Tìm hiểu về pin lưu trữ cho điện mặt trời
Các vấn đề xoay quanh pin lưu trữ, những gì cần lưu ý và nên sử dụng pin nào cho mục đích nào. Chi phí đầu tư bao nhiêu?
Đầu tiên cần hiểu về lịch sử và xu hướng sử dụng các loại pin lưu trữ cho hệ thống điện mặt trời trong những năm vừa qua. Ban đầu người ta ưa chuộng sử dụng axit chì (ắc-quy) - ưu điểm rẻ nhược điểm dễ die do chu kỳ sạc xả thấp. Sau này chuyển sang xu hướng sử dụng pin Lithium-ion do giá thành bắt đầu rẻ hơn, hiện nay gần như giá thành có thể tiệm cận với ắc quy luôn rồi.
| Loại pin Lithium-ion | Công suất | Năng lượng | An toàn | Tuổi thọ | Chi phí | Hiệu suất |
| Oxit Lithium Coban | Thấp | Cao | Thấp | Thấp | Thấp | Trung bình |
| Lithium Mangan Oxit | Trung bình | Trung bình | Trung bình | Thấp | Thấp | Thấp |
| Lithium Nickel Mangan Coban Oxit | Trung bình | Cao | Trung bình | Trung bình | Thấp | Trung bình |
| Lithium Sắt Phosphate (LiFePO4) | Cao | Thấp | Cao | Cao | Thấp | Trung bình |
| Oxit nhôm Lithium Niken Coban | Trung bình | Cao | Thấp | Trung bình | Trung bình | Trung bình |
| Lithium Titanate | Trung bình | Thấp | Cao | Cao | Cao |
Trong bài viết này mình sẽ tập trung tìm hiểu về pin sắt LifePO4 vì đang là xu hướng được ưu tiên lựa chọn trong các dự án điện mặt trời hiện nay.
Các loại cell pin lưu trữ đang lưu hành trên thị trường
Các khối pin trên thị trường hiện nay có giá chênh lệch nhau tương đối lớn chủ yếu là do phía người đóng pin đang sử dụng cell pin loại nào hãng nào. Bỏ qua yếu tố nổi tiếng của thương hiệu dẫn đến giá thành chênh lệch, chúng ta thử tìm hiểu kỹ hơn về hiệu năng thực tế của từng loại như thế nào nhé.
Theo sự cải tiến và cập nhật mới của công nghệ hiện đại, hầu hết các loại pin được kiểm tra đều hoạt động tốt cho đến khi kết thúc quá trình thử nghiệm, chỉ có SolaX và Sonnen phát sinh lỗi.
- BYD B-Box HVM: gặp sự cố không thể khởi động, SOH đạt 94% sau hơn 1000 cycles.
- SolaX Triple Power: lỗi modune pin vào tháng 07/2021. SOH đạt 98% sau 600 cycles.
- DCS PV 10.0: pin hoạt động tốt, SOH bị giảm nhanh chóng, chỉ còn khoảng 57% sau hơn 1000 cycles.
Cấu tạo pin lưu trữ gồm những thành phần quan trọng nào
Đầu tiên để hiểu về chi phí của pin lưu trữ, hãy cùng bóc tách thành phần linh kiện và vai trò của chúng trong hệ thống pin
- Cell pin: Cần để ý loại pin có dòng xả cao, chu kỳ sạc dài
- Mạch BMS + Active Balance - cân bằng chủ động: Đóng vai trò tự động điều chỉnh dòng sạc, dòng xả trên từng cell pin. Tránh trình trạng sạc xả không đồng đều gây phồng, cạn cục bộ gây hư hỏng cell pin
Dòng xả càng cao cho phép sử dụng các thiết bị trên công suất cao và hạn chế hư hỏng nhất
Mạch BMS cũng có loại có cổng giao tiếp với Inverter Hybrid hoặc không. Nếu không giao tiếp thì giá rẻ hơn, bạn vẫn có thể điều khiển cấu hình của mạch BMS thông qua kết nối bluetooth hoặc WiFi trên mobile app.
Vậy để vận hành tốt bạn cần lựa chọn ưu tiên hàng đầu là mạch BMS phải xịn, pin có thể thay thế nhưng mạch BMS thì dùng đi dùng lại được và phải dùng liên tục trong nhiều năm, mạch này hư hỏng thì sẽ là nguyên nhân hàng đầu gây hiện tượng phồng pin, cháy nổ.
Với pin mình sẽ ưu tiên lựa chọn EVE battery, vì theo review các anh em trên mạng thì loại này chất lượng cân bằng với giá cả. Không chơi các dòng giá rẻ hay tháo của các hãng xe điện vì thượng vàng hạ cám quá không chắc chắn về chất lượng được.
Sạc pin lưu trữ như thế nào
Ở bài viết này mình sẽ tạm bỏ qua nhóm sử dụng Inverter Hybrid giá hàng chục trệu và kết nối pin lưu trữ có cổng giao tiếp, vì đây là phương án đơn giản nhất (có tiền đầu tư người ta làm cho hết từ A-Z). Mình chỉ đang muốn tận dụng tối đa công suất inverter bám tải để sạc pin thì sao. Có 2 phương án phổ biến để nạp điện cho pin hiện nay không phụ thuộc vào inverter:
- Sử dụng sạc MPPT: Techfine (xịn nhất), Mạnh quân 60a, Suoer (giá rẻ)
- Sử dụng các loại sạc dùng điện 220v: UPS (tối ưu nhât), nguồn server
Dù sử dụng phương án nào thì cũng sẽ cần kích điện từ 12-50v to 280v (nếu dùng UPS thì khỏi cần kích vì nó tích hợp sẵn). Nguyên tắc để bám tải là bạn phải tạo ra một nguồn điện có hiệu điện thế lớn hơn để các thiết bị điện ưu tiên sử dụng điện từ nguồn này, khi hiệu điện thế về mức thấp (hết pin) thì pin ngưng xả và các thiết bị quay về sử dụng điện lưới một cách tự động.
Mình thiên về phương án sử dụng UPS vì xem các review mở mạch của mấy con này ra thì chất lượng linh kiện của mấy con UPS tốt hơn rất nhiều so với các mạch kích, mạch sạc trên thị trường hiện nay cũng như nó kiêm luôn khả năng ổn áp.
UPS là gì? Vì sao nên sử dụng UPS?
UPS (Uninterruptible Power Supply) là một thiết bị cung cấp nguồn điện dự phòng cho các thiết bị điện tử trong trường hợp mất điện đột ngột hoặc điện áp không ổn định. UPS có ba chức năng chính:
1. Cung cấp nguồn điện dự phòng: Khi nguồn điện chính bị mất, UPS chuyển sang sử dụng pin tích hợp để cung cấp nguồn điện liên tục cho thiết bị được kết nối, giúp tránh gián đoạn hoạt động.
2. Bảo vệ chống xung điện: UPS bảo vệ các thiết bị điện tử khỏi các dao động điện áp như xung điện, sụt áp, và các biến động khác trong nguồn điện.
3. Ổn định điện áp: UPS có thể điều chỉnh điện áp đầu ra để duy trì mức điện áp ổn định, đảm bảo thiết bị nhận được nguồn điện chất lượng cao.
Theo như mình tìm hiểu một cục UPS cũ đang trong tình trạng vận hành tốt có giá khoảng 3tr ở HCM. Kích thước cỡ 1 cái case PC và nặng hơn 30kg. Bạn có thể mua về chế lại một chút để nối pin vào, output của nó cứ cắm thẳng vào ổ điện ở bất cứ khu vực nào trong nhà đều xài được. Nhưng để nó smart hơn bạn cần sử dụng ATS từ để đóng mở nguồn điện tránh tình trạng khi chuyển điện qua lại giữa lưới và pin thì nhà bị cúp điện.
Những thắc mắc thường gặp
Chi phí đầu tư ngay từ ban đầu lớn quá, có cách nào để chia nhỏ chi phí đầu tư theo từng đợt được không?
Hoàn toàn được, thực chất trong khối pin luôn luôn có tình trạng không đồng đều kể cả khối pin mới. Đấy là lý do cần có BMS để cân bằng lại.
Bạn có thể mua theo từng cặp để nâng cấp lên dần, càng nâng cấp càng có dung lượng lớn hơn để sử dụng được lâu hơn trên mỗi lần sạc. Mình cũng đang dùng phương án này. Mặc dù mỗi lần sắm thêm cell pin mới về lại phải hì hục cúp điện, tháo vỏ hộp ra ra gắn thêm vào. Gom một lần nhiều cục về gắn một lần đỡ công tháo lắp.
Vì sao có loại 100A và 280A khác biệt là gì?
Mỗi cellpin LifePo 4 có hiệu điện thế 3.2V, dung lượng 10Ah. Để đạt được dung lượng lớn hơn (khả năng lưu trữ nhiều hơn) người ta sẽ ghép nối song song các cặp pin với nhau. Trên thị trường có các khối pin với kích thước to nho khác nhau dung lượng theo đó cũng khác nhau. Loại 280A sẽ dày chiều ngang hơn.
Tuỳ theo vị trí lắp đặt, vỏ thùng bạn muốn gọn thì chọn dung lượng lớn. Như mình sẽ ưu tiên chọn nhiều khối nhỏ ghép với nhau hơn vì như thế có hư hỏng thì vẫn còn khối pin khác để xài, bớt rủi ro hơn.
Có loại 12v, 40v, 52v nên sử dụng loại nào? Vì sao?
Để đạt được hiệu điện thế càng cao người ta cần nối tiếp các cell pin với nhau (V2=V1*A1+V1*A1...), hiệu điện thế lớn hơn đòi hỏi việc lắp đặt các cell pin trở nên phức tạp hơn vì thế giá tăng theo. Tuy nhiên theo nguyên tắc điện áp đầu vào càng cao thì kích điện sẽ hoạt động hiệu quả hơn (giảm tổn hao đường dây, nhiệt độ sinh ra và tổn hao năng lượng), giúp các linh kiện hoạt động bền bỉ hơn.
Tương lai của pin lưu trữ
Nhìn vào lịch sử phát triển và xu hướng của hiện nay của xe điện ở Trung Quốc và Việt Nam mình cho rằng pin lưu trữ sẽ ngày càng đa dạng và càng rẻ.
Như chia sẻ của bác Phạm Nhật Vượng thì Vinfast đang có kế hoạch để tái chế lượng pin thu lại từ các xe điện thải ra sẽ được tái chế vòng đời tiếp theo để trở thành các container pin dung lượng cực khủng phục vụ lưu trữ cho các khu công nghiệp có lượng điện mặt trời dư ra nhiều.
Pin sử dụng trong gia đình thực tế cũng không quá quan tâm về hiệu suất, dung lượng khả dụng như trên xe điện vì nếu hết pin thì lập tức có lưới điện bù vào. Vì thế những loại pin giảm dung lượng khả dụng xuống còn dưới 70% vẫn được sử dụng tốt. Trong tương lai gần 10 năm tới thôi sẽ có nhiều chủ xe thải pin cũ ra và được các công ty mua lại để tái chế lại cell pin, lắp mạch BMS mới vào để trở thành pin lưu trữ điện mặt trời và chi phí càng ngày sẽ càng rẻ.
Tổng kết
Thời điểm 2024, các khối pin giá rẻ từ BYD, Tesla đang bắt đầu xuất hiện trên thị trường VN và giá thành đã tương đối tốt. Theo mình thì thời cơ vẫn chưa chín muồi để đầu tư lớn vào. Phương án đầu tư nhỏ giọt vẫn là tối ưu nhất. Vì với tốc độ phát triển của ngành pin hiện nay sắp tới sẽ có nhiều công nghệ mới được áp dụng và giá cả cạnh tranh, những dòng pin hiện nay có thể sẽ càng rẻ hơn nữa. Thời điểm mình viết bài này một cell pin LifePO4 có giá từ 950-1tr2/cell, như vậy là giá đã rẻ hơn thời điểm cuối năm ngoái nhiều vì lượng hàng không còn khan hiếm nữa.
Có câu hỏi nào các bạn comment ở dưới mình sẽ phản hồi và có bài viết chi tiết sau nhé. Nếu bạn hứng thú với các chủ đề mình viết ở blog này, hãy để lại email để mình gửi thông tin sớm nhất cho bạn khi có bài viết mới.
