HỆ THỐNG LƯU TRỮ NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO
Hệ thống lưu trữ năng lượng tái tạo là giải pháp chiến lược trong xu thế chuyển đổi năng lượng toàn cầu, cho phép tích trữ điện từ mặt trời, gió và sử dụng linh hoạt, hiệu quả, bền vững cho các ứng dụng dân dụng, công nghiệp và thương mại.
Hệ thống lưu trữ năng lượng tái tạo (Renewable Energy Storage Systems – RESS) là tổ hợp thiết bị cho phép tích trữ điện năng sản sinh từ nguồn năng lượng tái tạo như mặt trời và gió thông qua các công nghệ pin lithium lưu trữ hiện đại, để cung cấp điện trở lại cho phụ tải khi cần thiết.
Trái ngược với hệ thống truyền thống chỉ phụ thuộc vào điện lưới, RESS giúp tối ưu tự tiêu thụ tại chỗ, giảm áp lực lưới điện, đảm bảo vận hành liên tục kể cả khi mất điện hoặc vào giờ cao điểm.
Trong bối cảnh Quy hoạch điện VIII thúc đẩy phát triển điện mặt trời áp mái, pin gió và công nghiệp hóa thông minh, các giải pháp lưu điện mặt trời, hệ hybrid, và pin lưu trữ công nghiệp trở thành cấu phần không thể thiếu.
Các hệ thống này hiện được ứng dụng rộng rãi tại hộ dân, tòa nhà văn phòng, trung tâm thương mại, nhà máy sản xuất và cả các trạm sạc xe điện, góp phần xây dựng nền kinh tế xanh và trung hòa carbon trong tương lai.
2.1 Cấu trúc hệ thống lưu trữ năng lượng tái tạo
Một hệ thống RESS hoàn chỉnh bao gồm:
Khối pin lithium lưu trữ
Sử dụng pin lithium lưu trữ (LiFePO₄ hoặc NMC), dung lượng từ 5 – 5000 kWh. Tích hợp BMS đa lớp để giám sát dòng điện, điện áp, nhiệt độ, SOC và trạng thái lỗi.
Inverter hybrid hoặc inverter lưu trữ chuyên dụng
Thiết bị chuyển đổi năng lượng hai chiều, công suất từ 3 – 500 kW. Hỗ trợ sạc – xả thông minh, tích hợp MPPT, kết nối nguồn PV, gió, điện lưới, tự động chuyển chế độ khi mất điện.
Tủ ATS và hệ thống điều phối phụ tải
Cho phép chuyển đổi nhanh (<20–50 ms) giữa các nguồn: PV, lưới, pin, máy phát. Đảm bảo nguồn lưu điện mặt trời ưu tiên được sử dụng cho phụ tải quan trọng.
Tủ điều khiển trung tâm EMS/BMS
Giám sát hoạt động toàn hệ thống: lên lịch sạc – xả, điều chỉnh công suất theo thời gian, tải, điều kiện thời tiết. Hỗ trợ kết nối SCADA, IoT, giao thức Modbus TCP/IP, RS485.
Hệ khung tủ, vỏ bảo vệ và phụ kiện an toàn
Tủ bảo vệ chuẩn IP54–IP65, chống cháy lan, trang bị hệ thống làm mát, cảm biến nhiệt – khói, rơ-le bảo vệ, thiết kế phù hợp cho cả lắp đặt trong nhà hoặc ngoài trời.
2.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống lưu trữ năng lượng tái tạo
Ban ngày, nguồn năng lượng mặt trời hoặc pin gió tạo ra điện DC được inverter chuyển đổi thành AC để cung cấp cho phụ tải. Phần dư thừa được nạp vào pin lưu trữ công nghiệp.
Vào ban đêm hoặc khi tải tăng cao, inverter sẽ xả điện từ pin để tiếp tục cấp điện cho hệ thống mà không cần lấy từ lưới. Khi mất điện lưới, hệ ATS chuyển sang chế độ lưu trữ trong vài mili-giây để bảo vệ thiết bị hoạt động liên tục.
EMS tự động tính toán dòng sạc – xả phù hợp với lịch phụ tải, giờ điện cao điểm, điều kiện bức xạ hoặc tốc độ gió. Điều này giúp hệ thống đạt hiệu suất cao, tránh lãng phí năng lượng tái tạo bị cắt giảm.
Tổng thể, hệ thống RESS hoạt động như một ngân hàng điện, nạp khi dư – dùng khi cần, tối ưu hóa tự tiêu thụ năng lượng xanh và bảo vệ nguồn điện bền vững.
3.1 Thông số kỹ thuật điển hình của hệ thống lưu trữ năng lượng tái tạo
| Hạng mục kỹ thuật | Thông số tiêu chuẩn |
| Công nghệ pin | Pin lithium lưu trữ (LiFePO₄ hoặc NMC) |
| Dung lượng hệ thống | 5 – 5000 kWh (modul 2.4 – 15 kWh, ghép cụm) |
| Điện áp hệ thống | 48VDC / 400VDC / 800VDC / 1000VDC |
| Hiệu suất vòng sạc – xả | ≥ 95% |
| Độ sâu xả DoD | 90 – 100% |
| Vòng đời pin | 6.000 – 10.000 chu kỳ (~10 – 15 năm) |
| Dòng xả tối đa | 50 – 500A tùy hệ thống |
| Công suất inverter | 3 – 500 kW, hỗ trợ PV và lưới |
| Thời gian chuyển ATS | 20 – 50 ms |
| Chuẩn bảo vệ tủ | IP54 – IP65, tích hợp quạt, cảm biến khói, chống cháy lan |
| Điều khiển thông minh | EMS điều phối, BMS giám sát pin, giao tiếp RS485/Modbus TCP/IP |
| Nhiệt độ vận hành | –10°C đến +55°C |
| Chế độ vận hành | Hybrid, off-grid, time-of-use, peak shaving, UPS, self-consumption |
3.2 Tiêu chuẩn kỹ thuật quốc tế áp dụng
Hệ thống lưu trữ năng lượng tái tạo cần tuân thủ các bộ tiêu chuẩn quốc tế quan trọng:
Tiêu chuẩn pin lithium lưu trữ
IEC 62619 – An toàn cho pin lithium cố định
UL 1973 – Chứng nhận hệ thống lưu trữ cố định
UN38.3 – Vận chuyển pin lithium an toàn toàn cầu
IEC 62133 – Quy chuẩn cho pin thứ cấp kín
Tiêu chuẩn inverter và hệ thống chuyển đổi
IEC 62109-1/-2 – An toàn điện cho inverter hybrid/lưu trữ
IEC 62040-1 – UPS và inverter AC cho công nghiệp
IEEE 1547 – Kết nối lưới cho hệ thống phân tán năng lượng
VDE-AR-N 4105 – Kết nối mạng điện hạ thế châu Âu
Tiêu chuẩn hệ thống và lắp đặt
IEC 60364-7-712 – Hướng dẫn lắp đặt kết hợp PV và BESS trong công trình
IEC 61439 – Kết cấu tủ điện hạ thế
NFPA 70 (NEC) – Mã điện quốc tế cho hệ lưu trữ dân dụng – công nghiệp
ISO 9001 / 14001 / 45001 – Hệ thống quản lý chất lượng – môi trường – an toàn
3.3 Thương hiệu thiết bị theo phân khúc
ETEK đề xuất ba nhóm thương hiệu toàn cầu chuyên cung cấp thiết bị cho hệ thống lưu trữ năng lượng tái tạo:
Phân khúc cao cấp – TESLA Powerwall 2 / Megapack (Mỹ)
Dung lượng: 13.5 – 1000+ kWh, hiệu suất ≥ 90%, DoD 100%
Tích hợp inverter AC, giao diện quản lý riêng, kết nối hệ hybrid, SCADA
Ứng dụng tại biệt thự, văn phòng cao cấp, khu nghỉ dưỡng, nhà máy điện ảo
Phân khúc trung cấp – Sungrow SBR / ST ESS (Trung Quốc)
Modul 3.2 – 25.6 kWh, inverter hybrid từ 5 – 100 kW
BMS đa lớp, kết nối pin gió, lưu điện mặt trời, hỗ trợ time-of-use
Phù hợp cho tòa nhà, siêu thị, nhà máy vừa và nhỏ
Phân khúc phổ thông – Pylontech US3000C / Force L2 (Trung Quốc)
Modul 2.4 – 3.55 kWh, dễ mở rộng, tương thích inverter Solis, Growatt, Deye
Phù hợp hộ dân, hệ pin lưu trữ công nghiệp quy mô nhỏ, trạm viễn thông
Tất cả thương hiệu trên đều có bảo hành quốc tế, hỗ trợ kỹ thuật tại Việt Nam và các thị trường châu Á, Trung Đông, châu Phi.
4.1 Lợi ích vận hành – tài chính – môi trường
Hệ thống lưu trữ năng lượng tái tạo mang đến nhiều giá trị thực tiễn cho mọi phân khúc khách hàng:
Tối ưu tự tiêu thụ năng lượng xanh
Tăng khả năng tự sử dụng nguồn lưu điện mặt trời và pin gió lên tới 90%, giảm phụ thuộc vào lưới, hạn chế phát dư không hiệu quả, tăng ROI cho hệ PV.
Giảm chi phí điện năng đến 60%
Nhờ sạc pin giờ thấp điểm và xả giờ cao điểm, doanh nghiệp và hộ gia đình có thể tiết kiệm đáng kể hóa đơn điện theo biểu giá TOU, đặc biệt tại các khu vực áp dụng giá bậc thang.
Duy trì phụ tải quan trọng khi mất điện
Hệ thống pin lưu trữ công nghiệp cho phép cấp điện tức thì cho các phụ tải như server, router, camera, thiết bị y tế, hệ thống lạnh… mà không cần dùng máy phát.
Tối ưu tải theo ca làm việc và mùa vụ
Bằng EMS, người dùng có thể cấu hình sạc/xả theo thời gian biểu, mùa cao điểm/nắng yếu, mô hình sử dụng năng lượng biến thiên theo giờ/ngày/tuần.
Góp phần giảm phát thải và đạt tiêu chí ESG
Mỗi 1 kWh sử dụng từ pin lưu trữ thay vì điện lưới giúp giảm trung bình 0.6–0.9 kg CO₂. Đây là yếu tố quan trọng cho doanh nghiệp đạt chuẩn LEED, ISO 50001.
4.2 Ứng dụng thực tiễn trong các lĩnh vực
Dân dụng (hộ gia đình – biệt thự)
Tích hợp hệ hybrid cho điện mặt trời mái nhà giúp dự phòng ban đêm, tiết kiệm điện, duy trì chiếu sáng – camera – tủ lạnh khi cúp điện.
Thương mại (văn phòng, siêu thị, khách sạn)
Lưu trữ năng lượng cho tải quan trọng: quầy thu ngân, camera, thang máy, điều hòa trung tâm. Hỗ trợ ổn áp và tiết kiệm điện chi phí cao ban ngày.
Công nghiệp (xưởng, nhà máy, điện lạnh)
Bảo vệ dây chuyền khỏi sốc điện, chủ động pin lưu trữ công nghiệp thay thế máy phát. Giảm chi phí bảo trì, tránh ngưng máy ngoài kế hoạch.
Viễn thông, y tế, ngân hàng
Dự phòng điện sạch cho hệ thống server, thiết bị chuyên dụng, hỗ trợ cài đặt từ xa, giám sát hoạt động toàn thời gian, hỗ trợ vận hành liên tục không gián đoạn.
Trạm sạc xe điện, trạm hybrid off-grid
Tích hợp với solar – wind, hệ thống lưu trữ giúp giảm tải lưới, tránh phát dư, cung cấp điện cho trạm sạc tại các khu dân cư hoặc vùng không có lưới.
5.1 Thiết kế kỹ thuật tùy biến – phù hợp từng phân khúc
ETEK khảo sát – thiết kế – thi công hệ hệ thống lưu trữ năng lượng tái tạo theo mô hình EPC trọn gói.
Cấu hình pin/inverter được mô phỏng bằng phần mềm HOMER, PV*SOL, đảm bảo phù hợp tải theo giờ/ngày/ca.
Hệ thống lắp đặt linh hoạt: âm trần, ngoài trời, container, trong nhà, treo tường hoặc tủ rack.
5.2 Thiết bị chuẩn quốc tế – hiệu suất cao – tuổi thọ dài
Tất cả thiết bị đạt chuẩn IEC, UL, CE, TUV, UN38.3.
Pin lithium lưu trữ có khả năng mở rộng, hỗ trợ BMS đa lớp, tích hợp chống cháy lan, tự ngắt khi lỗi.
Inverter hybrid hiệu suất ≥ 97%, hỗ trợ tự động chuyển ATS, kết nối inverter cũ hoặc mới.
5.3 Triển khai thực tế tại Việt Nam và nước ngoài
ETEK đã lắp đặt hàng trăm hệ thống tại hộ dân, khách sạn, khu công nghiệp, khu công nghệ cao.
Chúng tôi cũng cung cấp thiết bị cho các dự án tại Đông Nam Á, Trung Đông, châu Phi với yêu cầu kỹ thuật khắt khe.
Sản phẩm tùy chỉnh theo điện áp 220/380V – 50/60Hz, hỗ trợ đấu nối chuẩn quốc tế.
5.4 Hậu mãi chuyên sâu – giám sát từ xa – xử lý 24/7
ETEK cung cấp gói bảo trì: theo dõi BMS từ xa, cảnh báo SOC thấp, nhiệt cao, quá dòng – lỗi inverter.
Kỹ sư có mặt tại hiện trường trong vòng 24–48 giờ. Thay thế linh kiện (nếu có lỗi) không quá 72 giờ.
Hệ thống giám sát qua App/web, kết nối đám mây, cho phép người dùng theo dõi mọi thời điểm.
5.5 Kho thiết bị sẵn sàng – hỗ trợ triển khai nhanh
ETEK có sẵn inverter 5 – 100 kW, pin lithium module 2.4 – 7.1 kWh, tủ ATS, dây dẫn chống cháy, SPD.
Thời gian giao hàng nhanh: 2–7 ngày làm việc. Hỗ trợ test FAT, cấp chứng chỉ vận hành, hướng dẫn đào tạo kỹ thuật viên.
5.6 Khả năng cung cấp dự án ở nước ngoài
ETEK đã triển khai hệ thống lưu trữ năng lượng tái tạo tại các khu vực Đông Nam Á, Trung Đông, châu Phi.
Chúng tôi hỗ trợ lắp đặt từ xa, ủy quyền bảo hành, cung cấp bản vẽ kỹ thuật chuẩn quốc tế và đội ngũ commissioning đa ngôn ngữ.
*Sản phẩm và dịch vụ liên quan: