NTT Docomo Thử Nghiệm Pin Nhiên Liệu Hydro Là Nguồn Điện Khẩn Cấp Cho Trạm Gốc Di Động
21/11/2025
Vào ngày 17/11, NTT Docomo thông báo đã bắt đầu một thí nghiệm trình diễn sử dụng pin nhiên liệu hydro xanh làm nguồn điện khẩn cấp tại một trạm gốc điện thoại di động thương mại ở tỉnh Yamanashi.
Trước đây, công ty sử dụng pin lưu trữ và pin nhiên liệu methanol làm nguồn điện dự phòng để đối phó với mất điện kéo dài hoặc thiên tai. Tuy nhiên, pin methanol tạo ra CO₂ trong quá trình phát điện, vì vậy NTT Docomo đã nghiên cứu công nghệ thay thế bằng pin nhiên liệu hydro để giảm phát thải.
Trong thí nghiệm lần này, công ty đã phát triển công nghệ điều khiển điện áp đầu ra, cho phép pin nhiên liệu hydro hoạt động hiệu quả khi kết hợp với pin lưu trữ hiện có. Thông qua giai đoạn trình diễn, công ty sẽ đánh giá hiệu quả công nghệ và khả năng ứng dụng pin nhiên liệu hydro tại các trạm gốc thương mại.
Pin nhiên liệu hydro có công suất 5 kW, có thể cung cấp tổng cộng 40 kWh điện trong 8 giờ bằng cách kết nối 4 bình hydro 470 L. Pin này do công ty Gen Cell (Israel) sản xuất. Hợp tác với Cục Doanh nghiệp tỉnh Yamanashi, hydro xanh sử dụng trong thí nghiệm được tạo ra bởi Hệ thống P2G Yamanashi tại Núi Yonekura, với lượng hydro tương đương 10 bình hydro cung cấp cho thí nghiệm.
Khi kết nối song song pin lưu trữ và pin nhiên liệu hydro, có thể phát sinh các vấn đề như: điện từ pin hydro bị nạp vào pin lưu trữ, làm giảm thời gian sử dụng; hoặc nhiên liệu hydro bị tiêu hao để duy trì điện áp do ưu tiên sử dụng điện từ pin lưu trữ, dẫn đến giảm tổng lượng điện năng tạo ra.
Sơ đồ minh họa một Hệ thống Pin nhiên liệu Hydro cho Mục đích Khẩn cấp, cho thấy cách nó tích hợp với cơ sở hạ tầng hiện có để cung cấp điện dự phòng.
Hệ thống có thể được chia thành ba phần chính: Đầu vào (Cung cấp Hydro), Bộ pin nhiên liệu (Chuyển đổi) và Đầu ra (Phân phối điện).
1. Đầu vào (Nguồn cung cấp Hydro)
-
Khí Hydro (Green Hydrogen - Hydro xanh): Đây là nguồn nhiên liệu. Việc ghi rõ "Hydro xanh" có nghĩa là nó được sản xuất bằng năng lượng tái tạo, giúp toàn bộ hệ thống không phát thải carbon.
-
Bồn chứa bình (Kho chứa bình ga): Đây là khu vực lưu trữ an toàn cho các bình chứa khí hydro áp suất cao.
-
Áp kế (Đồng hồ đo áp suất): Giám sát áp suất của khí hydro được cung cấp cho pin nhiên liệu.
-
Bộ phận cảm biến khí & Máy báo khí: Một hệ thống an toàn quan trọng, liên tục giám sát rò rỉ khí hydro và kích hoạt báo động nếu phát hiện.
2. Bộ pin nhiên liệu (Quá trình chuyển đổi)
Đây là lõi của hệ thống, nơi điện được tạo ra.
-
Pin nhiên liệu Hydro (Dùng cho khẩn cấp): Thiết bị này kết hợp hydro từ các bình chứa với oxy trong không khí một cách điện hóa để tạo ra điện, chỉ tạo ra nước và nhiệt như sản phẩm phụ.
-
Bộ chỉnh lưu: Chuyển đổi đầu ra từ pin nhiên liệu (có thể là DC hoặc AC) thành dòng điện DC ổn định, có thể sử dụng được.
-
Ắc quy (Bình tích điện): Một thành phần quan trọng cho hệ thống dự phòng. Ắc quy cung cấp điện ngay lập tức trong khoảnh khắc pin nhiên liệu khởi động và cũng có thể hỗ trợ xử lý các đỉnh công suất đột ngột.
3. Đầu ra (Phân phối điện)
Đây là cách thức điện được tạo ra phân phối đến các thiết bị quan trọng.
-
Điện lưới thương mại: Đại diện cho nguồn điện lưới chính.
-
Thiết bị hiện có & Thiết bị mới: Các thiết bị cần được cấp điện dự phòng (ví dụ: máy chủ, đèn chiếu sáng khẩn cấp, hệ thống thông tin liên lạc).
-
Thiết bị vô tuyến: Được làm nổi bật như một tải trọng quan trọng phải duy trì hoạt động trong thời gian mất điện.
Tóm tắt luồng hoạt động:
Hệ thống hoạt động như sau:
-
Hydro xanh được cung cấp từ các bình chứa trong kho chứa.
-
Pin nhiên liệu sử dụng hydro để tạo ra điện.
-
Dòng điện được ổn định bởi bộ chỉnh lưu và được hỗ trợ bởi ắc quy.
-
Nguồn điện dự phòng sạch này sau đó được cung cấp cho các thiết bị thiết yếu như thiết bị vô tuyến và các phụ tải quan trọng khác, đảm bảo hoạt động khi nguồn điện chính gặp sự cố.
Sơ đồ này cho thấy một cách hiệu quả một giải pháp cấp điện khẩn cấp hiện đại, sạch và đáng tin cậy, dựa vào hydro xanh thay vì các máy phát điện diesel truyền thống.
Để khắc phục, NTT Docomo đã phát triển công nghệ ước tính điện áp của pin tại thời điểm pin nhiên liệu hydro khởi động và điều chỉnh điện áp đầu ra của pin hydro. Giải pháp này cho phép năng lượng do pin hydro tạo ra được ưu tiên cung cấp trực tiếp cho hệ thống radio mà không cần nạp vào pin lưu trữ, giúp sử dụng hydro hiệu quả hơn. Trạng thái pin nhiên liệu hydro được giám sát thông qua nền tảng EMS (Hệ thống quản lý năng lượng).
Giai đoạn trình diễn sẽ kéo dài từ 17/11/2025 đến 31/3/2027. Song song với thí nghiệm, một cuộc khảo sát đang được tiến hành để đánh giá số trạm gốc có thể lắp đặt pin nhiên liệu hydro, từ đó xác định số lượng triển khai cụ thể trong tương lai.
