Hệ thống tích trữ năng lượng (29/05/2017)
 
Tóm tắt: Sự tăng trưởng mạnh mẽ của các nguồn năng lượng tái tạo (NLTT) chỉ ra rằng NLTT sẽ là một bộ phận quan trọng của hệ thống năng lượng quốc gia trong tương lai gần. Tuy nhiên, khi tỉ trọng các nguồn năng lượng tái tạo càng cao thì càng đặt ra các bài toán khó khăn cho các nhà vận hành do tính bất định cố hữu của chúng. Hệ thống tích trữ năng lượng (TTNL) cung cấp các giải pháp giúp hạn chế sự phụ thuộc vào thời tiết của các nguồn NLTT, cho phép thiết kế, vận hành khai thác hiệu quả các nguồn NLTT. Bài báo này trình bày tổng hợp công nghệ và ứng dụng một số dạng TTNL chính.


1. Đặt vấn đề

Trong tương lai gần nguồn điện từ năng lượng tái tạo sẽ góp phần đáng kể trong nhu cầu chung về năng lượng trên toàn thế giới. Tuy nhiên, điện từ nguồn năng lượng tái tạo được sản xuất ra lại không ổn định. Vận hành hệ thống điện đang phải đối mặt với những khó khăn của việc lồng ghép các nguồn năng lượng hòa vào lưới điện hiện có. Các hệ thống lưu trữ năng lượng (TTNL) là một trong những giải pháp có thể làm giảm thiểu những tác động bất định của các nguồn năng lượng tái tạo một cách hiệu quả và linh hoạt, cho phép tỉ trọng sử dụng nguồn năng lượng tái tạo trong hệ thống tăng lên đông thời nâng cao vấn đề chất lượng điện năng, an ninh năng lượng, và ổn định [1-9]. Bài báo này tổng hợp một số các công nghệ và ứng dụng của hệ thống tích trữ năng lượng như thủy điện tích năng, siêu tụ điện, pin và ắc quy, tích trữ năng lượng bằng hệ thống lạnh [1-16].

Bài báo được cấu trúc như sau. Phần 3 trình bày tổng hợp tóm tắt một số công nghệ và ứng dụng của hệ thống tích trũ năng lượng. Phần 4 so sánh đặc tính của một số loại công nghệ TTNL. Phần 5 đề cập về chi phí đầu tư hiện nay của các loại TTNL. Một số hướng nghiên cứu và nhận xét trình bày tương ứng trong phần 6 và 7.  

2. Thuật ngữ

ATES              Hệ thống tích trữ năng lượng nhiệt (aquiferous thermal energy storage)

BES                Hệ thống tích trữ năng lượng dạng ắc quy (battery energy storage)

BP                  Ứng dụng “bắc cầu” năng lượng (bridging power)

CAES             Hệ thống tích trữ năng lượng không khí nén (compressed air energy storage)

CES                Hệ thống tích trữ năng lượng (cryogenic energy storage)

CEST          Các công nghệ lưu trữ năng lượng dạng hóa (chemical energy storage technologies)

CS                  Lưu trữ dạng tụ điện (capacitor storage)

DER              Các nguồn năng lượng phân tán (distributed energy resources)

DG                 Phát điện phân tán (distributed generation)

ESS - TTNL   Hệ thống tích trữ năng lượng (energy storage system)

EEST            Công nghệ lưu trữ năng lượng dạng điện (electrical energy storage technologies)

EM                Quản lý năng lượng (energy management)

FES               Lưu trữ năng lượng dạng bánh đà (flywheel energy storage)

HEB              Hệ thống ắc quy với năng lượng lớn (high energy battery)

HS                 Hệ thống lưu trữ năng lượng với nhiên liệu hydro (hydrogen storage)

HTES           Hệ thống lưu trữ năng lượng loại nhiệt nóng (hot thermal energy storage)

Li-ion            Ắc quy loại lithium-ion

MEST      Công nghệ lưu trữ năng lượng dưới dạng cơ (mechanical energy storage technologies)

NaS              Ắc quy loại sodium sulfur

Ni–Cd           Ắc quy loại nickel–cadmium

PHS              Thủy điện tích năng (pumped hydro storage)

PHES           Công nghệ lưu trữ năng lượng dạng bơm nhiệt (pumped heat electrical storage)

PSBB           Ắc quy loại polysulphide bromine

RE               Năng lượng tái tạo (renewable energy)

RTE             Hiệu suất một chu trình nạp – thải (round trip efficiency)

SCES           Lưu trữ năng lượng dạng siêu tụ điện (super capacitor energy storage)

SMES      Lưu trữ năng lượng dưới vật liệu từ siêu dẫn (superconducting magnetic energy storage)

SoS             Mức năng lượng của ắc quy (state-of-charge)

SPHS          Thủy điện tích năng dùng nước biển (seawater pumped hydro storage)

SSPHS        Thủy điện tích năng ngầm (sub-surface pumped hydro storage)

TES             Lưu trữ năng lượng dưới dạng nhiệt (thermal energy storage)

TEST         Công nghệ lưu trữ năng lượng dưới dạng nhiệt (thermal energy storage technologies)

VSPHS       Thủy điện tích năng với tốc độ bơm thay đổi (variable speed pumped hydro storage)

VRB           Ắc quy loại vanadium redox

ZnBr           Ắc quy loại zinc bromine


Hình 1_Hệ thống tích trữ năng lượng.png

Hình 1: Sơ đồ khối hệ thống tích trữ năng lượng kết nối với lưới điện


Phần tiếp theo bài báo sẽ đăng trong chuyên đề tới.


Nguyễn Hữu Đức - Khoa CNNL



Tin mới
Đăng ký môn học trực tuyến