Trong số các loại năng lượng tái tạo thì năng lượng mặt trời và năng lượng gió có điểm yếu là sản lượng điện phụ thuộc vào thời tiết và khó J881 ưu đãi hấp dẫn.
“Ắc quy lưu trữ” được kỳ vọng như một thiết bị giải quyết vấn đề mất ổn định của năng lượng tái tạo.
Ắc quy lưu trữ được sử dụng trong hệ thống điện là gì?
“Ắc quy lưu trữ dùng cho hệ thống điện” được sử dụng bằng cách kết nối với hệ thống điện.
Bằng cách kết nối Ắc quy lưu trữ quy mô lớn với các nhà máy năng lượng tái tạo hoặc hệ thống chính, thì có thể ổn định nguồn điện bằng cách lưu trữ khi thừa và phát điện khi thiếu.
Tại Nhật Bản, Link Mobile Đăng Ký J88 đã hỗ trợ các thí nghiệm kiểm chứng Ắc quy lưu trữ từ năm 2013 thông qua dự các án kiểm chứng hệ thống Ắc quy lưu trữ điện dung lượng lớn.
Chúng ta hãy xem xét các trường hợp sử dụng “Ắc quy NAS”, “Ắc quy dòng oxy hóa khử” và “Ắc quy Lithium ion” trong số các thí nghiệm kiểm chứng này.
Thí nghiệm kiểm chứng sử dụng Ắc quy NAS của Công ty điện lực Kyushu
Ắc quy NAS là loại Ắc quy lưu trữ sử dụng natri (Na) cho điện cực âm, lưu huỳnh (S) cho điện cực dương và sử dụng gốm sứ tinh (fine ceramics) trong chất điện phân, quá trình xạc phát lặp đi lặp lại khi cho phản ứng hóa học giữa lưu huỳnh và ion natri xảy ra. Đây là công nghệ của Nhật Bản, không sử dụng kim loại hiếm và có đặc trưng là ít bị suy giảm dung lượng ngay cả khi đã được sạc đầy. Một đặc trưng khác là không “tự phóng điện” qua thời gian sau khi tích trữ mà không sử dụng.
Vào năm 2015, Ắc quy NAS do NGK Insulators sản xuất với công suất 50.000 kW và dung
lượng 300.000 kWh đã được lắp đặt tại tỉnh Fukuoka.
Công ty Điện lực Kyushu đã tiến hành thí nghiệm kiểm chứng về việc sử dụng Ắc quy NAS từ tháng 4 năm 2016 đến tháng 2 năm 2017. Ở Kyushu, lượng điện từ năng lượng mặt trời được đưa vào ngày càng tăng.
Tuy nhiên, như đã đề cập ở trên, rất khó để J881 ưu đãi hấp dẫn công suất của Điện mặt trời và khi công suất dư thừa, cần thiết phải “điều khiển công suất ” để hạn chế. Do đó, thông qua việc lưu trữ điện dư thừa bằng cách sử dụng Ắc quy lưu trữ dung lượng lớn sẽ làm giảm thời gian và lượng điện điều khiển của NLTT .
Với kết quả kiểm chứng, chúng tôi đã thành công trong việc thực hiện “vận hành sạc/xả” theo kế hoạch và tránh được việc điều khiển công suất NLTT tương đương với mức tối đa 300.000 kWh mỗi ngày. Kết quả này cho thấy sẽ có hiệu quả trong việc triển khai mở rộng NLTT.
Thí nghiệm kiểm chứng Ắc quy dòng oxy hóa khử của Công ty Điện lực Hokkaido
Tuy có rất ít hệ thống đóng vai trò điều chỉnh tần số trong Ắc quy dòng oxy hóa khử nhưng
chúng có tính năng nổi bật là có tuổi thọ cao và thời lượng xả từ 12 giờ trở lên, đây là thời gian xả khá lâu đối với ắc quy lưu trữ.
Ắc quy dòng oxy hóa khử là Ắc quy lưu trữ sạc và xả bằng cách sử dụng phản ứng oxy hóa khử của các ion như vanadi. Một tính năng nổi bật khác là có thể theo dõi chính xác tình trạng sạc ngay cả trong điều kiện hoạt động.
Một dự án kiểm chứng hệ thống lưu trữ điện quy mô lớn sử dụng Ắc quy dòng oxy hóa khử đã được thực hiện bởi Công ty Điện lực Hokkaido. Ắc quy dòng oxy hóa khử được sử dụng là của Sumitomo Electric Industries, lắp đặt vào tháng 12 năm 2015, với công suất 15.000 kW và dung lượng 60.000 kWh.
Ở Hokkaido, không chỉ điện mặt trời mà sản lượng điện từ gió cũng đang tăng dần qua từng năm.
Vì vậy, mục đích của thử nghiệm này là sử dụng Ắc quy lưu trữ quy mô lớn để giảm thiểu ảnh hưởng của biến động công suất từ các nguồn năng lượng tái tạo đối với hệ thống điện.
Ngoài ra, qua thử nghiệm này nhằm xác nhận công nghệ vận hành và điều kiển phù hợp sẽ tối đa hóa hiệu quả và tuổi thọ của Ắc quy lưu trữ cho hệ thống điện.
Kết quả thử nghiệm đã xác nhận: ngay cả khi công suất của nguồn NLTT thay đổi đột ngột, thì hệ thống vẫn ổn định nhờ phát điện thông qua Ắc quy lưu trữ. Ngoài ra, với những thành quả đã thu được chúng tôi bắt đầu lắp đặt ắc quy dự trữ cho hệ thống điện, đồng thời bắt đầu lựa chọn các nhà máy điện gió để kết nối với hệ thống, hướng tới một hệ thống NLTT mới.
Thí nghiệm kiểm chứng Ắc quy Lithium-ion của Công ty Điện Lực Tohoku.
Ắc quy Lithium-ion ngày càng phổ biến, cùng với các loại Ắc quy lưu trữ công suất cao và dung lượng cao đã được đưa vào thị trường.
So với các loại Ắc quy lưu trữ khác, thì loại này có dung lượng nhỏ với thời gian xả từ 1 giờ trở xuống. Có thể nói, đây là hệ thống lưu trữ điện nhằm ứng phó với biến động tần số bằng cách tận dụng đặc tính sạc/xả tốc độ cao của Ắc quy lithium-ion.
Công ty điện lực Tohoku đã thực hiện kiểm chứng Ắc quy lithium-ion thông qua kiểm chứng hệ thống Ắc quy lưu trữ ứng phó với dao động tần số. Sử dụng Ắc quy lithium-ion, có công suất 20 MW và dung lượng 20 MWh.
Ngoài ra, Công ty Điện Lực Tohoku cũng đã thực hiện dự án kiểm chứng hệ thống Ắc quy lưu trữ nhằm cải thiện sự cân bằng cung cầu. Tương tự, Ắc quy lithium-ion, có công suất 40 MW và dung lượng 40 MWh đã được sử dụng.
Tuổi thọ ước tính của mỗi loại Ắc quy lưu trữ.
Chúng ta hãy xem xét tuổi thọ của từng loại Ắc quy thay đổi thế nào.
Ắc quy axít chì 17 năm (3150 lần)
Ắc quy niken kim loại hyđrua 5 đến 7 năm (2000 lần)
Ắc quy Lithium-ion 10 năm (4000 lần)
Ắc quy dòng oxy hóa khử 20 năm (10.000 lần trở lên)
Ắc quy NAS 15 năm (4500 lần)
Có thể thấy rằng Ắc quy khác nhau thì có tuổi thọ khác nhau. Điều đáng quan tâm ở đây là tình trạng của Ắc quy lưu trữ đã hết tuổi thọ thì như thế nào. Một số người cho rằng nó sẽ không thể sử dụng được nếu hết tuổi thọ, nhưng không có nghĩa là nó hoàn toàn không thể sử dụng được.
Thay đổi thấy rõ là giảm dung lượng lưu trữ. Nói chung, người ta nói rằng dung lượng lưu trữ giảm còn khoảng 70% so với trước khi hết tuổi thọ, nhưng thay đổi này còn tùy thuộc vào nhà sản xuất và chủng loại Ắc quy.
Chủ đề: Đăng ký nhận khuyến mãi “Nhà máy điện dùng pin lưu trữ cho hệ thống điện” đầu tiên của Nhật Bản ở Hokkaido
Ngoài các công ty điện lực, Global Engineering thông báo vào ngày 19 tháng 8 năm 2021 họ sẽ tham gia vào lĩnh vực kinh doanh điều phối cung cầu cho hệ thống điện. Công ty này đang có kế hoạch Đăng ký nhận khuyến mãi “Nhà máy điện dùng Ắc quy lưu trữ cho hệ thống điện” đầu tiên của Nhật Bản ở Hokkaido và vận hành tích hợp với các nhà máy NLTT nhằm có được hợp đồng điều phối cung cầu góp phần ổn định hệ thống điện.
Nhà máy dự kiến vận hành vào năm 2022. Sắp tới họ sẽ giới thiệu gói Mega với công suất
1523,8kW và dung lượng 6095,2kWh (kWh) tại Công viên Ắc quy Chitose ở Hokkaido.
J882ea tỉ lể kèo thắng lớn các thí nghiệm kiểm chứng về Ắc quy lưu trữ cho hệ thống điện Với việc sử dụng Ắc quy lưu trữ cho hệ thống điện, thì có thể cải thiện sự cân bằng giữa cung cầu năng lượng điện và nâng cao sản lượng điện từ nguồn NLTT.
Cùng với việc dự đoán trước biến động công suất của NLTT và J881 ưu đãi hấp dẫn hệ thống điện, từ nay cũng cần tiếp tục đẩy mạnh cải tiến các tính năng của Ắc quy lưu trữ cho hệ thống điện và tối ưu hóa hoạt động. Điều quan trọng nữa là làm sao cho chi phí Ắc quy lưu trữ ngày càng giảm.
International Nuclear Energy Development of Japan (JINED)
