CÁCH CHỌN ẮC QUY LƯU TRỮ CHO HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI LƯU TRỮ

Hệ thống điện mặt trời lưu trữ còn khá mới mẻ đối với thị trường Việt Nam sau khi FIT2 (áp dụng cho điện mặt trời hòa lưới kết thúc vào tháng 12/2021). Nhiều khách hàng vẫn còn bỡ ngỡ khi chọn cấu hình cho hệ thống điện mặt trời lưu trữ. Thậm chí, các công ty dịch vụ lắp đặt điện mặt trời chưa tư vấn đúng cho khách hàng. Có một số thống số mà chúng ta cần đặc biệt lưu ý, đó là: Tuổi thọ của ắc quy, công suất khả dụng, …Bài viết dưới đây sẽ làm sáng tỏ các tiêu chí cần so sánh khi lựa chọn loại ắc quy.

Thị trường có rất nhiều loại ắc quy khiến chúng ta phải đau đầu suy nghĩ. Tuy nhiên, các bạn cần bám sát vào các thông số: dung lượng ắc quy và công suất, độ xả sâu, hiệu năng lưu trữ – phát ra, tuổi thọ ắc quy & bảo hành, và nhà sản xuất ắc quy.

1. Dung lượng và công suất của ắc quy lưu trữ

Dung lượng ắc quy là toàn bộ lượng điện năng mà ắc quy có thể lưu trữ, tính bằng kWh. Phần lớn các ắc quy gia đình được thiết kế để có thể nối lại với nhau để tăng dung lượng.

Mặc dù dung lượng dùng để đo lượng điện năng có thể lưu trữ, nhưng không thể hiện khả năng phát điện tại một thời điểm. Do đó, để nhìn toàn điện hơn, chúng ta cần xem xét công suất của ắc quy. Côn suất của ắc quy là lượng điện năng có thể cung cấp tại 1 thời điểm xác định, đo bằng kW.

Một ắc quy có dung lượng cao và công suất thấp thì có thể cấp điện cho tải tiêu thụ vừa và quan trong trong thời gian dài. Một ắc quy có dung lượng thấp và công suất cao thì có thể cấp điện cho toàn bộ ngôi nhà nhưng chỉ trong thời gian ngắn.

2. Độ xả sâu (DoD – Depth of Discharge) của ắc quy lưu trữ

Ắc quy luôn luôn phải giữ lại một lượng điện nhất định do thành phần hóa học ở trong ắc quy. Nếu chúng ta dùng toàn bộ 100% lượng điện có trong ắc quy thì tuổi thọ của ắc quy sẽ giảm đi rõ rệt.

Độ xả sâu (DoD) của một ắc quy là dung lượng của ắc quy đã được sử dụng. Ví dụ, ắc quy có dung lượng 10kWh, đã được sử dụng 9kWh thì độ xả sâu là 90%. Các nhà sản xuất ắc quy sẽ xác định độ xả sâu tối đa mà tại đó các phụ tải có thể hoạt động tối ưu. Ví dụ, ắc quy có DoD là 90%, dung lượng là 10kWh thì chúng ta không nên sử dụng quá 9kWh trước khi sạc. DoD càng cao thì có nghĩa là có thể sử dụng càng nhiều dung lượng ắc quy.

3. Hiệu năng lưu trữ – phát tra

Hiệu năng lưu trữ – phát ra của ắc quy thể hiện tỷ lệ lượng điện mà ắc quy có thể lưu trữ so với lượng điện năng có thể dùng được cho các tải tiêu thụ. Ví dụ, hệ điện mặt trời nạp cho ắc quy 5kWh, ắc quy chỉ sản sinh được 4kWh điện khả dụng thì hiệu năng là 80% (= 4/5). Nói chung, hiệu năng càng cao thì hiệu quả kinh tế mà ắc quy mang lại càng cao.

4. Tuổi thọ ắc quy và bảo hành

Thông thường đối với hệ điện mặt trời lưu trữ hộ gia đình, ban ngày, điện mặt trời sẽ sạc cho ắc quy, ban đêm hộ gia đình sẽ dùng hết điện của ắc quy. Do đó, mỗi ngày là 1 lần sạc – xả. Qua quá trình sử dụng, ắc quy sẽ chai đi giống như pin điện thoại. Ví dụ, thông số của ắc quy là: bảo hành 5000 lần sạc – xả hoặc 10 năm và duy trì 70% dung lượng pin. Điều này có nghĩa là đến cuối thời gian bảo hành, ắc quy mất đi tối đa 30% khả năng lưu trữ ban đầu.

Thời gian bảo hành được quy định bằng chu kỳ sạc – xả hoặc tính bằng năm, và độ chai pin. Ban ngày ắc quy được hệ thống điện mặt trời sạc điện. Ban đêm, hộ gia đình sẽ dùng hết điện khả dụng của ắc quy. Do đó chu kỳ sạc – xả là 1 ngày. Qua quá trình sử dụng, ắc quy sẽ chai đi giống như pin điện thoại. Nhà sản xuất cam kết bảo hành bao nhiêu lần sạc-xả hoặc số năm. Tại thời điểm kết thúc bảo hành, dung lượng pin tối đa là bao nhiêu % so với lúc đầu.

5. So sánh ắc quy axit-chì với Lithium-ion dùng trong hệ thống điện mặt trời

Bộ lưu trữ điện không thể thiếu đối với hệ thống điện mặt trời độc lập hệ thống nối lưới có lưu trữ. Hai trong số những công nghệ ắc quy phổ biến nhất là Lithium-ion và Axit-chì. Dễ dàng phân biệt dựa trên cái tên của chúng. Pin lithium-ion được sản xuất bằng kim loại lithium. Pin axit-chì được sản xuất bằng chì.
Ắc quy lithium và axit chì đều có thể lưu trữ điện hiệu quả nhưng mỗi loại sẽ có những ưu và nhược điểm riêng. Dưới đây là phân tích chi tiết hơn về những ưu, nhược điểm của hai loại ắc quy này. Từ đó, bạn có thể dễ dàng nắm được và đưa ra quyết định chọn loại nào:

So sánh pin lithium-ion và ắc quy axit chì

a. Chi phí đầu tư

Ắc quy axit-chì có giá thành thấp hơn rất nhiều so với pin lithium-ion. Cùng dung lượng lưu trữ, Ắc quy axit-chì có giá thấp hơn 3 – 4 lần so với lithium. Mức chênh lệch về chi phí còn tuỳ thuộc vào quy mô hệ thống mà chúng ta lắp đặt.
Mắc dù ắc quy acid-chì thường sẽ có chi phí mua và lắp đặt thấp hơn nhưng tuổi thọ của chúng lại thua ắc quy lithium-ion, do đó xét về lâu dài sự chênh lệch về giá này cũng sẽ giảm đi.

b. Dung lượng lưu trữ

Dung lượng của ắc quy là thước đo lượng điện mà ắc quy có thể tích trữ được. Mặc dù có mỗi công nghệ có rất nhiều mẫu mã sản phẩm khác nhau nhưng nhìn chung, pin lithium sẽ có dung lượng lưu trữ hơn đáng kể so với pin axit chì. Cùng một kích cỡ, pin lithium lưu trữ được lượng điện nhiều hơn pin axit chì.

c. Độ xả sâu

Chúng ta có thể sử dụng đến 85% hoặc nhiều hơn tổng dung lượng của pin Lithium trong 1 chu kỳ sạc. Tuy nhiên, ắc quy axit-chì thì lại không nên xả quá 50% tổng dung lượng vì điều đó có thể ảnh hưởng đến tuổi thọ của pin. Do đó, pin lithium có độ xả sâu cao hơn sẽ mang đến hiệu quả công suất cao hơn.

So sánh độ xả sâu và hiệu suấtcủa các loại ắc quy

d. Hiệu quả

Cũng giống như hiệu suất của tấm pin mặt trời, hiệu suất của ắc quy cũng là một số liệu rất quan trọng cần xem xét khi so sánh giữa các lựa chọn khác nhau. Hầu hết pin lithium-ion có hiệu suất trên 95% điện lưu trữ có thể được sử dụng. Ngược lại, ắc quy acid-chì thông thường chỉ có hiệu suất khoảng 80 – 85%. Ắc quy có hiệu suất cao sẽ sạc nhanh hơn.

e. Tuổi thọ

Ắc quy điện cũng tương tự các tấm pin năng lượng mặt trời, chúng cũng sẽ bị xuống cấp theo thời gian và trở nên kém hiểu quả hơn so với ban đầu. Pin sẽ xả để cung cấp điện cho các thiết bị trong gia đình bạn sử dụng và sau đó sạc lại nhờ các tấm pin mặt trời, một quy trình như thế gọi là một chu kỳ sạc.
Tuổi thọ của pin lưu trữ được đo bằng số lượng chu kỳ sạc trong suốt thời gian hoạt động của nó. Tuỳ từng loại pin mà sẽ có tuổi thọ khác nhau, tuy nhiên phần lớn pin lithium-ion sẽ có số chu kỳ sạc nhiều gấp nhiều lần so với pin axit chì. Như vậy Lithium-ion sẽ có tuổi thọ lâu hơn nhiều so với Axit chì.