Công nghệ lưu trữ năng lượng giúp các dự án quang điện (PV) giảm thiểu tình trạng cắt giảm điện năng và đảm bảo tích hợp hệ thống PV quy mô lớn vào lưới điện. Trong số các công nghệ lưu trữ năng lượng hiện đã trưởng thành và được thương mại hóa, lưu trữ năng lượng điện hóa phù hợp để tích hợp với các dự án PV nhờ những ưu điểm như không bị ảnh hưởng bởi điều kiện tự nhiên, phản hồi nhanh và tuổi thọ chu kỳ dài.
I. Hệ thống quang điện
Phát điện quang điện, hay còn gọi là phát điện quang điện mặt trời, là công nghệ chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện bằng cách sử dụng hiệu ứng quang điện tại giao diện bán dẫn. Nó chủ yếu bao gồm ba phần: tấm pin mặt trời (mô-đun PV), bộ điều khiển và bộ biến tần.
Các nhà máy điện mặt trời có thể được chia thành hai loại chính dựa trên cách bố trí các thành phần: nhà máy điện mặt trời tập trung và nhà máy điện mặt trời phân tán.
Các nhà máy điện mặt trời tập trung: Đây là những nhà máy điện mặt trời quy mô lớn được xây dựng trên các khu vực rộng lớn như sa mạc, điện năng sản xuất ra được tích hợp trực tiếp vào lưới điện công cộng và kết nối với hệ thống truyền tải điện cao áp để cung cấp cho các phụ tải ở xa. Chúng thường được tìm thấy ở các vùng như Thanh Hải, Ninh Hạ, Cam Túc và Tân Cương.
Các trạm điện mặt trời phân tán: Những trạm này được xây dựng và vận hành trên hoặc gần khuôn viên của người sử dụng, chủ yếu để tự tiêu thụ, phần điện dư thừa sẽ được hòa vào lưới điện. Chúng thường tận dụng mái nhà, nhà để xe và các khu vực phân tán khác để xây dựng các trạm điện mặt trời và phổ biến ở miền Nam và miền Bắc Trung Quốc. Việc phát triển điện mặt trời phân tán từng gặp khó khăn do vướng mắc trong quản lý quy mô. Tuy nhiên, nó đã trở thành một chủ đề nóng trong ngành nhờ chính sách "thí điểm điện mặt trời phân tán toàn huyện".
II. Các phương pháp tích hợp hệ thống lưu trữ năng lượng
Các nhà máy điện mặt trời có thể áp dụng hai phương pháp kỹ thuật: tích hợp tập trung phía AC và tích hợp phân tán phía DC.
Tích hợp tập trung phía AC:
Trong phương pháp này, bộ pin lưu trữ năng lượng được đặt ở vị trí trung tâm tại trạm tăng áp/trạm chuyển mạch của nhà máy điện. Nguồn điện DC được đảo chiều và tăng áp trước khi kết nối với bus AC của trạm tăng áp, với việc trao đổi điện năng giữa hệ thống lưu trữ năng lượng và hệ thống điện được điều khiển bởi bộ phận điều độ. Phương pháp này yêu cầu cấu hình nhiều hệ thống chuyển đổi điện (PCS) để hoạt động song song và bổ sung thêm các máy biến áp tăng áp và thiết bị phân phối.
Tích hợp phân tán phía trung tâm dữ liệu:
Phương pháp này phân bổ các đơn vị lưu trữ năng lượng trên nhiều mảng con PV khác nhau, mỗi mảng con được trang bị thiết bị lưu trữ năng lượng riêng, chủ yếu bao gồm biến tần PV, máy biến áp tăng áp, mô-đun DC/DC và pin lưu trữ. Trong sơ đồ lưu trữ năng lượng phân tán này, việc giao tiếp giữa mô-đun DC/DC và biến tần PV có thể làm mịn đầu ra điện năng, nhưng không thể lưu trữ năng lượng dư thừa ở phía AC. Để đạt được dòng điện hai chiều, biến tần PV một chiều cần được thay thế bằng bộ chuyển đổi quang điện hai chiều (PCS).
Đối với các nhà máy điện mặt trời hiện có, phương pháp tích hợp phân tán phía DC gặp phải những hạn chế do không gian lắp đặt thiết bị hạn chế và cần phải sửa đổi đáng kể hệ thống dây điện, đòi hỏi phải ngừng hoạt động trong thời gian dài để nâng cấp, do đó phát sinh chi phí cao hơn.
Việc ứng dụng hệ thống lưu trữ năng lượng điện hóa vào các dự án điện mặt trời đảm bảo chất lượng và khả năng tương thích với lưới điện của nguồn điện sạch, đáp ứng các yêu cầu bắt buộc về lưu trữ năng lượng của các công ty điện lực. Nó cũng giải quyết vấn đề cắt giảm sản lượng điện và giảm lãng phí tài nguyên.
