Bạn có từng nghe về một điều tuyệt vời như thế chưa, về mặt năng lượng nó tích hợp sức mạnh bằng cách sử dụng khí nén để ngăn chặn điện năng. Lưu trữ Năng lượng Khí Nén (CAES) không chỉ dẫn đến những kết quả nổi bật mà nội dung của nó cũng vậy. Nói một cách đơn giản, CAES lấy bất kỳ năng lượng dư thừa nào từ gió hoặc mặt trời và lưu trữ dưới dạng khí nén để sử dụng sau này. Nhưng nó thực sự làm gì? Thực tế, các từ như quá nhiều gió hoặc năng lượng mặt trời có thể bắt đầu được nén - cơ học vào chính thứ tạo ra và phá hủy công việc (máy nén khí) - siết chặt trong các hang động cho thiết lập dưới bề mặt. Khí nén này sau đó được giải phóng khi cần điện để quay tua-bin tạo ra điện.
Đây là bài viết đầu tiên trong loạt năm bài về Lưu trữ Năng lượng CAES - Tiết lộ những Ưu điểm và Nhược điểm của nó
Việc tích hợp lưu trữ năng lượng CAES rất có lợi trong bối cảnh đưa nhiều năng lượng tái tạo hơn vào sử dụng. Năng lượng gió và mặt trời có thể không liên tục, vì vậy CAES là một phương pháp lưu trữ năng lượng tái tạo. Ở Anh, đặc biệt dồi dào về gió với việc sản sinh ít carbon nhưng cũng có tiềm năng lưu trữ lớn được giải phóng thông qua công nghệ CAES trong những thời điểm khi điện không cần thiết - thường vào ban đêm hoặc sáng sớm, sau đó được sử dụng theo chỉ dẫn chính thức của NGET. Bằng cách giải quyết vấn đề cung cấp không đều, CAES giúp tận dụng các hồ sơ năng lượng thay đổi.
Tuy nhiên, cần lưu ý rằng hệ thống CAES có một số nhược điểm. Tất nhiên, việc lưu trữ là một phần lớn của vấn đề khi lưu trữ năng lượng không khí ở dạng nén. Hiện tại, công nghệ này chỉ có thể lưu trữ một phần nhỏ năng lượng của nó, vì vậy dù cho kết quả hứa hẹn trong bối cảnh rất hạn chế này; về tổng thể thì chúng vẫn chưa "tiến bộ về mặt kỹ thuật" để: lưu trữ tiềm năng năng lượng lớn. Tuy nhiên, chi phí - cả xây dựng hệ thống lẫn sử dụng nó - cao hơn so với các công nghệ lưu trữ năng lượng khác, khiến loại điện lưới quy mô lớn theo kiểu CAES trở nên đắt đỏ.
Vì vậy, một trong những thách thức lớn nhất mà các mạng lưới điện phải đối mặt là kiểm soát việc lưu trữ năng lượng này, đặc biệt là vào những thời điểm có khả năng sử dụng cao nhất. Đây là nơi tầm quan trọng của CAES như một công nghệ được thể hiện. CAES cũng có thể lưu trữ một lượng lớn năng lượng và giải phóng nó khi hoạt động (xem mục CAES để biết thêm chi tiết). Bằng cách áp dụng các công nghệ tiên tiến như CAES, không chỉ hiệu quả được cải thiện mà còn giải quyết các vấn đề phát thải chất gây ô nhiễm liên quan trong môi trường, dẫn đến giải pháp kép cho cả vấn đề năng lượng và môi trường, đồng thời đảm bảo tính khả thi kinh tế. Không chỉ lưu trữ năng lượng thế hệ tiếp theo giúp giữ cho mạng lưới điện của chúng ta ổn định mà còn giảm tổng nhu cầu về nhiên liệu hóa thạch.
Lưu ý: đây là một công nghệ lưu trữ năng lượng đáng chú ý, nhưng không phải là duy nhất. Việc triển khai thêm điện năng dư thừa bằng cách lấy nó từ các lĩnh vực khác; ví dụ như lưu trữ năng lượng pin. CAES có nhiều lợi thế hơn so với pin. Điều này có nghĩa là vòng đời lâu hơn, khiến bất kỳ loại pin nào khác cũng cần được thay thế sau vài năm. Nếu có, CAES có thể lưu trữ nhiều điện năng hơn pin và do đó có thể là một giải pháp dự phòng quy mô lưới điện tốt hơn.
Ở khía cạnh tiêu cực, CAES trong thời gian dài đã phản ứng chậm (ví dụ: sạc và xả chậm hơn) so với pin -- gọi đây là độ trễ thời gian giữa các lần sử dụng tài chính--và không thể đáp ứng tốt trong những thời điểm nhu cầu năng lượng thay đổi nhanh chóng. Hệ thống lưu trữ năng lượng khí nén này và cách tiếp cận mới của hệ thống nói trên thực tế vẫn gặp một số dạng tổn thất sinh ra LC cho tất cả quá trình nén và giải nén được chuyển hóa thành điện năng. Do đó, việc lựa chọn công nghệ lưu trữ năng lượng sẽ phụ thuộc vào từng trường hợp sử dụng.
Thế giới công nghệ CAES luôn vận động không ngừng. Các nỗ lực đang được thực hiện để khám phá những hướng đi mới nhằm cải thiện hệ thống ba phần này. CAES adiabatic đang được phát triển thực hiện cơ bản cùng một nhiệm vụ nhưng tập trung vào việc giảm thiểu mất mát nhiệt để nâng cao hiệu suất của hệ thống. Cách tiếp cận mới này dựa trên việc nén và lưu trữ khí đã được làm ấm trước trong một bể chứa cách nhiệt mạnh để ngăn chặn nhiệt thoát ra trong quá trình lưu trữ. Thường đặt bên trong núi, kho chứa ngầm được sử dụng để trước tiên lưu trữ khí nén và sau đó làm nóng khí nén đã được lưu trữ bằng việc giải phóng nhiệt độ cao để vận hành các tua-bin có khả năng tạo ra điện năng. Một lĩnh vực khác mà các nhà nghiên cứu đang tìm hiểu là AI và học máy để tối ưu hóa hệ thống điều khiển cho CAES, điều này có tiềm năng tăng cường hiệu quả lưu trữ năng lượng lên nhiều bậc.
Do đó, đóng góp của công nghệ CAES trong việc đưa các nguồn năng lượng tái tạo vào lưới điện và quản lý giờ cao điểm của năng lượng có thể được đánh giá cao. Mặc dù hiện nay còn khá nhỏ và không thực tế, công nghệ CAES có thể hỗ trợ năng lượng tái tạo trên quy mô quốc tế, mở đường cho một tương lai tươi sáng hơn. Chúng tôi hy vọng rằng các độc giả trẻ trên khắp nơi sẽ tìm hiểu sâu hơn về mỗi phát minh này, VÀ bắt đầu cân nhắc nhiều khả năng khác nhau cho một tương lai năng lượng dự trữ......một tương lai hoạt động tốt mà không phá hủy đồng loại hay môi trường của chúng ta.
Việc tích hợp công nghệ lưu trữ năng lượng CAES mang lại nhiều lợi thế trong bối cảnh tích hợp năng lượng tái tạo. CAES là một cách để lưu trữ năng lượng tái tạo, vì điện gió và mặt trời có thể không đều đặn. Tại Anh, nơi có nguồn gió dồi dào và sản xuất điện ít carbon nhưng cũng có mật độ cao về khả năng lưu trữ năng lượng với công nghệ CAES, có thể lưu trữ điện thừa được sinh ra khi trời đặc biệt windy (gió mạnh) hoặc sunny (có nắng) để sử dụng trong những thời kỳ sản xuất thấp hơn. Nhờ vậy, CAES cho phép sử dụng các hồ sơ năng lượng biến động bằng cách giải quyết thách thức về nguồn cung không ổn định.
Tuy nhiên, cần phải lưu ý rằng hệ thống CAES không hoàn hảo. Một phần lớn vấn đề đó là thiếu khả năng lưu trữ năng lượng khí nén. Hiện nay, công nghệ chỉ cho phép chúng lưu trữ một phần nhỏ năng lượng của chúng, do đó hạn chế tiềm năng lưu trữ tổng thể của nó. Tuy nhiên, chi phí - cả thiết lập và duy trì hệ thống này - cao hơn các công nghệ lưu trữ năng lượng khác, do đó ngụ ý rằng hình thức lưu trữ năng lượng dựa trên CAES là một lựa chọn đắt tiền hơn.
Việc quản lý lưu trữ năng lượng đại diện cho một trong những khó khăn chính mà các mạng điện phải đối mặt, đặc biệt là trong thời điểm nhu cầu cao. Đây là nơi ý nghĩa của CAES như một công nghệ được thể hiện. Như chúng ta đã thấy, CAES có khả năng lưu trữ lượng lớn năng lượng và xả nó theo yêu cầu tối thiểu. Chấp nhận các công nghệ đổi mới như CAES không chỉ tăng cường hiệu quả, mà còn giảm thiểu các vấn đề môi trường liên quan đến khí thải ô nhiễm, tạo ra các lợi ích kép cho môi trường và kinh tế. Chúng ta không chỉ có thể duy trì sự ổn định của lưới điện thông qua lưu trữ năng lượng thế hệ tiếp theo, mà còn giảm việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch.
Đây là một công nghệ lưu trữ năng lượng ấn tượng, nhưng điều này không có nghĩa là nó nên được coi là lựa chọn duy nhất để lưu trữ điện năng dư thừa; lưu trữ năng lượng bằng pin cũng đã có và được sử dụng trên quy mô toàn cầu. Có nhiều lợi thế của CAES so với pin. Điều này có nghĩa là, ví dụ như tuổi thọ lâu hơn pin cần phải thay thế sau vài năm. Thực tế là CAES có thể lưu trữ nhiều năng lượng hơn pin, đó là lý do tại sao nó có thể là lựa chọn tốt hơn cho nguồn dự phòng điện lưới quy mô lớn.
Một số nhược điểm của CAES bao gồm độ trễ thời gian so với pin, tuy nhiên việc sạc và xả chậm hơn, ví dụ, làm cho nó kém khả năng phản ứng nhanh trong những thời điểm nhu cầu năng lượng thay đổi đột ngột. Ngoài ra, cách mà không khí được nén để lưu trữ và sau đó tái nén hoặc giải nén để sản xuất điện sẽ mất đi một phần năng lượng mỗi khi nó trải qua chu trình này. Do đó, sự lựa chọn công nghệ lưu trữ năng lượng phụ thuộc vào trường hợp sử dụng mà nó được thiết kế để đáp ứng.
Thế giới công nghệ CAES không ngừng phát triển. Các hướng nghiên cứu mới đang được tiến hành để tiếp tục cải thiện ba khía cạnh này của hệ thống. CAES adiabatic, hiện vẫn đang trong giai đoạn thiết kế, tuân theo quy trình cơ bản giống nhau, nhưng nó giảm đáng kể sự thất thoát nhiệt nhằm tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống. Phương án mới này dựa trên việc nén và lưu trữ khí trong một bể chứa cách nhiệt tốt để giảm thiểu sự thất thoát nhiệt liên quan đến quá trình lưu trữ. Hệ thống bao gồm việc nạp khí vào khoang lưu trữ và làm nóng khí đã nén được lưu trữ, sau đó giải phóng khí nóng để vận hành tua-bin tạo ra điện năng. Các nhà nghiên cứu cũng đang làm việc về việc sử dụng trí tuệ nhân tạo và học máy trong việc tối ưu hóa hệ thống điều khiển CAES, có thể tăng hiệu quả lưu trữ năng lượng lên nhiều bậc.
Như vậy, có thể thấy rằng công nghệ CAES rất quan trọng trong việc đưa các nguồn năng lượng tái tạo vào mạng lưới và giải quyết giờ cao điểm của năng lượng. Mặc dù nó còn khá hạn chế về quy mô và hiệu suất hiện tại, công nghệ CAES hứa hẹn sẽ thúc đẩy năng lượng trên quy mô lớn thông qua các nguồn năng lượng tái tạo, có thể làm sáng lên cảnh quan tương lai của chúng ta. Chúng tôi hy vọng các độc giả trẻ sẽ tìm hiểu sâu hơn về tất cả các công nghệ này và thanh niên trong tương lai, những công dân thế giới, bắt đầu suy nghĩ về nhiều cách đa dạng hơn để lưu trữ năng lượng nhằm xây dựng một vũ trụ tốt đẹp hơn.
Lưu trữ năng lượng ở phía sản xuất điện thực hiện đồng bộ điều tiết tần số để tăng hiệu quả tiêu thụ năng lượng mới và làm mượt đầu ra; Về mặt lưới điện, lưu trữ năng lượng có thể hỗ trợ lưới điện đạt được các dịch vụ phụ trợ như điều chỉnh tần số đỉnh và mở rộng năng lực động cho trung tâm truyền tải cũng như thực hiện cắt đỉnh và lấp hố để hỗ trợ tải lưới điện khu vực. Trường hợp lưu trữ năng lượng ở phía người dùng có thể thích ứng với việc lưu trữ năng lượng cho hộ gia đình cũng như các cơ sở thương mại và công nghiệp lớn, tích hợp lưu trữ quang học và sạc ảo, điện lực khí nén, lưu trữ năng lượng và các lĩnh vực khác trong cuộc sống của con người nhằm giúp người dùng giảm chi phí năng lượng, cung cấp bảo vệ khẩn cấp và hỗ trợ đưa năng lượng xanh đến gần hơn với tất cả mọi người.
Danh mục dự án toàn cầu của ZNTECH bao phủ các khu vực châu Á, châu Âu, châu Phi, Bắc Mỹ và Nam Mỹ, trong đó có 4 nhà máy sản xuất lưu trữ năng lượng, được phân bổ tại Romania, Brazil, Đài Loan, Giang Tô, Trung Quốc, bao gồm dự án lưới điện lưu trữ năng lượng caes tại Brazil và dự án lưu trữ năng lượng lớn thứ hai tại Hà Lan cũng như một dự án lưu trữ năng lượng 232MWh tại Đài Loan, Trung Quốc.
ZNTECH là chuyên gia về tích hợp lưu trữ lithium-ion. Công ty cung cấp dịch vụ trọn gói, bao gồm thiết kế, phát triển, tích hợp vào hệ thống và sản xuất thông minh. Dòng sản phẩm bao gồm pin lưu trữ năng lượng, lưu trữ năng lượng caes, bộ nguồn điện, hệ thống lưu trữ năng lượng gia đình, lưu trữ năng lượng công nghiệp và thương mại, cũng như lưu trữ năng lượng tiện ích.
Chúng tôi có tổng cộng 6 năm kinh nghiệm trong việc tích hợp các hệ thống lưu trữ năng lượng và quen thuộc với nhiều ứng dụng lưu trữ năng lượng cũng như yêu cầu của thị trường. Chúng tôi có thể cung cấp cho khách hàng các giải pháp cụ thể. Chứng nhận lưu trữ năng lượng caes đã được cấp chứng nhận IEC châu Âu, chứng nhận UL của Hoa Kỳ, chứng nhận GB của Trung Quốc, v.v. Chúng tôi cũng đã thiết lập sự hợp tác chặt chẽ với các công ty uy tín tại Hoa Kỳ và quốc tế, như Nande SMA Fractal Delta và các công ty khác để phát triển công nghệ lưu trữ năng lượng.
Copyright © Zhongneng Lithium Technology (Jiaxing) Co., LTD All Rights Reserved
