Các công nghệ lưu trữ năng lượng phổ biến

Công nghiệp hóa hiện đại hóa kéo theo nhu cầu về nguồn năng lượng tăng cao. Đồng thời, việc tìm kiếm các giải pháp bền vững để lưu trữ năng lượng cũng trở thành một vấn đề quan trọng. Hiện nay, rất nhiều công nghệ lưu trữ năng lượng đã xuất hiện và được áp dụng rộng rãi. Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá các công nghệ lưu trữ năng lượng phổ biến.

Công nghệ thủy điện tích năng

Thủy điện tích năng là một trong những công nghệ lưu trữ năng lượng phổ biến nhất trên toàn cầu. Chiếm tới hơn 90% tổng sản lượng điện lưu trữ trên khắp thế giới. Bản chất của thủy điện tích năng là tận dụng thế năng của nước để tích trữ năng lượng. Hệ thống này hoạt động bằng cách sử dụng sự chênh lệch độ cao giữa hai hồ chứa nước.

Vào giờ thấp điểm, điện được sử dụng để bơm nước từ hồ chứa nước phía dưới lên đến hồ chứa phía trên. Khi nhu cầu điện tăng lên vào giờ cao điểm. Hệ thống thủy điện sẽ kết nối hồ chứa phía trên và phía dưới thông qua một hệ thống đường ống ngầm. Khi nước chảy từ hồ chứa trên xuống hồ chứa dưới, độ chênh lệch độ cao này tạo ra một lực đẩy mạnh, đẩy nước qua một đường ống chuyên dụng và tạo ra một dòng chảy mạnh. Điều này làm quay tuabin hoặc bánh đặt trong đường ống xoay, sau đó chuyển đổi thành năng lượng điện. Điều này cho phép thủy điện tích năng tạo ra điện năng ổn định và có khả năng thích ứng với nhu cầu năng lượng của chúng ta.

Công nghệ thủy điện tích năng mang lại hiệu suất lưu trữ năng lượng lớn và kinh tế cao. Tuy nhiên, nhược điểm của hệ thống này nằm ở yêu cầu về quy mô xây dựng và vận hành. Để triển khai một dự án thủy điện tích năng, cần phải có một khu vực rộng lớn với địa hình phù hợp và khả thi. Tuy nhiên, đây vẫn được coi là công nghệ lưu trữ năng lượng quy mô lớn nhất. Và được sử dụng phổ biến nhất trên toàn cầu tính đến thời điểm hiện tại.

Lưu trữ năng lượng nhiệt

Lưu trữ năng lượng nhiệt (TES) hoạt động bằng cách tạo ra năng lượng thông qua việc đốt nóng hoặc làm lạnh các vật liệu như nước hoặc đá.

Trong danh sách các công nghệ lưu trữ năng lượng nhiệt, lưu trữ năng lượng bằng muối nóng chảy được coi là phổ biến nhất. Quá trình này bắt đầu bằng việc lưu trữ năng lượng dư thừa tạo ra trong thời gian cao điểm. Thường là trong những giờ ánh sáng mặt trời hoạt động mạnh. Năng lượng này được chuyển đổi thành nhiệt độ và lưu trữ dưới dạng muối nóng chảy. Khi cần thiết sử dụng nguồn năng lượng lưu trữ, muối nóng chảy sẽ được sử dụng để tạo ra hơi nước. Hơi nước này sau đó sẽ thúc đẩy tuabin quay và tạo ra điện năng, giúp cung cấp điện khi cần.

Lưu trữ năng lượng cơ học

Hệ thống lưu trữ năng lượng cơ học là cách lưu trữ năng lượng dưới dạng động năng. Một ví dụ điển hình cho công nghệ lưu trữ này là hệ thống quay bánh đà. Trong hệ thống này, năng lượng được lưu trữ dưới dạng chuyển động của một khối quay, thường được gọi là “rôto”.

Quá trình bắt đầu khi năng lượng được chuyển thành động năng thông qua một quá trình nào đó. Chẳng hạn như sử dụng năng lượng điện hoặc nhiệt để quay khối rôto. Rôto tiếp tục quay theo quán tính của nó và tạo ra động năng. Động năng này sau đó có thể được thu hồi và chuyển hóa thành điện năng để cung cấp cho các thiết bị điện.

Công nghệ lưu trữ năng lượng cơ học này có thể đóng vai trò quan trọng trong việc cân bằng và cung cấp năng lượng cho lưới điện khi cần. Đặc biệt là trong các tình huống cần tạo ra điện hoặc giảm tải nhanh chóng.

Lưu trữ năng lượng hydro

Điện năng được biến đổi thành hydro thông qua quá trình điện phân. Sau đó, hydro sẽ được lưu trữ và tạo thành điện năng thông qua quá trình điện hóa. Một cách khác, điện năng cũng có thể được tạo ra từ các tua-bin chạy bằng hydro. Hiện nay, phương pháp lưu trữ hydro đang trở nên ngày càng phổ biến và được mở rộng. Công nghệ lưu trữ năng lượng này cũng đóng vai trò rất quan trọng. Nhất là trong bối cảnh tăng cường nhu cầu về nguồn năng lượng sạch và bền vững.

Phương pháp lưu trữ hydro không chỉ hiệu quả về mặt năng lượng mà còn rất thân thiện với môi trường. Một trong những điểm mạnh đáng chú ý của nó là không thải ra khí carbon. Ngoài ra nó cũng không có tác động tiêu cực đối với hệ sinh thái. Điều này làm cho công nghệ lưu trữ hydro trở thành một phần quan trọng để giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu. Đồng thời chuyển đổi sang nguồn năng lượng sạch và bền vững hơn.

Pin lưu trữ năng lượng

Có nhiều loại pin lưu trữ năng lượng và mỗi loại có những đặc điểm riêng. Một số pin lưu trữ phổ biến bao gồm pin lithium, pin axit chì (acquy chì), pin niken-cadmium và pin natri-lưu huỳnh,…

Trong số các loại pin lưu trữ này, pin lithium-ion, đặc biệt là pin LiFePo4. Công nghệ lưu trữ năng lượng này đang là lựa chọn phổ biến nhất. Lý do chính là chúng có mật độ năng lượng lưu trữ cao, tự xả thấp, thời gian sạc nhanh, tuổi thọ dài và có kích thước và trọng lượng nhẹ. Điều này làm cho pin lithium-ion trở thành lựa chọn hàng đầu trong nhiều ứng dụng. Từ điện thoại di động, laptop đến xe điện và hệ thống lưu trữ năng lượng lớn hơn.

Các bạn vừa cùng EMPower khám phá các công nghệ lưu trữ năng lượng phổ biến hiện nay. Các công nghệ này đóng vai trò quan trọng trong việc cân bằng cung cấp và tiêu thụ năng lượng. Giúp tối ưu hóa sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo và giảm thiểu tác động đối với môi trường.

>>> Đọc thêm

• Hệ thống lưu trữ ESS – Giải pháp lưu trữ tối ưu
  
• Các loại pin lithium sử dụng để lưu trữ năng lượng điện mặt trời
  
• Cách lưu trữ điện năng trong hệ thống năng lượng mặt trời