Lưu Trữ Năng Lượng Mặt Trời: Tính Toán Kích Cỡ Cho Nhà Máy

Hiểu cách các nhà máy sử dụng năng lượng

Các nhà máy không tiêu thụ năng lượng với tốc độ như nhau trong suốt cả ngày. Có những thời điểm hoạt động mạnh và có những thời điểm hoạt động chậm. Ví dụ, mức tiêu thụ năng lượng giảm đáng kể vào ban đêm và trong các ngày cuối tuần. Do đó, để xác định quy mô hệ thống lưu trữ năng lượng mặt trời bằng pin, điều quan trọng là trước tiên phải hiểu rõ mẫu nhu cầu sử dụng năng lượng. Hãy xem xét các hóa đơn tiền điện lịch sử hoặc đồng hồ thông minh để kiểm tra mức tiêu thụ năng lượng theo từng giờ chứ không chỉ theo ngày. Thông tin này sẽ cho bạn biết thời điểm nào pin cần cung cấp điện và thời điểm nào nó cần sạc lại từ các tấm pin mặt trời hoặc từ lưới điện, từ đó tránh lãng phí năng lượng.

Các yếu tố chính ảnh hưởng đến việc tính toán kích thước pin

Ba yếu tố chính quyết định kích cỡ pin phù hợp cho một nhà máy: tải đỉnh, thời gian dự phòng và sự biến động của sản lượng điện mặt trời. Tải đỉnh là lượng năng lượng tối đa mà nhà máy sử dụng tại bất kỳ thời điểm nào. Thông số này cho biết công suất tối thiểu mà pin phải có để tránh mất điện trong các giai đoạn nhu cầu cao. Thời gian dự phòng là khoảng thời gian pin cần duy trì hoạt động của các thiết bị quan trọng khi lưới điện ngừng hoạt động. Một nhà máy có hàng hóa dễ hư hỏng có thể cần nguồn dự phòng từ 4–6 giờ, trong khi một nhà máy lắp ráp không quá quan trọng có thể chỉ cần 2–3 giờ. Sự biến động của sản lượng điện mặt trời phản ánh những ngày nhiều mây hoặc thay đổi theo mùa. Bạn sẽ cần một viên pin lớn hơn nếu nhà máy phụ thuộc chủ yếu vào điện mặt trời và thường xuyên trải qua các giai đoạn nắng yếu.

Phù hợp dung lượng pin với đầu ra điện mặt trời

Các tấm pin mặt trời và hệ thống lưu trữ pin hoạt động đồng thời, do đó công suất của chúng phải tương thích để hoạt động hiệu quả. Nếu pin nhỏ, phần năng lượng mặt trời dư thừa được tạo ra trong ngày sẽ bị lãng phí (sẽ được trả lại lưới điện hoặc mất hoàn toàn). Nếu quá lớn, pin sẽ bị sử dụng không hết, làm tăng chi phí một cách không cần thiết. Để bắt đầu, hãy tính toán sản lượng trung bình hàng ngày của các tấm pin tại nhà máy. Giá trị này dựa trên hiệu suất của tấm pin, diện tích mái nhà và số giờ nắng trung bình hàng ngày tại khu vực của bạn. Điều này sẽ giúp bạn xác định dung lượng pin phù hợp để lưu trữ đủ năng lượng mặt trời nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng vào buổi tối hoặc sáng sớm, đồng thời có thêm một lượng dự trữ nhỏ. Ví dụ, nếu các tấm pin sản xuất 100 kWh mỗi ngày và nhà máy tiêu thụ 60 kWh sau khi mặt trời lặn, thì một viên pin có dung lượng 70–80 kWh sẽ là lựa chọn lý tưởng.

Khả năng mở rộng dài hạn

Khi quyết định cung cấp bao nhiêu năng lượng cho một hệ thống, cần dự đoán nhà máy sẽ mở rộng, thêm thiết bị mới hoặc tăng sản xuất ở mức độ nào. Đó là một sự ước lượng. Nhu cầu năng lượng của một nhà máy sẽ tăng lên khi sản xuất được mở rộng. Các hệ thống lưu trữ pin phù hợp nhất khi có khả năng mở rộng thay vì chỉ xây dựng một lần cố định. Các hệ thống pin mô-đun là lựa chọn tốt nhất trong tình huống này. Chúng được thiết kế để thêm các cụm pin mới khi cần thiết, dựa trên kế hoạch mở rộng. Việc lên kế hoạch trước cho nhu cầu năng lượng trong tương lai và sử dụng các hệ thống pin được thiết kế để đáp ứng những nhu cầu đó là giải pháp thông minh, giúp tiết kiệm thời gian và chi phí. Việc bỏ qua kế hoạch mở rộng sẽ dẫn đến lãng phí thời gian và tiền bạc.

Cân bằng giữa chi phí và hiệu suất

Mặc dù việc xem xét chi phí luôn quan trọng, nhưng chi phí không nên chỉ được nhìn nhận là giá ban đầu. Ví dụ, một viên pin rẻ tiền và có dung lượng nhỏ sẽ không đáp ứng được nhu cầu của nhà máy trong giờ cao điểm và dẫn đến mất sản xuất khi mất điện. Ngược lại, việc sử dụng pin quá lớn sẽ làm tăng chi phí bảo trì và kéo dài thời gian hoàn vốn, khiến giải pháp này càng kém lý tưởng hơn. Giải pháp tối ưu trong trường hợp này là tính toán chi phí lưu trữ trung bình (LCOS). Đây về cơ bản là giá thành của pin, chi phí lắp đặt và bảo trì, cùng với tuổi thọ dự kiến của pin (đối với pin lithium-ion thường từ 10-15 năm). Sau khi thực hiện phép tính này đối với nhiều dung lượng pin khác nhau, bạn sẽ có thể đánh giá được phương án tối ưu nhất tập trung vào giá trị dài hạn, thay vì chỉ đơn thuần là chi phí thấp nhất trong ngắn hạn.

Đảm Bảo Tuân Thủ Quy Định Địa Phương

Việc tuân thủ các quy định liên quan đến hệ thống lưu trữ pin năng lượng mặt trời thể hiện sự đúng giờ và tận tâm, với minh chứng rõ ràng trong các cơ sở thương mại như nhà máy. Có những nơi yêu cầu giấy phép lắp đặt hệ thống pin, nhưng cũng có nơi không yêu cầu, đồng thời một số khu vực còn cung cấp các ưu đãi giúp giảm bớt chi phí cuối cùng. Bạn cũng cần xem xét các quy định và tiêu chuẩn kết nối với lưới điện, vì nhiều công ty điện lực quy định lượng điện tối đa mà một nhà máy được phép hoàn trả vào lưới. Điều này chắc chắn sẽ ảnh hưởng đến cách hệ thống pin nhận điện và hoàn trả điện năng. Việc phớt lờ các quy định này có thể dẫn đến bị phạt tiền hoặc hệ thống bị ngừng hoạt động. Tránh né những điều này sẽ gây ra những rắc rối không đáng có.