Tin tức

BESS là gì? Vai trò của hệ thống lưu trữ năng lượng trong trạm sạc EV

Sự phát triển nhanh của xe điện đang tạo ra nhu cầu ngày càng lớn đối với các hệ thống sạc công suất cao. Tuy nhiên, khi nhiều phương tiện cùng sạc trong một thời điểm, hạ tầng điện có thể phải đối mặt với tình trạng phụ tải tăng mạnh, công suất đỉnh cao và chi phí đầu tư lớn.

Đây là một trong những lý do Battery Energy Storage System (BESS) ngày càng được quan tâm trong các dự án trạm sạc xe điện. Thay vì chỉ phụ thuộc hoàn toàn vào nguồn điện từ lưới, hệ thống lưu trữ năng lượng có thể tích trữ điện và cung cấp lại cho trạm sạc khi nhu cầu tăng cao.

BESS là gì?

BESS là viết tắt của Battery Energy Storage System, có nghĩa là hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin.

Một hệ thống BESS thường bao gồm:

Cụm pin lưu trữ.
Battery Management System (BMS).
Bộ chuyển đổi công suất (PCS).
Hệ thống quản lý năng lượng (EMS).
Hệ thống làm mát.
Thiết bị bảo vệ và phòng cháy chữa cháy.

Tùy theo quy mô dự án, BESS có thể được thiết kế từ hệ thống lưu trữ nhỏ cho một trạm sạc đơn lẻ đến các hệ thống công suất lớn phục vụ depot xe điện, trung tâm logistics hoặc các dự án sạc công suất cao.

Vì sao trạm sạc EV cần hệ thống lưu trữ năng lượng?

Nhu cầu công suất của trạm sạc thường không cố định.

Trong một số thời điểm:

Nhiều xe cùng trở về depot.
Các phương tiện cần sạc trong thời gian ngắn.
Nhu cầu sạc tăng đột biến.
Công suất yêu cầu vượt quá khả năng cấp điện hiện tại.

Nếu chỉ dựa vào nguồn điện từ lưới, doanh nghiệp có thể phải đầu tư:

Máy biến áp lớn hơn.
Đường dây cấp điện mới.
Tủ điện công suất cao.
Hạ tầng phân phối điện bổ sung.

BESS giúp giảm áp lực này bằng cách cung cấp thêm nguồn điện cho trạm sạc khi nhu cầu tăng cao.

BESS hoạt động như thế nào trong trạm sạc?

Có thể hình dung hệ thống hoạt động theo ba giai đoạn chính.

Giai đoạn 1: Tích trữ năng lượng

BESS sạc pin vào những thời điểm:

Nhu cầu sử dụng điện thấp.
Công suất trạm sạc chưa được khai thác hết.
Giá điện ở mức phù hợp.
Nguồn điện mặt trời đang có sản lượng dư thừa.

Giai đoạn 2: Theo dõi nhu cầu sử dụng

EMS liên tục theo dõi:

Công suất tiêu thụ.
Số lượng xe đang sạc.
Nhu cầu năng lượng.
Công suất từ lưới điện.
Mức năng lượng còn lại trong BESS.

Giai đoạn 3: Cấp điện cho trạm sạc

Khi nhu cầu sạc tăng cao, BESS có thể cung cấp thêm năng lượng cho hệ thống.

Điều này giúp:

Hạn chế công suất lấy từ lưới.
Giảm áp lực lên máy biến áp.
Hỗ trợ sạc nhanh nhiều phương tiện cùng lúc.

Peak Shaving: Giảm công suất đỉnh

Một trong những vai trò quan trọng nhất của BESS là Peak Shaving, tức là giảm mức công suất đỉnh mà doanh nghiệp lấy từ lưới điện.

Ví dụ, một trạm sạc cần công suất 1 MW trong thời gian cao điểm nhưng hệ thống điện hiện tại chỉ có thể cung cấp 600 kW.

BESS có thể cung cấp phần công suất còn thiếu trong thời gian ngắn, giúp trạm sạc đáp ứng nhu cầu mà không nhất thiết phải nâng cấp ngay toàn bộ hạ tầng điện.

Đây là giải pháp đặc biệt hữu ích đối với:

Depot xe buýt điện.
Trung tâm logistics.
Trạm sạc xe tải điện.
Trạm sạc công suất cao.

BESS giúp giảm chi phí đầu tư hạ tầng điện

Để đáp ứng nhu cầu sạc công suất lớn, doanh nghiệp có thể phải nâng cấp hệ thống điện.

Tuy nhiên, việc nâng cấp này thường liên quan đến:

Mở rộng công suất máy biến áp.
Xây dựng đường dây mới.
Nâng cấp tủ phân phối.
Tăng công suất đăng ký với đơn vị điện lực.

Trong một số trường hợp, việc kết hợp BESS với hệ thống điều phối công suất thông minh có thể giúp doanh nghiệp giảm nhu cầu đầu tư hạ tầng điện ngay lập tức.

Thay vì thiết kế toàn bộ hệ thống theo công suất cực đại, doanh nghiệp có thể sử dụng BESS để bổ sung năng lượng trong những thời điểm cao tải.

Kết hợp BESS với năng lượng mặt trời

BESS phát huy hiệu quả cao hơn khi kết hợp với hệ thống điện mặt trời.

Ban ngày, hệ thống có thể:

Sử dụng điện mặt trời trực tiếp cho trạm sạc.
Sạc phần năng lượng dư vào BESS.

Khi:

Mặt trời giảm cường độ.
Nhu cầu sạc tăng.
Hệ thống điện mặt trời không đủ công suất.

BESS có thể cung cấp lại năng lượng cho trạm sạc.

Mô hình này giúp tăng tỷ lệ sử dụng năng lượng tái tạo và giảm sự phụ thuộc vào nguồn điện từ lưới.

Vai trò của EMS trong hệ thống BESS

BESS không hoạt động độc lập mà thường được điều khiển bởi Energy Management System (EMS).

EMS có nhiệm vụ:

Theo dõi mức năng lượng trong pin.
Kiểm soát quá trình sạc và xả.
Quản lý công suất từ lưới điện.
Điều phối nguồn điện mặt trời.
Phân bổ công suất cho các trụ sạc.

Dựa trên dữ liệu thực tế, EMS có thể quyết định:

Khi nào nên sạc BESS.
Khi nào nên sử dụng năng lượng trong BESS.
Khi nào nên ưu tiên nguồn điện mặt trời.
Khi nào cần hạn chế công suất sạc.

Nhờ đó, toàn bộ hệ thống có thể vận hành linh hoạt hơn.

BESS hỗ trợ trạm sạc công suất cao

Khi công suất sạc ngày càng tăng, BESS sẽ đóng vai trò quan trọng hơn.

Các hệ thống sạc:

350 kW.
480 kW.
600 kW.
Trên 1 MW.

có thể tạo ra nhu cầu công suất rất lớn trong thời gian ngắn.

Việc kết hợp BESS giúp hệ thống có thêm nguồn năng lượng dự phòng, đặc biệt trong các tình huống nhiều phương tiện cần sạc cùng lúc.

Đây là hướng phát triển phù hợp với:

Xe tải điện.
Xe buýt điện.
Mining truck.
Depot vận tải đường dài.
Megawatt Charging System.

BESS có thể hỗ trợ nguồn điện dự phòng

Trong trường hợp nguồn điện lưới bị gián đoạn, hệ thống BESS có thể cung cấp năng lượng dự phòng cho một số thiết bị hoặc duy trì hoạt động của hệ thống trong một khoảng thời gian nhất định.

Tùy vào thiết kế, BESS có thể hỗ trợ:

Hệ thống điều khiển.
Thiết bị mạng.
Hệ thống quản lý trạm sạc.
Một phần tải sạc ưu tiên.

Điều này giúp giảm ảnh hưởng của các sự cố mất điện đến hoạt động của doanh nghiệp.

Những yếu tố cần cân nhắc khi đầu tư BESS

Không phải mọi trạm sạc đều cần hệ thống lưu trữ năng lượng có cùng quy mô.

Doanh nghiệp cần đánh giá:

Nhu cầu công suất

Cần xác định:

Công suất sạc tối đa.
Số lượng xe sạc đồng thời.
Thời gian cao điểm.

Dung lượng lưu trữ

Dung lượng pin quyết định lượng năng lượng mà hệ thống có thể lưu trữ.

Công suất xả

Hai hệ thống có cùng dung lượng pin nhưng công suất xả khác nhau sẽ có khả năng hỗ trợ trạm sạc khác nhau.

Chu kỳ hoạt động

Tần suất sạc và xả ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ hệ thống pin.

Hệ thống làm mát và an toàn

BESS công suất lớn cần được trang bị các giải pháp phù hợp về:

Kiểm soát nhiệt độ.
Phát hiện sự cố.
Bảo vệ pin.
Phòng cháy chữa cháy.

BESS và tương lai của hạ tầng sạc EV

Trong tương lai, BESS sẽ không chỉ được sử dụng để lưu trữ điện mà còn trở thành một thành phần quan trọng trong hệ sinh thái năng lượng.

Hệ thống có thể kết hợp với:

Trạm sạc xe điện.
Điện mặt trời.
EMS.
Smart Charging.
V2G.
Microgrid.

Sự kết hợp này tạo ra một hệ thống năng lượng linh hoạt, có khả năng cân bằng giữa nguồn phát, hệ thống lưu trữ và nhu cầu sạc.

Giải pháp BESS cho trạm sạc xe điện

CÔNG TY TNHH KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ CYCLE ELECTRIC cung cấp các giải pháp hạ tầng sạc xe điện có khả năng tích hợp với hệ thống quản lý và lưu trữ năng lượng.

Các giải pháp có thể kết hợp:

Trạm sạc AC và DC.
Charging Cabinet.
Super Charging Dispenser.
Battery Energy Storage System.
Energy Management System.
Intelligent Power Scheduling Charging System.
Cloud Charging Platform.
Hệ thống điện mặt trời.

Việc kết hợp các giải pháp này giúp doanh nghiệp xây dựng hạ tầng sạc có khả năng kiểm soát năng lượng, tối ưu công suất và mở rộng theo nhu cầu thực tế.

Kết luận

BESS đang trở thành một thành phần quan trọng trong các dự án trạm sạc xe điện quy mô lớn. Hệ thống không chỉ giúp lưu trữ năng lượng mà còn hỗ trợ giảm công suất đỉnh, hạn chế áp lực lên lưới điện và nâng cao khả năng khai thác các nguồn năng lượng tái tạo.

Khi kết hợp cùng EMS, điện mặt trời và hệ thống điều phối sạc thông minh, BESS có thể trở thành nền tảng quan trọng cho thế hệ hạ tầng sạc EV trong tương lai.