"Lưới điện vi mô riêng" ở thị trấn Itakura, tỉnh Gunma, lưu trữ điện bằng pin và hydro

"Lưới điện vi mô riêng" ở thị trấn Itakura, tỉnh Gunma, lưu trữ điện bằng pin và hydro
Điện mặt trời sản xuất tại địa phương ở khu dân cư để cung cấp điện ngay cả trong trường hợp khẩn cấp
2025/11/11 

Cấu hình của "Lưới điện siêu nhỏ Green Block"
(Nguồn: Green Energy Gunma)

1. Nguồn điện mặt trời (太陽光発電所 109.8kW)

• Hệ thống điện mặt trời quy mô 109.8 kW.

• Năng lượng tạo ra được phân phối đến:

  • Hệ thống lưu trữ pin (蓄電システム)

  • Bộ điện phân nước (水電解装置)

  • Cung cấp cho mạng điện dân cư và trạm sạc EV.

2. Hệ thống lưu trữ điện (蓄電システム)

• Công suất xả: 400 kW

• Dung lượng lưu trữ: 1,075 kWh

• Hỗ trợ cân bằng tải, ổn định nguồn điện mặt trời.

• Dữ liệu được quản lý bởi CEMS (Community Energy Management System).

3. Hệ thống điện phân nước (水電解装置)

• Công suất sản xuất: 15 Nm³/h

• Sử dụng điện từ mặt trời để tách nước tạo hydro (H₂).

• Hydro được đưa vào bể chứa hydro (水素貯蔵タンク).

 4. Bể chứa hydro (水素貯蔵タンク)

• Dung tích: 175 Nm³ × 2 bể

• Lưu trữ hydro để sử dụng khi cần thiết, ví dụ cho pin nhiên liệu hoặc các ứng dụng khác.

5. Pin nhiên liệu hydro (水素燃料電池)

• Công suất phát điện: 25 kW

• Dùng hydro từ bể chứa để tái tạo điện năng khi không có ánh sáng mặt trời.

6. Khu dân cư & EV

• Tối đa 60 hộ gia đình (戸建住宅), mỗi hộ có hệ thống PV riêng 4–6 kW.

• Trạm sạc EV gồm:

  • 2 trạm sạc nhanh (急速2台)

  • 1 trạm sạc thường (普通1台)

 7. Hệ thống quản lý năng lượng (CEMS)

• Quản lý dữ liệu và điều phối năng lượng giữa các nguồn:

  • Điện mặt trời

  • Pin lưu trữ

  • Hệ thống điện phân hydro

  • Pin nhiên liệu

  • EV và khu dân cư.

8. Kết nối lưới điện (6.6kV配電系統)

• Hệ thống có thể nhận hoặc cấp điện cho lưới 6.6 kV, qua thiết bị nhận điện (受変電設備), giúp tăng độ linh hoạt và ổn định.

Tóm tắt chức năng tổng thể:

Hệ thống này tạo thành một mô hình cộng đồng năng lượng tái tạo tích hợp, trong đó năng lượng mặt trời được lưu trữ, chuyển hóa thành hydro hoặc cấp cho EV và hộ dân, đồng thời được quản lý thông minh qua CEMS để đảm bảo tối ưu hiệu suất, giảm phát thải và tăng tính tự cung năng lượng.

Lễ hoàn thành
(Nguồn: Nikkei BP)

Tấm pin mặt trời và thiết bị điện phân nước PEM
(Nguồn: Nikkei BP)

Tấm pin mặt trời, bình chứa hydro và pin nhiên liệu
(Nguồn: Nikkei BP)

　Vào ngày 7 tháng 10, lễ hoàn thành "Lưới điện siêu nhỏ Green Block" đã được tổ chức tại Khu đô thị mới Itakura, thị trấn Itakura, tỉnh Gunma. Dự án bao gồm lắp đặt các tấm pin mặt trời trên mái nhà cho 60 hộ gia đình tại khu dân cư "Green Block" liền kề ga Itakura Toyodai-mae trên tuyến Nikko của Đường sắt Tobu, cũng như lắp đặt thiết bị phát điện mặt trời lắp trên mặt đất và pin lưu trữ tại khu vực lân cận, cũng như thiết bị điện phân nước và pin nhiên liệu. Các thiết bị này sẽ được kết nối với khu đô thị bằng đường dây riêng, cho phép sản xuất và tiêu thụ điện mặt trời tại địa phương, đồng thời cung cấp điện cho khu đô thị trong trường hợp khẩn cấp.

　"Khối Xanh" là một khu đất do Cục Doanh nghiệp Tỉnh Gunma đang chào bán trong Khu đô thị mới Itakura, sở hữu cảnh quan tuyệt đẹp với những con đường rộng rãi và không có cột điện. Song song với việc mở cửa thị trấn và bắt đầu chào bán, Cục Doanh nghiệp sẽ dẫn đầu trong việc trình diễn vận hành lưới điện siêu nhỏ vào năm 2033.

　Các tấm pin mặt trời trên mái nhà được xây dựng trong khu nhà sẽ có công suất 4kW cho mỗi hộ gia đình, tổng cộng là 240kW cho 60 hộ gia đình và 109kW từ các tấm pin mặt trời lắp trên mặt đất. Thiết bị lưu trữ năng lượng sẽ bao gồm một pin lithium-ion 400kW, một hệ thống điện phân nước có công suất sản xuất 15Nm3 mỗi giờ và một hệ thống pin nhiên liệu 25kW. Ngoài ra còn có hai bình chứa hydro có tổng công suất 350Nm3.

　Dự án được Cục Doanh nghiệp Tỉnh Gunma lên kế hoạch phối hợp với Nhà máy IHI (Quận Koto, Tokyo) và Ecomy (Quận Chiyoda, Tokyo). Công ty cung cấp điện cho khu đô thị là Green Energy Gunma (Thị trấn Itakura, Tỉnh Gunma), một công ty được ba bên đầu tư, sẽ vận hành các cơ sở lưới điện siêu nhỏ với tư cách là một doanh nghiệp truyền tải và phân phối điện đã đăng ký. Giá điện sẽ thấp hơn khoảng 5% so với giá của các công ty điện lực trước đây.

　Vào ban ngày, khối nhà sử dụng điện năng lượng mặt trời được tạo ra trong lưới điện vi mô, và lượng điện dư thừa sẽ được nạp vào ắc quy lưu trữ, hoặc hydro được sản xuất trong thiết bị điện phân nước và được lưu trữ trong các bể chứa. Vào ban đêm, ắc quy lưu trữ sẽ xả điện và hydro được lưu trữ sẽ được sử dụng để tạo ra điện trong các pin nhiên liệu, sau đó được cung cấp cho khối nhà. Nếu trời mưa vào ban ngày hoặc ban đêm và điện lưới của khối nhà không đủ đáp ứng nhu cầu, Green Energy Gunma sẽ mua điện từ lưới điện và cung cấp.

　Trong trường hợp mất điện khẩn cấp, pin lưu trữ và pin nhiên liệu dự kiến ​​có thể cung cấp điện cho tòa nhà trong khoảng ba ngày, thậm chí lâu hơn nếu thời tiết tốt.

　Pin lưu trữ được sản xuất bởi CONNEXX SYSTEMS, thiết bị điện phân nước là loại PEM (màng điện phân polyme rắn) do Canadavia sản xuất và hệ thống pin nhiên liệu là loại PEM (H2Rex) do Toshiba Energy Systems sản xuất.

　Trong khi các hệ thống lưu trữ năng lượng dựa trên hydro kết hợp thiết bị điện phân nước và pin nhiên liệu có hiệu suất hệ thống thấp hơn pin lithium-ion, chúng có ưu điểm là ít bị phân hủy hơn trong thời gian dài khi được lưu trữ dưới dạng hydro so với pin lithium-ion. Vì lý do này, phương pháp cơ bản của Hệ thống quản lý năng lượng cộng đồng (CEMS) vận hành lưới điện siêu nhỏ là sử dụng pin lithium-ion để sạc và xả hàng ngày trong thời gian ngắn, và điện phân nước và pin nhiên liệu để điều chỉnh cung và cầu trong thời gian dài hơn.