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.
Pin hoạt động như máy bơm điện tử, có mặt dương (cực âm), mặt âm (cực dương) và chất điện phân phản ứng hóa học với chúng.
Mặc dù quá trình này phổ biến ở tất cả các loại pin, nhưng các loại pin khác nhau sẽ lưu trữ năng lượng theo những cách riêng.
Các loại pin phổ biến & Cách họ lưu trữ năng lượng
Đối với mục đích sử dụng công nghiệp và thương mại, có hai loại bộ lưu trữ năng lượng pin sạc chính, khác nhau về hiệu suất.
Pin axit chì
Pin axit chì có tuổi đời hơn 170 năm là một trong những loại pin sạc lâu đời nhất.
Mỗi pin 12 volt bao gồm sáu tế bào với hỗn hợp axit sulfuric và nước, có cực dương (cực âm) và cực âm (cực dương).
Khi thải ra, axit sunfuric phân hủy thành nước, giải phóng các electron để phát điện. Phản ứng hóa học ở bản âm là: Pb(s) + HSO−4(aq) → PbSO4(s) + H+(aq) + 2e−
Trong quá trình sạc lại, năng lượng sẽ xây dựng lại các phân tử axit để sử dụng trong tương lai.
Mặc dù đáng tin cậy và được sử dụng rộng rãi nhưng pin axit chì vẫn có những hạn chế; chu kỳ xả-nạp lại lặp đi lặp lại có thể rút ngắn tuổi thọ của chúng do sự xuống cấp của vật liệu hoạt động.
Pin Lithium-Ion
Trước đó chúng ta đã nói về cực âm và cực dương trong pin. Chúng có thể lưu trữ các ion lithium, đồng thời năng lượng được lưu trữ và giải phóng khi các ion di chuyển từ cực âm sang cực dương thông qua chất điện phân.
Không giống như pin axit chì sử dụng cùng một phản ứng hóa học, pin lithium-ion có nhiều loại hóa chất khác nhau. các 6 loại hàng đầu bao gồm Lithium Cobalt Oxide (LCO), Lithium Mangan Oxide (LMO), Lithium Niken Mangan Cobalt Oxide (NMC), Lithium Niken Cobalt Aluminium Oxide (NCA), Lithium Titanate (LTO) và Lithium Iron Phosphate (LFP).
Pin lithium đậm đặc năng lượng, nhỏ hơn, nhẹ hơn, sạc nhanh hơn và có tuổi thọ dài hơn so với pin axit chì.
Pin lithium sắt photphat đặc biệt được biết đến với tuổi thọ dài và khả năng chịu nhiệt, giúp chúng an toàn hơn và bền hơn.
Lợi ích của việc lưu trữ năng lượng pin
Lợi ích của lưới năng lượng sạch linh hoạt
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.
Lưu trữ còn hỗ trợ đáp ứng những thay đổi đột ngột về nhu cầu điện, đảm bảo ổn định lưới điện nhanh hơn so với các nhà máy điện thông thường. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các khu vực nông thôn hoặc các lưới điện siêu nhỏ biệt lập dựa vào các giải pháp năng lượng tại địa phương để tránh mất điện.
Lợi ích cộng đồng
Lưu trữ năng lượng có thể cải thiện khả năng tiếp cận và mang lại lợi ích cho các cộng đồng thu nhập thấp bị ảnh hưởng không tương xứng bởi ô nhiễm và biến đổi khí hậu. Nó có thể thay thế các nhà máy sản xuất nhiên liệu hóa thạch – thường nằm ở những khu vực dễ bị tổn thương, khiến các vấn đề về chất lượng không khí trở nên trầm trọng hơn trong những thời kỳ có nhu cầu cao như đợt nắng nóng.
Với việc lưu trữ pin rẻ hơn so với tua-bin khí, quá trình chuyển đổi từ đỉnh cao sẽ tăng tốc.
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.
