Lưu trữ năng lượng rất quan trọng đối với cuộc sống hiện đại, vì nhiều doanh nghiệp phụ thuộc vào pin để cung cấp năng lượng cho các dụng cụ, đèn chiếu sáng và thiết bị tại nơi làm việc. Khi không có nguồn điện trên bờ, bộ lưu trữ pin sẽ đảm bảo hoạt động ổn định trong các dự án công nghiệp và thương mại. Hãy cùng khám phá cách thức hoạt động của nó.
Năng lượng là gì & Nó được lưu trữ như thế nào?
Năng lượng là khả năng thực hiện công và tồn tại ở hai dạng chính: động năng và thế năng.
Ví dụ, một hòn đá lăn có động năng từ chuyển động của nó, trong khi một tảng đá ở rìa đồi có thế năng do khả năng lăn của nó.
Năng lượng điện được coi là động năng vì nó luôn chuyển động nhưng có thể chuyển hóa thành các dạng năng lượng dự trữ khác.
Tương tự, nước phía sau đập đại diện cho năng lượng hấp dẫn tiềm năng được lưu trữ.
Bạn có thể lưu trữ năng lượng điện?
Không, bạn không thể lưu trữ điện trực tiếp nhưng nó có thể được chuyển đổi thành dạng có thể lưu trữ được. Năng lượng này sau đó có thể được chuyển đổi trở lại thành điện năng. Các phương pháp lưu trữ năng lượng điện bao gồm bánh đà (cơ học), nước hoặc trọng lượng nâng cao (trọng lực), khí nén (điện thế), tụ điện (điện tích) và phổ biến nhất: pin (hóa học).
Pin là gì?
Pin là một thiết bị lưu trữ chuyển đổi năng lượng hóa học thành năng lượng điện. Nó chứa một hoặc nhiều tế bào điện hóa, nơi các phản ứng hóa học tạo ra dòng điện tử, cung cấp dòng điện cần thiết để thực hiện công.
Batteries function as electron pumps, featuring a positive side (cathode), a negative side (anode), and an chất điện phân that reacts chemically with them.
While this process is common across all batteries, different types store energy in unique ways.
Common Battery Types & How They Store Energy
For industrial and commercial use, there are two main types of rechargeable battery energy storage, which differ in performance.
Lead-Acid Batteries
Lead-acid batteries, over 170 years old, are one of the oldest rechargeable battery types.
Each 12-volt battery consists of six cells with a mixture of sulfuric acid and water, featuring a positive terminal (cathode) and a negative terminal (anode).
When discharged, sulfuric acid breaks down into water, releasing electrons for electricity generation. The chemical reaction at the negative plate is: Pb(s) + HSO−4(aq) → PbSO4(s) + H+(aq) + 2e−
During recharging, energy rebuilds the acid molecules for future use.
While reliable and widely used, lead-acid batteries have limitations; repeated discharge-recharge cycles can shorten their lifespan due to active material degradation.
Pin Lithium-Ion
Earlier, we talked about cathodes and anodes in batteries. They can store lithium ions, and energy is stored and released as the ions move from cathode to anode through the electrolyte.
Unlike lead-acid batteries that use the same chemical reaction, lithium-ion batteries come in various chemistries. The top 6 types include Lithium Cobalt Oxide (LCO), Lithium Manganese Oxide (LMO), Lithium Nickel Manganese Cobalt Oxide (NMC), Lithium Nickel Cobalt Aluminum Oxide (NCA), Lithium Titanate (LTO), and Lithium Iron Phosphate (LFP).
Lithium batteries are energy-dense, smaller, lighter, charge faster, and have a longer lifespan compared to lead-acid batteries.
Lithium iron phosphate batteries specifically are known for their long lifespan and heat tolerance, making them safer and more durable.
The Benefits Of Battery Energy Storage
Benefits of a Flexible Clean Energy Grid
Việc triển khai lưu trữ năng lượng đang tăng tốc do khả năng nâng cao tính linh hoạt của lưới điện, cung cấp nhiều dịch vụ và được áp dụng trên nhiều ứng dụng khác nhau.
Hệ thống lưu trữ có thể được tích hợp vào lưới điện – từ mạng truyền dẫn đến các tòa nhà dân cư.
Các nguồn năng lượng tái tạo như gió và mặt trời có sản lượng đầu ra thay đổi; do đó, công nghệ lưu trữ có thể ổn định nguồn cung cấp điện bằng cách kết hợp sản xuất với nhu cầu.
Bằng cách sạc trong thời gian sản xuất dư thừa và xả trong thời gian nhu cầu cao điểm, việc lưu trữ năng lượng sẽ tối đa hóa việc sử dụng năng lượng tái tạo và giảm thiểu chất thải. Hệ thống pin dân dụng giúp các tiện ích đáp ứng nhu cầu của khách hàng với nguồn điện thay đổi.
Storage also aids in responding to sudden changes in electricity needs, ensuring grid stability more quickly than conventional power plants. It’s particularly important for rural areas or isolated microgrids that rely on local energy solutions to avoid blackouts.
Community Benefits
Energy storage can improve access and provide advantages for low-income communities disproportionately affected by pollution and climate change. It can replace fossil fuel peaker plants – often located in vulnerable neighborhoods that exacerbate air quality issues during high-demand periods like heat waves.
With battery storage being cheaper than gas turbines, the transition from peakers will accelerate.
Ngoài ra, việc lưu trữ năng lượng giúp khách hàng tránh được mức giá cao điểm bằng cách cân bằng các mức tăng đột biến về nhu cầu tương tự như việc tăng chi phí đi chung xe trong các kỳ nghỉ lễ. Nó tăng cường khả năng phục hồi của cộng đồng bằng cách đáp ứng nhu cầu cao nhất mà không gây căng thẳng cho lưới điện hoặc khiến giá tăng đột biến khi thời tiết khắc nghiệt.
Bằng cách tích hợp năng lượng tái tạo vào các lưới điện siêu nhỏ hoặc trung tâm phục hồi cục bộ, cộng đồng có được nguồn cung cấp năng lượng dự phòng trong các thảm họa thiên nhiên, đồng thời giảm phát thải khí nhà kính và sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch gây ô nhiễm.
Phần kết luận
Nhiều người lần đầu tiên sử dụng pin trong hoạt động RVing hoặc chèo thuyền, nơi việc lưu trữ năng lượng an toàn, đáng tin cậy là điều cần thiết để mang lại sự thoải mái. Pin lưu trữ năng lượng để chuyển đổi thành điện năng, cải thiện cuộc sống của chúng ta và mang lại sự tự do. Sức mạnh này đồng nghĩa với chính sự tự do.
