Năng lượng mặt trời chỉ có vào ban ngày, không có vào ban đêm nên việc lưu trữ năng lượng là một vấn đề quan trọng bởi vì các hệ thống năng lượng hiện đại thường giả định sẵn có liên tục của năng lượng. Năng lượng mặt trời có thể lưu trữ dưới các dạng nhiệt năng, hóa năng hoặc động năng, đôi khi cũng được cất giữ dưới dạng thế năng.
Các hệ thống PV có thể làm việc độc lập hoặc nối lưới tiện ích, trường hợp không nối lưới thường sử dụng pin, bánh đà để lưu trữ điện dư thừa. Với các hệ thống nối lưới, điện dư thừa có thể được gửi đến lưới truyền tải, trong khi điện lưới tiêu chuẩn có thể được sử dụng để đáp ứng thiếu hụt.
1.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 1
Chương 1 trình bày một số nét tổng quan về năng lượng tái tạo, tiềm năng và vấn đề khai thác năng lương tái tạo trên thế giới và ở Việt Nam; đặc biệt đi sâu tìm hiểu việc khai thác năng lượng gió và năng lượng mặt trời dưới dạng điện năng, những phân tích này được dùng làm cơ sở cho những vấn đề được đề cập và giải quyết ở các chương sau.
CHƯƠNG 2: LƯU TRỮ NĂNG LƯỢNG ĐIỆN
2.1. VAI TRÒ CỦA LƯU TRỮ NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TRONG QUÁ TRÌNH SỬ DỤNG ĐIỆN NĂNG SỬ DỤNG ĐIỆN NĂNG
2.1.1. Các đặc trưng của điện năng
Điện năng có 2 thuộc tính cơ bản:
- Quá trình sản xuất và tiêu thụ xảy ra đồng thời. Lượng điện sản xuất ra phải luôn được đáp ứng nhu cầu khác nhau. Sự mất ổn định giữa cung và cầu sẽ ảnh hưởng đến tính ổn định và chất lượng cung cấp điện.
- Những nơi sản xuất ra điện thường ở cách xa nơi tiêu thụ. nơi phát điện và hộ tiêu thụ được kết nối lưới điện và tạo thành hệ thống điện. Với đặc điểm về địa điểm và số lượng cung/cầu nhiều nguồn điện có thế tập trung vào một đường truyền cụ thể, việc truyền dẫn cần phải có dây dẫn do đó dẫn đến khả năng gián đoạn cung cấp điện do sự cố trên đường dây và khó khăn trong việc cung cấp điện cho các ứng dụng di động.
2.1.2. Nhu cầu lưu trữ điện năng
a) Chi phí sản xuất cao trong giờ cao điểm
Nhu cầu dùng điện thay đổi theo thời gian trong ngày khiến cho giá bán điện cũng thay đổi theo. Giá điện ở thời kỳ cao điểm cao hơn và ở thời kỳ thấp điểm thấp hơn. Điều này được gây ra bởi sự khác biệt về chi phí sản xuất trong từng thời kỳ.
Trong thời kỳ cao điểm khi mức tiêu thụ điện cao hơn mức trung bình, các nhà cung cấp điện phải bổ sung các nhà máy điện có chi phí cao với các hình thức sản xuất ít hiệu quả hơn như dầu và gas để phát điện. Trong thời kỳ thấp điểm khi tiêu thụ ít điện năng hơn, các loại phát điện tốn kém có thể bị dừng lại. Đây là cơ hội cho chủ sở hữu các hệ thống EES được hưởng lợi về mặt tài chính. Từ quan điểm tiện ích, có một tiềm năng rất lớn để giảm tổng chi phí sản xuất bằng cách loại bỏ các phương pháp tốn kém hơn, thông qua
việc lưu trữ điện được tạo ra bởi các nhà máy điện giá rẻ trong đêm được lắp lại vào lưới điện trong thời kỳ cao điểm.
Với sự phát triển và thâm nhập vào lưới điện các hệ thống năng lượng mặt trời và năng lượng gió, năng lượng Thặng dư có thể được lưu trữ trong EES và được sử dụng để giảm chi phí sản xuất. Ngược lại, theo quan điểm của người tiêu dùng, EES có thể giảm chi phí điện vì nó có thể lưu trữ điện được mua với giá thấp và có thể sử dụng nó trong thời kỳ cao điểm ở nơi có điện năng đắt đỏ. Người tiêu dùng sạc pin trong giờ thấp điểm cũng có thể bán điện cho các nhà cung cấp hoặc cho người tiêu dùng khác trong giờ cao điểm.
b) Hệ thống lưu trữ năng lượng (ESS) có thể được sử dụng để cân bằng giữa cung và cầu năng lượng điện. Quá trình này bao gồm việc chuyển đổi và lưu trữ năng lượng điện từ một nguồn có sẵn thành một dạng năng lượng khác và chúng có thể chuyển đổi thành điện năng khi cần thiết. Các hình thức chuyển đổi năng lượng lưu trữ có thể là hóa học, cơ học, nhiệt hoặc từ tính. Bộ lưu trữ cho phép xuất điện khi cần thiết và lưu trữ khi sản xuất vượt quá nhu cầu (Hình 2.1). Lưu trữ có thể vào thời điểm nhu cầu thấp, chi phí sản xuất thấp hoặc khi các nguồn năng lượng có sẵn không liên tục. Đồng thời năng lương lưu trữ có thể được tiêu thụ tại các thời điểm có nhu cầu cao, chi phí sản xuất cao hoặc khi không có nguồn phát khả dụng.