luận:

Thông qua bài viết này, chúng ta đã tìm hiểu được các thành phần quan trọng của BESS và vai trò của chúng trong việc tối ưu các nguồn năng lượng dự trữ để sử dụng trong đời sống và sản xuất. Đặc biệt trong xu hướng sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo ở khắp nơi trên thế giới, BESS đem đến sự ổn định, nguồn cung điện liên tục, không bị ảnh hưởng bởi các sự cố về thời tiết hay hư hỏng mạng lưới. 

Tại VAS, chúng tôi tự hào khẳng định là đơn vị tiên phong trong cung cấp các giải pháp năng lượng mặt trời áp mái tích hợp hệ thống BESS cho Công Nghiệp. Nếu nhà máy bạn đang tìm kiếm các giải pháp năng lượng xanh, sạch, tiết kiệm chi phí và ổn định, hãy liên hệ ngay qua hotline: 0766 666 480 để được tư vấn chi tiết.