Các nhà máy có khả năng tích hợp các hệ thống lưu trữ năng lượng để quản lý chi phí, đảm bảo nguồn cung cấp năng lượng ổn định và đáp ứng các yêu cầu về tính bền vững. Trong số nhiều hệ thống lưu trữ năng lượng, các pin Lithium Iron Phosphate (LFP) được ưa chuộng nhờ độ an toàn cao, tuổi thọ chu kỳ dài và dải nhiệt độ làm việc rộng. Tuy nhiên, có rất nhiều loại pin LFP và việc tích hợp hệ thống lưu trữ năng lượng LFP phù hợp nhất đòi hỏi phải hiểu rõ nhu cầu đặc thù của nhà máy, thông số kỹ thuật của sản phẩm cũng như các gói giải pháp từ nhà cung cấp. Phần dưới đây cung cấp các khuôn khổ phù hợp nhất cho các nhà máy.

1. Bắt đầu bằng việc đánh giá rõ ràng nhu cầu năng lượng của nhà máy

Trước khi lựa chọn hệ thống lưu trữ năng lượng LFP, điều cơ bản là nhà máy cần xác định rõ các mục tiêu năng lượng chính của mình. Đây là yếu tố quan trọng nhất để xác định các thông số cấu hình của hệ thống.

Xác định các kịch bản ứng dụng chính: Chọn ứng dụng hệ thống là san tải đỉnh (giảm chi phí điện trong giờ cao điểm), nguồn điện dự phòng (cho phép thiết bị quan trọng hoạt động liên tục không bị gián đoạn), tham gia nhà máy điện ảo (VPP) (kiếm thêm doanh thu thông qua điều tiết lưới điện), hoặc quản lý mất cân bằng ba pha (cải thiện chất lượng điện năng). Trong từng trường hợp này, sản phẩm cần được tính toán dung lượng và tốc độ phản hồi khác nhau. Đối với trường hợp nguồn điện dự phòng, các hệ thống được thiết kế có khả năng chuyển đổi nhanh chóng, trong khi san tải đỉnh yêu cầu các hệ thống được thiết kế với dung lượng lớn và hiệu suất chu kỳ cao.

Xác định các thông số năng lượng đặc thù: Xác định công suất hệ thống (kW) và dung lượng lưu trữ năng lượng (kWh) dựa trên mẫu sử dụng năng lượng đã ghi nhận. Ví dụ, xem xét một nhà máy có mức tiêu thụ điện tối đa hàng ngày là 500 kW và chênh lệch giá điện giờ thấp điểm là 0,15 USD/kWh (thời gian sử dụng cao điểm). Nhà máy này sẽ tiết kiệm đáng kể chi phí nếu sử dụng hệ thống LFP 200kW/800kWh.

Thiết kế tích hợp cho sự phát triển trong tương lai: Các nhà máy tích hợp thêm các nguồn năng lượng mới (như tấm pin mặt trời tại chỗ) và mở rộng sản xuất, do đó nhu cầu năng lượng tăng lên cùng các nguồn năng lượng mới cần được tính toán ngay từ đầu bằng các sản phẩm LFP được thiết kế để mở rộng quy mô. Điều này cho phép nâng cấp hệ thống thay vì thay thế hoàn toàn, giảm chi phí dài hạn.

2. Phân tích các Chỉ số Hiệu suất của Sản phẩm LFP

Các sản phẩm lưu trữ năng lượng LFP khác nhau sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả vận hành và tuổi thọ dịch vụ. Mỗi nhà máy nên tập trung vào ba chỉ số chính:

Tuổi thọ chu kỳ và tốc độ suy giảm: các sản phẩm LFP chất lượng có tuổi thọ chu kỳ từ 3.000–6.000 chu kỳ (ở độ xả 80%, DoD) và mức suy giảm hàng năm dưới 2%. Chẳng hạn, các sản phẩm LFP thế hệ thứ tư (ví dụ như của các nhà cung cấp lâu năm) hoạt động tối ưu với vật liệu điện cực và đạt tuổi thọ chu kỳ vượt quá 5.000 chu kỳ; điều này có nghĩa là LFP sẽ hoạt động an toàn trong thời gian 10-15 năm.

Hiệu suất an toàn. An toàn là yếu tố bắt buộc đối với hệ thống lưu trữ năng lượng tại nhà máy và phải được ưu tiên hàng đầu. Hãy lựa chọn các sản phẩm có cơ chế bảo vệ nhiều lớp, chẳng hạn như bảo vệ quá sạc/quá xả, bảo vệ ngắn mạch và ngăn ngừa mất kiểm soát nhiệt. Hóa học LFP, khác với các loại pin lithium-ion khác, tương đối ổn định về nhiệt hơn, nhưng hệ thống BMS tinh vi sẽ giảm thiểu rủi ro cháy/nổ đến mức thấp nhất.

Hiệu suất năng lượng. Hiệu suất vòng đời (RTE) của hệ thống LFP nên trên 85%. RTE càng cao thì tổn thất năng lượng càng thấp. Đối với một nhà máy sử dụng 10.000 kWh năng lượng lưu trữ mỗi tháng, việc tăng RTE từ 85% lên 90% sẽ tiết kiệm được 500 kWh hàng năm.

Chuyên môn và kiến thức nền tảng của nhà cung cấp rất quan trọng trong việc triển khai dự án lưu trữ năng lượng LFP. Do đó, các nhà máy cần tránh ký kết hợp đồng hoặc hợp tác với những nhà cung cấp chỉ tập trung vào lưu trữ năng lượng cho hộ tiêu dùng hoặc quy mô nhỏ, mà thay vào đó nên tìm kiếm những nhà cung cấp đã chứng minh được sự chuyên biệt trong lĩnh vực công nghiệp và thương mại (C&I).

Đánh giá kinh nghiệm và sự phát triển sản phẩm: Tìm các nhà cung cấp có ít nhất một thập kỷ hoạt động trong lĩnh vực lưu trữ năng lượng thương mại và công nghiệp (C&I). Những nhà cung cấp đã tiên phong trong đổi mới công nghệ lưu trữ năng lượng từ cuối những năm 2000 và đã thực hiện cải tiến hoặc nâng cấp sản phẩm đến thế hệ thứ tư có khả năng cao sẽ hiểu rõ các điểm khó khăn tại nhà máy, bao gồm vận hành trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt (nhiệt độ cao, bụi) và tích hợp phức tạp với lưới điện nhà máy.

Đánh giá khả năng tùy chỉnh: Về tiêu thụ năng lượng, các nhà máy khác nhau sẽ có đặc điểm khác nhau và các giải pháp sẵn có hoặc thương mại hóa thường không đủ đáp ứng. Những nhà cung cấp hàng đầu có thể phát triển các giải pháp năng lượng toàn diện được cá nhân hóa, bao gồm thiết kế hệ thống, lắp đặt hệ thống và bảo trì sau vận hành. Cần có các nhà cung cấp giàu kinh nghiệm để thực hiện điều này, vì nhà máy được nâng cấp với hệ thống LFP lai ghép tích hợp hệ thống siêu tụ điện không phải là giải pháp phổ biến.

Đánh giá hỗ trợ khách hàng sau bán hàng: Do hệ thống lưu trữ năng lượng LFP liên quan đến hiệu suất pin (cập nhật phần mềm BMS và kiểm tra tình trạng), việc bảo trì định kỳ là cần thiết. Vì vậy, tài liệu bảo trì nên bao gồm hỗ trợ kỹ thuật 24/7, dịch vụ bảo trì tại chỗ và tài liệu bảo hành toàn diện (ví dụ: bảo hành 5 năm đối với sản phẩm, đảm bảo hiệu suất trong 2.000 chu kỳ).

5. Kiểm tra tích hợp với cơ sở hạ tầng hiện có của nhà máy

Bất kể chất lượng của sản phẩm LFP tốt đến đâu, nếu nó không thể kết nối với hệ thống điện nhà máy, việc tích hợp sẽ rất kém.

Xác nhận tính tương thích về điện: Điện áp (AC/DC) và tần số của hệ thống LFP phải tuân thủ các thông số lưới điện của nhà máy. Ví dụ, môi trường công nghiệp thường sử dụng hệ thống ba pha 380V, do đó nếu bạn chọn sản phẩm một pha, sẽ phát sinh các vấn đề tích hợp.

Kiểm tra không gian và các vấn đề lắp đặt: Đối với các nhà máy bị giới hạn diện tích trong nhà, có thể lựa chọn hệ thống LFP loại tủ ngoài trời (chống bụi và chống nước) để lắp đặt bên ngoài. Cần thiết kế phương án lắp đặt vị trí tối ưu (ưu tiên tránh ánh nắng trực tiếp hoặc khu vực độ ẩm cao) dựa trên khảo sát thực tế tại hiện trường.

Tích hợp vào các hệ thống quản lý năng lượng (EMS): Nếu nhà máy sử dụng EMS để giám sát mức tiêu thụ năng lượng, hệ thống LFP cần phải hoạt động trong khuôn khổ đó. Điều này cho phép người vận hành tập trung hóa việc quản lý (lên lịch sạc tự động vào khung giờ thấp điểm và xả vào khung giờ cao điểm).

Kết Luận

Có những chiến lược và sự đánh đổi khi lựa chọn sản phẩm lưu trữ năng lượng LFP cho nhà máy liên quan đến việc đánh giá chi phí, hiệu suất và giá trị theo thời gian. Các nhà máy có thể chọn một hệ thống nhằm giảm thiểu chi phí năng lượng, cải thiện độ ổn định điện năng và hỗ trợ phát triển bền vững bằng cách bắt đầu với các yêu cầu năng lượng rõ ràng, đánh giá hiệu suất của hệ thống, làm việc với các nhà cung cấp có chuyên môn và kiểm tra việc tích hợp hệ thống với cơ sở hạ tầng. Đối với các nhà máy này, việc hợp tác với các nhà cung cấp LFP uy tín trong lĩnh vực lưu trữ năng lượng thương mại và công nghiệp (C&I), có 16 năm kinh nghiệm trong ngành và đang cung cấp sản phẩm thế hệ thứ tư, là yếu tố then chốt để tận dụng toàn bộ lợi ích mà hệ thống lưu trữ năng lượng LFP mang lại.