Ngày 27 tháng 10 năm 2024
Việc sử dụng quang điện (PV) để tạo ra điện gia dụng đang gia tăng, vì ngày càng có nhiều cá nhân trên toàn thế giới lựa chọn cung cấp điện cho ngôi nhà của họ bằng các tấm pin mặt trời. Để lưu trữ năng lượng dư thừa do các tấm pin mặt trời tạo ra vào những ngày nắng và tái sử dụng vào ban đêm và những ngày nhiều mây, người ta cần các công nghệ năng lượng bổ sung được gọi là hệ thống lưu trữ tại nhà.
Kết quả của các thử nghiệm công suất định kỳ để xác nhận phương pháp. SOHC theo tuổi hệ thống. Tín dụng: Figgener et al. ( Nature Energy, 2024).
Hệ thống lưu trữ tại nhà về cơ bản là pin dung lượng cao có thể lưu trữ năng lượng bổ sung do các tấm pin mặt trời tạo ra, xả năng lượng khi các tấm pin không thể tạo ra năng lượng do thiếu ánh sáng mặt trời. Cuối cùng, các hệ thống này cho phép các hộ gia đình có được sự độc lập lớn hơn khỏi lưới điện, tự tạo ra và cung cấp nhiều năng lượng hơn.
Trong khi các hệ thống lưu trữ tại nhà ngày càng trở nên phổ biến, vẫn còn rất ít phương pháp để ước tính mức độ mà công suất của chúng giảm dần theo thời gian. Việc ước tính đáng tin cậy công suất của các hệ thống lưu trữ năng lượng hộ gia đình có thể mang lại lợi thế lớn, vì nó có thể cung cấp thông tin cho việc triển khai các hệ thống PV dân dụng hiệu quả trong tương lai.
Các nhà nghiên cứu tại Đại học RWTH Aachen, JARA-Energy và ACCURE Battery Intelligence GmbH gần đây đã giới thiệu một kỹ thuật ước tính công suất có thể mở rộng quy mô, có thể được sử dụng để đánh giá đáng tin cậy công suất của các hệ thống lưu trữ dân dụng.
Phương pháp họ đề xuất, được giới thiệu trong một bài báo đăng trên tạp chí Nature Energy , cho đến nay đã được sử dụng để đánh giá năng lực của 21 hệ thống lưu trữ tại nhà do tư nhân vận hành ở Đức sử dụng pin lithium-ion.
Jan Figgener, tác giả chính của Đại học RWTH Aachen và Chuyên gia pin cao cấp tại ACCURE Battery Intelligence, chia sẻ với Tech Xplore: "Khoảng 10 năm trước, hệ thống lưu trữ tại nhà là một sản phẩm hoàn toàn mới".
"Để điều tra hoạt động và tuổi thọ của chúng, chúng tôi đã đo 21 hệ thống trong các hộ gia đình riêng trong tám năm. Phương pháp ước tính công suất của chúng tôi được thiết kế riêng cho hoạt động lưu trữ tại nhà không thể được trình bày kịp thời hơn, vì quy định về pin gần đây của Liên minh Châu Âu (EU) yêu cầu các nhà sản xuất cung cấp thông tin đó cho khách hàng."
Phương pháp do Figgener và các đồng nghiệp đề xuất ước tính dung lượng của hệ thống lưu trữ tại nhà theo ba bước chính. Đầu tiên, phương pháp này đòi hỏi phải xác định khi nào hệ thống lưu trữ đạt công suất tối đa (tức là không thể lưu trữ thêm năng lượng nữa) và khi nào thì hệ thống rỗng (tức là không lưu trữ bất kỳ năng lượng nào). Sau đó, phương pháp này đòi hỏi phải tính toán dung lượng giữa hai trạng thái này.
"Để phát hiện trạng thái đầy và trạng thái trống, chúng tôi xác định các quá trình thư giãn trong phạm vi điện áp cụ thể", Figgener giải thích. "Sau đó, có thể ước tính dung lượng trong khi áp dụng phép đếm coulomb với hiệu chỉnh dòng điện bù. Theo quan điểm chẩn đoán, hệ thống lưu trữ tại nhà rất thú vị vì các chu kỳ đầy xảy ra thường xuyên từ mùa xuân đến mùa thu—điều này không đúng với nhiều ứng dụng khác như xe điện".
Trong nghiên cứu gần đây của mình, Figgener và các đồng nghiệp đã sử dụng phương pháp của họ để ước tính công suất của 21 hệ thống lưu trữ tại nhà ở Đức. Phân tích của họ cho thấy trung bình, các hệ thống này mất khoảng 2–3% công suất mỗi năm.
Figgener cho biết: "Hầu hết các hệ thống đều đạt thời hạn bảo hành do áp dụng công suất dự trữ, đây là một tín hiệu tốt cho ngành công nghiệp vì các hệ thống này thuộc thế hệ sản phẩm đầu tiên".
"Chúng tôi có thể xác thực phương pháp của mình thông qua các cuộc thử nghiệm năng lực thực địa được tiến hành thường xuyên và hy vọng nó có thể đóng góp vào việc phát triển các phương pháp chẩn đoán theo yêu cầu của Liên minh Châu Âu để thiết lập tính minh bạch cho khách hàng."
Đóng góp đáng chú ý nhất của công trình nghiên cứu gần đây của nhóm nghiên cứu này là giới thiệu một phương pháp đầy hứa hẹn mà các nhà sản xuất và công ty năng lượng mặt trời có thể sử dụng để ước tính công suất của hệ thống lưu trữ năng lượng của họ.
Ngoài ra, Figgener và các đồng nghiệp đã biên soạn một tập dữ liệu mở rộng chứa thông tin về các hệ thống lưu trữ tại nhà trong suốt 106 năm, có thể được sử dụng để tiến hành các nghiên cứu bổ sung tập trung vào các hệ thống lưu trữ tại nhà hoặc để đào tạo các mô hình tính toán.
Figgener cho biết thêm: "Sau khi xác định được tình trạng mất công suất, chúng tôi sẽ sớm chỉ ra nguyên nhân tiềm ẩn đằng sau tình trạng này".
"Hơn nữa, chúng tôi đang phát triển các phương pháp mới để đưa ra ước tính về tình trạng sức khỏe, ví dụ, dựa trên các pha giãn điện áp hoặc ước tính điện trở bên trong. Chúng tôi hy vọng rằng các nhà nghiên cứu khác sẽ sử dụng tập dữ liệu đã công bố bao gồm 14 tỷ điểm dữ liệu từ 106 năm hệ thống để cải thiện lĩnh vực nghiên cứu phân tích dữ liệu thực địa."
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
