Nghe có vẻ mâu thuẫn về mặt thuật ngữ, nhưng các nhà nghiên cứu Australia đã tạo ra một bước đột phá lớn trong công nghệ “năng lượng mặt trời ban đêm”. Một nhóm các nhà nghiên cứu từ Đại học New South Wales (UNSW) đã chứng minh rằng năng lượng mặt trời có thể được tạo ra vào ban đêm.
“Theo một nghĩa nào đó, chúng tôi mới chỉ giải quyết được một nửa cơ hội, khi chúng tôi sử dụng pin mặt trời quang điện để thu thập ánh sáng mặt trời vào ban ngày”, trưởng dự án, Phó giáo sư Ned Ekins-Daukes nói với ABC RN’s Drive.
Phó giáo sư Ned Ekins-Daukes cho biết công nghệ này đang ở giai đoạn sơ khai.
Vậy, điều gì đằng sau sự đột phá khó có thể xảy ra này?
Công nghệ
Sau khi mặt trời lặn và ngày tối dần, Giáo sư Ekins-Daukes nói rằng tiềm năng về năng lượng mặt trời thực sự vẫn còn và vẫn còn rất tốt.
Ông nói: “Chúng ta nhận được năng lượng từ mặt trời, nó làm Trái đất ấm lên nhưng sau đó Trái đất thực sự tỏa ra cùng một lượng năng lượng chính xác ra ngoài không gian. Khi năng lượng chảy từ bề mặt Trái đất có sự phát xạ nhiệt ra ngoài vũ trụ mà chúng ta có thể khai thác.”
Giáo sư Ekins-Daukes và nhóm của ông cho rằng nếu luồng nhiệt bức xạ này có thể được một thiết bị pin năng lượng khai thác và chuyển đổi thành điện năng, thì sẽ có “một phổ năng lượng tiềm năng lớn và chưa được sử dụng”.
Vì vậy, trong một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí ACS Photonics, nhóm nghiên cứu đã sử dụng một điốt quang xạ nhiệt (một cảm biến bán dẫn được tìm thấy trong các công nghệ hiện có như kính nhìn ban đêm) để bắt các photon rời khỏi Trái đất dọc theo quang phổ hồng ngoại và chuyển chúng thành điện năng.
Làm thế nào công nghệ mới có thể được sử dụng pin mặt trời trong những năm tới.
Giáo sư Ekins-Daukes nói: “Những gì bạn đang làm là làm gián đoạn dòng nhiệt bức xạ, thứ tỏa ra hàng đêm vào vũ trụ và khai thác một chút điện năng từ đó,” Giáo sư Ekins-Daukes nói.
Ông nói điều “thực sự thú vị” là công nghệ “cho phép chúng tôi tạo ra điện vào ban đêm, chỉ từ bầu trời đêm lạnh giá.”
Nó có nghĩa là gì?
Úc là một trong những nước sử dụng năng lượng mặt trời nhiều nhất trên thế giới. Kể từ năm 2001, số lượng khách hàng sử dụng tấm pin mặt trời đã tăng lên hơn 3 triệu. Và vào năm 2021, đã có một mức tiêu thụ kỷ lục hơn 3.000MW năng lượng mặt trời được lắp đặt tại hộ gia đình ở Úc.
Giáo sư Ekins-Daukes nói: “Chúng tôi vừa chứng minh rằng điều này là có thể. Hiện tại, thiết bị chúng tôi sản xuất có công suất tương đối thấp. Nhưng điều này có thể xảy ra khi bạn đang ở giai đoạn đầu”.
Lượng năng lượng được tạo ra chỉ cực kỳ nhỏ – gần tương đương với 1/100.000 của pin năng lượng mặt trời.
“Câu hỏi đặt ra ở đây đối với đi-ốt phát xạ nhiệt là làm thế nào chúng ta có thể thu được từ cuộc trình diễn khoa học này, thông qua việc mở rộng quy mô sản xuất đến mức chúng ta có thể giảm chi phí. Và điều đó thực sự phụ thuộc vào mức độ tham gia của ngành công nghiệp”, Giáo sư Ekins-Daukes nói.
“Sẽ mất một thời gian và tôi phải thành thật mà nói, chúng tôi cần tìm một số vật liệu mới để đạt được sử dụng rộng rãi.”
Nhưng ông cho biết, trong tương lai có thể kết hợp các thiết bị quang điện, hoặc các tấm pin mặt trời đang được sử dụng rộng rãi hiện nay và diode phân cực nhiệt cho năng lượng “mặt trời ban đêm”.
“Bạn có thể có một bảng điều khiển tạo ra điện vào ban ngày, nhưng sau đó cũng có thể cung cấp năng lượng cho các thiết bị khác vẫn đang chạy trong nhà của bạn vào ban đêm.”
Theo báo cáo mới nhất, doanh thu thị trường pin lithium-ion sẽ đạt 165.847,8 triệu USD vào năm 2030, với tốc độ CAGR cao 15,3%. Trong số tất cả các hóa chất pin, NMC vẫn được ưa chuộng nhất vì tính ổn định nhiệt cao, tuổi thọ cao và khả năng lưu trữ năng lượng cao. Điều này làm cho pin Li-NMC trở nên lý tưởng cho các thiết bị điện tử tiêu dùng và xe điện (EV), cả hai đều đang chứng kiến nhu cầu ngày càng tăng.
Thị trường pin lithium-ion toàn cầu năm 2021-2030
Một lý do chính khác khiến việc sử dụng pin Li-ion ngày càng tăng là sự phát triển trong sản xuất năng lượng tái tạo. Theo IEA, việc sử dụng năng lượng tái tạo vào năm 2020 đã tăng 3% so với năm 2019 do việc vận hành hơn 60 GW điện gió và hơn 100 GW của các nhà máy điện mặt trời trên khắp thế giới. Mặc dù năng lượng tái tạo có lợi nhưng sản lượng của nó không đáng tin cậy. Đây là lý do tại sao sản lượng năng lượng thấp trong thời kỳ nhu cầu cao điểm cần được bổ sung bằng năng lượng dự trữ trong pin trong thời gian sản xuất dư thừa.
Những phát hiện chính của Báo cáo thị trường pin Lithium-Ion
Việc giảm giá của chúng dẫn đến nhu cầu tăng cao đối với các hệ thống lưu trữ năng lượng này. Với nhu cầu ngày càng tăng đối với xe điện, điện tử tiêu dùng và năng lượng tái tạo buộc các công ty công nghệ năng lượng phải tăng cường sản xuất pin, giá của các hệ thống này đang giảm xuống.
Hơn nữa, những người chơi trên thị trường pin lithium-ion hiện đang tập trung vào việc giảm hàm lượng coban trong pin NMC.
Bản thân nhu cầu về xe điện đang bị thúc đẩy bởi sự gia tăng của các bệnh đường hô hấp do ô nhiễm không khí, giảm trữ lượng dầu thô và giá nhiên liệu hóa thạch tăng.
Do đó, nhu cầu cao nhất về pin lithium-ion được tạo ra trong lĩnh vực ô tô (chủ yếu là xe điện), một tình hình có thể sẽ không thay đổi cho đến năm 2030. Hơn nữa, trong số các xe điện, BEV là lĩnh vực ứng dụng lớn nhất cho các hệ thống này.
Đại dịch COVID-19 đã làm giảm triển vọng tăng trưởng của thị trường pin lithium-ion do các hoạt động công nghiệp và thương mại bị giảm sút. Điều này thể hiện rõ qua việc nhiều nhà máy sản xuất ô tô và điện tử tiêu dùng đóng cửa, đồng thời giảm công suất tái tạo.
Bất chấp tất cả những điều này, APAC vẫn là khách hàng tiêu thụ lớn nhất của các thiết bị lưu trữ năng lượng này vì sự hỗ trợ mạnh mẽ của chính phủ đối với xe điện. Hơn nữa, theo Diễn đàn Kinh tế Thế giới, trong thời kỳ đại dịch, doanh số bán hàng điện tử tiêu dùng, chẳng hạn như điện thoại thông minh và máy tính bảng, thông qua các kênh trực tuyến tăng ồ ạt.
Việc sử dụng sắt triflorua trong cực âm mang lại cơ hội cho những người chơi trên thị trường pin lithium-ion, bằng cách mở rộng phạm vi ứng dụng của các thiết bị này. Hầu hết các vật liệu làm catốt thông thường đều có thể truyền một electron đơn lẻ đến anốt, điều này làm hạn chế mật độ năng lượng của pin. Tuy nhiên, sắt triflorua có thể chuyển ba điện tử, do đó làm tăng mật độ năng lượng lên ba lần.
Do đó, Công ty TNHH BYD, Tập đoàn Panasonic, Công ty TNHH LG Chem, Công ty TNHH Samsung SDI, Tổng công ty GS Yuasa, Công ty TNHH Pin BAK Thâm Quyến, Công ty TNHH Showa Denko KK, Công ty TNHH Công nghệ Amperex, Tập đoàn Toshiba và Tesla Inc. ., đang đầu tư rất nhiều vào R&D để nâng cao công nghệ pin. Ví dụ, Toyota và Panasonic đã hợp tác với nhau vào tháng 2 năm 2020 để phát triển pin lithium-ion ô tô hình lăng trụ công suất cao.
Tesla, Inc. là một công ty của Mỹ chuyên thiết kế, sản xuất và phân phối sản phẩm ô tô điện và linh kiện cho các phương tiện chạy điện và dẫn đầu thị trường về hệ thống pin lưu trữ
Tesla Powerwall+, được trang bị đầy đủ tính năng để giúp năng lượng của bạn chuyển sang nguồn pin lưu trữ đơn giản nhất có thể. Sạc lại bằng các tấm pin năng lượng mặt trời và tận hưởng năng lượng mặt trời dự trữ cho những lúc bạn ở ngoài lưới điện.
Tesla Powerwall + sẽ cung cấp cho bạn công suất năng lượng 13,5kWh và có định mức công suất 7,6kW mang lại công suất 5,8kW liên tục trong điều kiện không có ánh nắng mặt trời. Powerwall + có bảo hành 10 năm và có thể được theo dõi và quản lý bằng ứng dụng của nó.
Giá: $ 12.000
2. Vottery Powerwall
Vottery có hơn 7 năm kinh nghiệm trong việc sản xuất hệ thống lưu trữ điện mặt trời cho gia đình.
Hệ thống lưu trữ năng lượng gia đình Vottery có các tùy chọn lưu trữ lên đến 6KWh với dung lượng pin 120Ah và bộ biến tần 5kW. Sạc nó từ các tấm pin mặt trời của bạn và nếu bạn cần nhiều hơn 6KWh, bạn có thể kết nối song song tối đa 10 hệ thống này để cung cấp lên đến 60KWh.
Giá: $ 4.999
3. Generac PWRcell
Hệ thống Generac PWRcell tiêu chuẩn cung cấp 9kWh dung lượng lưu trữ từ ba mô-đun pin Lithium Ion có công suất 3.0 kWh. Hệ thống bao gồm một biến tần và một tủ lưu trữ pin.
PWRcell sẽ hoạt động với các tấm pin mặt trời từ hầu hết các nhà sản xuất nên không có nhà cung cấp nào khóa vào. Thiết kế mô-đun của nó có nghĩa là có thể mở rộng dung lượng lưu trữ của mình theo từng bước từ 3kWh lên đến 36kWh. Bảo hành giới hạn 10 năm và có thể được quản lý và giám sát thông qua ứng dụng.
Giá: $ 20.000
4. Panasonic EverVolt DC
Panasonic, một tên tuổi lớn trong ngành sản xuất pin lithium
Mẫu Panasonic EverVolt EVDC-105-4 Standard là hệ thống lưu trữ pin 11,4 kWh được kết hợp DC. Nó có thiết kế mô-đun với bộ biến tần DC 120 / 240Vac 5,5 kW tích hợp và bộ điều khiển lập trình PowerHub. Nó sẽ cung cấp 4,8 kW điện đầu ra pin liên tục ở dòng điện 25A và có khả năng dự phòng trung bình trong 6 giờ. Có ứng dụng để theo dõi, kiểm soát và được bảo hành 10 năm.
Giá: $15.880
5. Enphase IQ 10T
Enphase IQ 10T sẽ cung cấp cho bạn công suất năng lượng 10,5kWh và sẽ cung cấp 5,76KVA ở đầu ra cao nhất. Nó bao gồm ba đơn vị lưu trữ Encharge 3T cơ bản. Pin được làm từ Lithium Ferrous Phosphate (LFP) và thiết bị này có mức công suất là 3,84KW.
Nó làm mát thụ động nên không có bộ phận chuyển động hoặc quạt. Bảo hành 10 năm ứng dụng di động để giám sát và điều khiển hệ thống.
BYD viết tắt của ‘Build Your Dreams’ là nhà sản xuất pin lithium lớn nhất của Trung Quốc và đã thống trị thị trường lưu trữ năng lượng và xe điện Trung Quốc trong một thời gian. BYD đã phát triển theo cấp số nhân để trở thành một trong những nhà sản xuất pin cố định lớn nhất thế giới cung cấp một loạt các hệ thống lưu trữ năng lượng lithium cho cả ứng dụng thương mại và dân dụng.
BYD Battery-Box LVL cao cấp là pin lithium iron phosphate (LFP) để sử dụng với bộ biến tần bên ngoài. Nhờ bộ phận điều khiển và giao tiếp (BMU), Pin-Box Premium LVL có thể đáp ứng các yêu cầu của d án, cho dù chúng có thể lớn đến mức nào.
Bắt đầu với hộp pin cao cấp LVL15.4 (15,36 kWh) và mở rộng sau đó lên 983 kWh bằng cách sử dụng kết nối song song lên đến 64 pin
Giá: $ 9.500
7. LG Chem RESU 6.5 – 48V lithium-ion 6.5kWh
LG là nhà sản xuất pin toàn cầu, sản xuất các linh kiện pin trong pin lưu trữ gia đình. Với tổng công suất của công ty dự kiến đạt 160GWh vào năm 2022. Các dây chuyền sản xuất tăng cường đã hoạt động hoàn chỉnh.
Dòng RESU mới có nguồn điện liên tục hàng đầu trong ngành và hiệu suất một chiều hai chiều (95%). Công nghệ L&S (Lamination & Stacking) của LG Chem cung cấp độ bền, đảm bảo duy trì 80% dung lượng sau 10 năm.
LG Chem đặt ưu tiên cao nhất về an toàn và sử dụng công nghệ tương tự cho các sản phẩm ESS của mình có hồ sơ an toàn đã được chứng minh trong pin ô tô của mình. Tất cả các sản phẩm đều được chứng nhận đầy đủ các tiêu chuẩn toàn cầu có liên quan.
Tổng công suất 6,5 kWh (năng lượng khả dụng 5,9 kWh)
Đã phát hành cho biến tần SMA Sunny Island
Trọng lượng nhẹ và tay cầm tích hợp để vận chuyển
10 năm đảm bảo sản xuất của LG Chem
Cài đặt dễ dàng và nhanh chóng
Bộ lưu trữ LG RESU được xếp hạng đến 6000 chu kỳ
Giá: $3.600
8. Pin lưu trữ LiFePo4 5Kwh GIGABOX 5E
GIGABOX là thương hiệu pin lưu trữ/pin lithium đã đăng ký của Công ty TNHH Năng lượng Gigawatt. Sản phẩm được phân phối, bảo hành và hỗ trợ kỹ thuật bởi Gigawatt Solar.
Pin Lithium GIGABOX 5E 48V 100Ah sử dụng cell pin LiFePo4 (Lithium Sắt Phosphate) chất lượng cao của nhà sản xuất nổi tiếng hàng đầu thế giới BYD để pack thành bộ pin lưu trữ điện GIGABOX. Đáp ứng nhu cầu cần thiết tích trữ năng lượng và không lo vấn đề hư hỏng như các dòng ác quy axit-chì cũ. Được ứng dụng rộng rãi trong hệ thống lưu trữ năng lượng tái tạo.
Ưu điểm của pin Lithium GIGABOX 5E
Tuổi thọ cao
Thân thiện với môi trường
Có thể kết nối song song nhiều bộ để tăng dung lượng
Hoạt động tối ưu với Inverter Hybrid.
Là loại pin lithium 48V100Ah duy nhất giao tiếp với Inverter Hybrid thương hiệu Deye
Giá: $ 800
9. Pin lưu trữ 5kwh GIGABOX 5S công nghệ LiFePo4
GIGABOX 5S – Hệ thống pin lưu trữ điện áp thấp (Low Voltage) 51.2V lithium LFP/LifePo4 5.12 kWh
Pin lưu trữ năng lượng mặt trời 5kwh Gigabox 5S rất nhỏ gọn nếu so sánh với các giải pháp lưu trữ điện thế hệ cũ như ắc quy Chì- Axits. Pack pin LFP Gigabox 5S được thiết kế để cho phép dễ dàng lắp đặt trên kệ hoặc đặt trên sàn cho các ứng dụng trong nhà . Các kết nối biến tần hybrid cũng được đơn giản hóa, giảm thời gian và chi phí lắp đặt.
Tổng công suất 5.12 kWh (năng lượng sử dụng được 90%)
Tối ưu cho các Inverter Hybrid phổ biến trên thị trường như Megarevo, Goodwe, Growatt, Deye, Voltronics, Solis….
Trọng lượng nhẹ và tay cầm tích hợp để vận chuyển
5 năm bảo hành theo tiêu chuẩn của Gigawatt Solar.
Lắp đặt dễ dàng và nhanh chóng
Bộ lưu trữ Gigabox 5S có vòng đời đến 6000 chu kỳ
Giá: $ 1.300
10. Pin lưu trữ điện Lifepo4 10kwh GIGABOX 10S
Gigabox 10S là hệ thống pin lưu trữ điện thân thiện với môi trường, sử dụng phosphate thay vì coban. Tránh những lo ngại về môi trường bằng cách giảm thiểu khả năng thoát nhiệt do phát thải không đúng cách và tiết kiệm chi phí sản xuất. So với các sản phẩm khác trên thị trường hiện nay, Gigabox 10s có tỷ lệ hao hụt công suất thấp hơn.
Với công nghệ chuyển đổi năng lượng và lưu trữ năng lượng hiện đại, hệ thống lưu trữ năng lượng (ESS) Gigabox 10S cung cấp khả năng điều hòa năng lượng hiệu quả cao để quản lý nhu cầu điện và điều phối điện,… Gigabox 10S ESS có thể cung cấp khả năng lưu trữ năng lượng toàn diện cho các ứng dụng dân dụng, thương mại và tiện ích.
Dung lượng lớn lên đến 200Ah
Công suất cao, độ tự xả thấp và khả năng chịu nhiệt độ tốt.
Bền lâu
Tối ưu hóa suất đầu tư
Hỗ trợ toàn diện tư vấn, thiết kế, mua sắm hệ thống
Giá tốt hàng đầu thị trường
Giá: $ 2.400
Dưới đây là đồ thị so sánh giá của pin lưu trữ
Đồ thị so sánh giá pin lưu trữ/kwhĐồ thị so sánh giá pin lưu trữ/kwh/năm bảo hành
Kết luận: Dựa vào đồ thị so sánh giá của 10 loại pin lưu trữ cho gia đình cho thấy rằng Pin lưu trữ GIGABOX nằm top 1 trong các loại pin phổ biến trên thị trường hiện nay, rẻ hơn gấp 15 lần so với loại pin có giá mắc nhất. Mặc dù giá rẻ nhất trong các dòng pin lưu trữ nhưng tính năng mà Pin lưu trữ GIGABOX đem lại là tốt nhất với:
Công nghệ và công thức hóa học của pin lưu trữ ESS Gigabox
BMS- Bộ quản lý năng lượng thông minh chất lượng cao
GIGABOX S Class- Sẵn sàng kết nối với các Hybrid Inverter phổ biến trên thị trường
Ngày nay con người đang chuyển sang sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo vì độ tin cậy và thân thiện với môi trường. Năng lượng mặt trời là nguồn được lựa chọn nhiều nhất, với nhiều nhà dân, văn phòng và cơ quan chuyển sang sử dụng năng lượng mặt trời. Đây là nguồn năng lượng tái tạo rẻ nhất.
Điều gì xảy ra khi bảng điều khiển năng lượng mặt trời của bạn tạo ra nhiều năng lượng hơn mức bạn cần? Với hầu hết các thiết bị sử dụng dòng điện xoay chiều, việc trang bị một bộ inverter để chuyển đổi nguồn điện từ DC sang AC là cần thiết. Bạn đưa nó vào lưới điện để tiêu thụ ở nơi khác với sự trợ giúp của bộ biến tần được gắn vào lưới.
Inverter hòa lưới là gì?
Một inverter gắn với lưới điện dành riêng cho năng lượng mặt trời. Inverter hòa lưới là một thiết bị biến đổi dòng điện một chiều thành dòng điện xoay chiều. Công suất chuyển đổi có thể được sử dụng trong các thiết bị gia dụng hoặc được đưa vào lưới điện. Bạn có thể sử dụng bộ biến tần nối lưới giữa máy phát điện địa phương và lưới điện.
Để đảm bảo an toàn và hiệu quả khi đưa điện vào lưới, bộ inverter năng lượng mặt trời hòa lưới phải khớp chính xác pha và điện áp của dạng sóng dòng điện xoay chiều sóng sin trong lưới điện.
Sự khác biệt giữa inverter hòa lưới và inverter độc lập
Inverter hòa lưới
Inverter hòa lưới kết nối ngôi nhà của bạn và bổ sung vào lưới điện trong trường hợp phát điện dư thừa. Bộ inverter cung cấp năng lượng cho các thiết bị gia dụng của bạn trực tiếp từ bảng điều khiển năng lượng mặt trời khi có sẵn năng lượng mặt trời để sử dụng. Nó chuyển trở lại nguồn điện lưới trong trường hợp không đủ năng lượng mặt trời.
Inverter hòa lưới hoạt động song song với nguồn điện lưới để cung cấp năng lượng đến ngôi nhà của bạn bất cứ khi nào cần thiết.
Inverter độc lập
Inverter độc lập không thể đồng bộ với điện lưới. Thay vì hoạt động với nguồn điện lưới, chúng chỉ kết nối với thiết bị trong nhà bạn và chỉ hoạt động đơn lẻ.
Bộ inverter không nối lưới lấy điện từ pin, chuyển nó từ dòng điện một chiều và tạo ra dòng điện xoay chiều. Các bộ biến tần thông thường phải cung cấp nguồn điện mà chúng chuyển đổi từ DC sang AC ngay lập tức cho thiết bị.
Bạn có thể có một biến tần độc lập để tạo ra lưới điện và sử dụng một biến tần gắn với lưới điện để chạy tất cả hoặc hầu hết công suất trong một hệ thống hỗn hợp. Thiết kế không nối lưới được sử dụng khi bảng điều khiển năng lượng mặt trời cách pin hơn 20m. Bạn cũng có thể sử dụng nó nếu nhu cầu điện năng lớn vào ban ngày khi có nhiều ánh sáng mặt trời. Đó là một cách để sử dụng năng lượng mặt trời hiệu quả nhất.
Tại sao inverter hòa lưới lại tốt nhất cho tấm pin năng lượng mặt trời?
Inverter hòa lưới có một số tính năng thú vị khiến chúng trở thành vật liệu tốt nhất cho các tấm pin mặt trời. Sử dụng năng lượng mặt trời là rất quan trọng trong việc giảm sự nóng lên toàn cầu và hiệu ứng nhà kính. Bộ inverter hòa lưới có một chức năng bổ sung bên cạnh việc chuyển đổi năng lượng mặt trời từ AC sang DC.
Một bộ inverter gắn với lưới điện sẽ chuyển đổi nguồn điện mặt trời DC thay đổi liên tục và đưa nó vào lưới điện. Nó đồng bộ hóa tần số và điện áp đầu ra với lưới điện. Khi năng lượng mặt trời tăng lên, sản lượng biến tần cũng tăng lên, bơm vào lưới điện.
Nếu năng lượng mặt trời không đủ, bộ inverter hòa lưới sẽ chuyển mạch và bắt đầu hút điện từ lưới vào nhà bạn. Nó hoạt động như một nguồn dự phòng trong trường hợp năng lượng mặt trời không đủ. Nó đảm bảo có một nguồn điện liên tục tại nhà của bạn. Biến tần nối lưới đa chức năng và hoạt động mạnh mẽ và hiệu quả.
Sự kết luận
Điện mặt trời là dạng năng lượng tái tạo được sử dụng phổ biến nhất. Điều này là do nhiều yếu tố, trong đó yếu tố hàng đầu là chi phí thiết lập thấp so với các yếu tố khác. Với bộ biến tần hòa lưới, bạn có thể kết nối với lưới điện và cung cấp năng lượng điện mặt trời dư thừa.
Bình luận