Bài giảng Tích trữ năng lượng trong hệ thống điện - Chương: So sánh trực tiếp các công nghệ tích trữ - Lê Kỷ

KHOAăĐIӊN-ĐIӊNăTỬ 
Bộămônă:ăHӋăThӕngăĐiӋn 
2013 
TệCHăTRӲăNĔNGăLѬӦNGăTRONGăHӊăTHӔNGăĐiӊN 
TS. Lê Ky ̉ 
SoăsánhătrựcătiếpăcácăcôngănghӋătíchătrӳ 
•Trong hệ thống điện lớn MWh, yêu cầu công nghệ lưu trữ nĕng lượng cao, 
như các công nghệ PSH, CAES lớn và pin lưu lượng (FBS) . 
•Quan tâm đến chất lượng điện nĕng, đặc điểm quan trọng nhất là tốc độ xã và 
nạp điện. Trong ý nghĩa này, bánh đà và siêu tụ điện và SMES là thích hợp 
nhất. 
SoăsánhătrựcătiếpăcácăcôngănghӋătíchătrӳ 
•Để có hiệu quả cao, công nghệ tích trữ cần phải được áp dụng thích hợp cho 
từng trường hợp: lưới điện cô lập vùng sâu vùng xa, lưới điện có kết nối với hệ 
thống điện hoặc các máy phát phân tán, v.v. Bên cạnh đó, phải kể đến đặc điểm 
nguồn điện , hóa thạch hay tái tạo. 
• Trong các thiết bị có công suất thấp và hoạt động thường xuyên, trong đó 
quan tâm đến tự xã thì pin lithium-ion được xem là công nghệ tốt nhất 
• Trong hệ thống điện nhỏ, vài kWh, khu vực bị cô lập cung cấp bởi các nguồn 
tái tạo. Trong trường hợp này, pin axit chì có thể được coi là công nghệ thích 
hợp nhất (hài hòa giữa hiệu suất điện và chi phí) 
• Đối với hệ thống điện lên đến vài trĕm kWh, pin lead-acid vẫn là tốt nhất, tốt 
hơn so với pin lithium-ion,về mặt chi phí. Công nghệ lưu trữ khác có thể là 
CAES ( khí nén) nhỏ hoặc pin lưu lượng dòng chảy (Flow battery), nhưng 
chúng là ít hiệu quả hoặc tốn kém hơn. 
SoăsánhătrựcătiếpăcácăcôngănghӋătíchătrӳ 
•Trong hệ thống điện lớn MWh, yêu cầu công nghệ lưu trữ nĕng lượng cao, 
như các công nghệ PSH, CAES lớn và pin lưu lượng (FBS) . 
•Quan tâm đến chất lượng điện nĕng, đặc điểm quan trọng nhất là tốc độ xã và 
nạp điện. Trong ý nghĩa này, bánh đà và siêu tụ điện và SMES là thích hợp 
nhất. 
SoăsánhătrựcătiếpăcácăcôngănghӋătíchătrӳ 
Cho thấy phạm vi ứng dụng của công nghệ lưu trữ nĕng lượng khác nhau, dựa 
trên nĕng lượng dự trữ và công suất vận hành 
•Công suất vận hành của hӋ thӕng 
SoăsánhătrựcătiếpăcácăcôngănghӋătíchătrӳ 
Cho thấy các công nghệ lưu trữ thích hợp nhất cho ba loại hoạt động quan trọng 
nhất: chất lượng điện nĕng, kết nối lưới và quản lý nĕng lượng 
•Công suất vận hành của hӋ thӕng 
SoăsánhătrựcătiếpăcácăcôngănghӋătíchătrӳ 
•Công suất vận hành của hӋ thӕng 
Cho thấy công suất và thời gian xả của các công nghệ 
Cho thấy chỉ có PSH có khả nĕng thương mại với công suất và thời gian xã lớn 
cung cấp từ vài giờ đến vài ngày 
Các công nghệ CAES có thể cạnh tranh với các đặc tính kỷthuật của PSH 
Ngoài ra SNG cũng có qui mô lớn phù hợp với lưới điện 
SoăsánhătrựcătiếpăcácăcôngănghӋătíchătrӳ 
Công nghệ lưu trữ có thể được phân loại dựa trên nĕng lượng khả dụng , công suất 
cực đại, mật độ nĕng lượng. So sánh này là đặc biệt quan trọng cho truyền tải điện, 
thiết bị di động và vùng cô lập. Hình 13 cho thấy một so sánh của công nghệ lưu trữ 
khác nhau dựa trên mật độ nĕng lượng 
•Mật độ nĕng lѭӧng 
SoăsánhătrựcătiếpăcácăcôngănghӋătíchătrӳ 
•Tổn haoănĕngălѭӧngă(tựăxư): 
Bảng trên cho thấy hầu hết các công nghệ có quá trình tự xã thấp, chỉ có Bánh 
đà và SMES có hiện tượng tự xã khá lớn 
Flywheels SMES Lead-
Acid 
Lithium-
Ion 
PSH CAES Hydrogen/ 
Methane 
3-20% 
per hour 
10-12% 
per day 
5% 
per month 
5% 
per year 
0-0,5% 
per day 
0-10% per 
day 
0-1% 
per day 
SoăsánhătrựcătiếpăcácăcôngănghӋătíchătrӳ 
Ngoài ra, hiệu quả và tuổi thọ là hai thông số để được xem xét, vì chúng ảnh 
hưởng đến chi phí lưu trữ tổng thể. Hình vẽ cho thấy những đặc điểm của công 
nghệ lưu trữ khác nhau trong mối quan hệ với hiệu quả và tuổi thọ 
•HiӋu suất tổng thể: 
SoăsánhătrựcătiếpăcácăcôngănghӋătíchătrӳ 
•HiӋu suất tổng thể: 
Một số công nghệ như bánh đà hoặc pin có hiệu suất cao. Tuy nhiên chỉ riêng 
hiệu suất không đủ để nói lên công nghệ thích hợp trong lưới điện nếu chúng 
thiếu khả nĕng lưu trữ; hoặc là quá tốn kém; hoặc đòi hỏi một diện tích quá lớn 
SoăsánhătrựcătiếpăcácăcôngănghӋătíchătrӳ 
•Ảnhăhѭởngăđếnămôiătrѭờng 
SoăsánhătrựcătiếpăcácăcôngănghӋătíchătrӳ 
•Ảnhăhѭởngăđếnămôiătrѭờng 
Rất thấp, chỉ do sản xuất, xây dựng 
Rất thấp, chỉ do xây dựng 
Chì được biết đến là rất độc hại và gây ô nhiễm cho đất 
và nước 
Khá thấp, tác động chủ yếu thông qua lượng khí thải để sản xuất 
các tế bào 
Đáng kể, khu vực rất lớn của cảnh quan thiên nhiên được 
yêu cầ 
Rất thấp, chỉ do xây dựng 
Rất thấp, chỉ cho xây dựng, CO2 trung gian 
SoăsánhătrựcătiếpăcácăcôngănghӋătíchătrӳ 
•Chi phí đầu tѭ 
Bảng trên chỉ đưa ra các công nghệ có tính thực tế đã triễn khai 
Chi phí đầu tư gắn liền với vòng đời của công nghệ 
Các công nghệ PSH và CAES không đưa ra vòng đời vì thời gian lên đến hàng 
tập kỷ và các thiết bị ( máy bơm, turbin) có thể sửa chửa khi hư hỏng 
SoăsánhătrựcătiếpăcácăcôngănghӋătíchătrӳ 
Hơn nữa, chi phí liên quan với mỗi loại hình lưu trữ và tác động tổng chi phí 
sản xuất nĕng lượng cũng là những thông số kinh tế quan trọng. Hình 11 cho 
thấy chi phí đầu tư của các công nghệ lưu trữ nĕng lượng khác nhau trên một 
đơn vị nĕng lượng 
SoăsánhătrựcătiếpăcácăcôngănghӋătíchătrӳ 
Chi phí vốn cho mỗi chu kỳ là một tham số để đánh giá vốn đầu tư của một hệ 
thống lưu trữ hoạt động thường xuyên xã và nạp. Hình 12 cho thấy chi phí của 
các công nghệ khác nhau, có tính đến tuổi thọ và hiệu suất 
Investment costs of storage technologies for each charge-discharge cycle