January 24, 2026
Hãy tưởng tượng tình huống này: Khi trời tối và lưới điện bị hỏng, khu phố của bạn chìm trong bóng tối trong khi ngôi nhà của bạn vẫn sáng rực rỡ,với các thiết bị ồn ào và hệ thống giải trí hoạt động trơn truĐây không phải là khoa học viễn tưởng mà là thực tế được tạo ra bởi pin mặt trời hoạt động cùng với hệ thống lưu trữ năng lượng.
Pin lithium-ion, nguồn năng lượng đằng sau các thiết yếu của thế kỷ 21 như điện thoại thông minh, máy tính xách tay và xe điện, giờ đây đã nổi lên như một giải pháp lý tưởng để lưu trữ năng lượng mặt trời.Nhưng làm thế nào chính xác để pin mặt trời lưu trữ và giải phóng năng lượngCác yếu tố nào ảnh hưởng đến hiệu suất của chúng? Bài viết này xem xét việc lưu trữ năng lượng tại nhà ở từ góc độ phân tích, khám phá các nguyên tắc hoạt động, mô hình ứng dụng và chiến lược lựa chọn.
Chức năng cốt lõi của pin mặt trời là lưu trữ điện dư thừa được tạo ra bởi các tấm pin mặt trời để sử dụng sau này. Điều này đảm bảo tiếp cận năng lượng sạch liên tục ngay cả vào ban đêm hoặc những ngày có mây.Vì hệ thống năng lượng mặt trời cộng với lưu trữ là một khoản đầu tư đáng kể, hiểu được sự phối hợp của chúng là rất quan trọng.
Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào các tấm pin mặt trời, hiệu ứng quang điện biến ánh sáng thành năng lượng điện.Tuy nhiên, nhà ở và lưới điện hoạt động trên dòng điện xoay (AC), cần phải chuyển đổi trước khi sử dụng trong gia đình.
Hai cấu hình hệ thống chính xử lý chuyển đổi này khác nhau:
Mỗi lần chuyển đổi giữa AC và DC dẫn đến mất năng lượng nhỏ thông qua tiêu hao nhiệt. Các hệ thống nối DC thường hiệu quả hơn bằng cách giảm thiểu các bước chuyển đổi.việc nâng cấp pin nối DC là một thách thức đối với các hệ thống năng lượng mặt trời hiện có với các bộ biến tần vi mô cấp bảng điều khiển.
Khi pin đạt đến công suất đầy đủ, năng lượng mặt trời dư thừa thường được cung cấp cho lưới điện địa phương.
Khi nhu cầu của gia đình đòi hỏi năng lượng được lưu trữ, bộ biến tần pin chuyển đổi DC trở lại AC, phân phối năng lượng thông qua bảng điều khiển điện của nhà.Pin lithium-ion hiện đại có thể xả 85-100% công suất lưu trữ mà không bị suy giảm đáng kể tuổi thọ, mặc dù hiệu quả trong thế giới thực chiếm tổn thất chuyển đổi.
Pin mặt trời chủ yếu hoạt động trong ba cấu hình: chế độ điện dự phòng, chế độ tự tiêu thụ hoặc kết hợp lai.
Chức năng nổi tiếng này cung cấp năng lượng khẩn cấp trong trường hợp mất điện. Không giống như các hệ thống năng lượng mặt trời độc lập tự động tắt trong trường hợp mất điện (vì sự an toàn của công nhân tiện ích),Các hệ thống pin tiếp tục hoạt động.
Các hệ thống sao lưu thường kết nối với các bảng tải trọng chuyên dụng ưu tiên các mạch thiết yếu như tủ lạnh, ánh sáng, thiết bị y tế và hệ thống liên lạc trong thời gian mất điện.
Chiến lược tiết kiệm chi phí này tối đa hóa việc sử dụng năng lượng mặt trời bằng cách giảm thiểu tương tác lưới điện, đặc biệt có giá trị cho người dùng phải đối mặt với các chính sách đo lường ròng không thuận lợi hoặc tỷ lệ thời gian sử dụng.Không giống như các hệ thống dự phòng duy trì điện đầy đủ, pin tự tiêu thụ chu kỳ hàng ngày, sạc từ lượng mặt trời dư thừa và xả trong thời gian cao điểm nhu cầu.
Một số hệ thống kết hợp cả hai chức năng, mặc dù có sự đánh đổi về hoạt động.yêu cầu chuyển đổi thủ công sang chế độ dự phòng khi dự đoán sự gián đoạn do các sự kiện thời tiết khắc nghiệt.
Các pin pin năng lượng mặt trời lithium-ion hoạt động theo nguyên tắc điện hóa tương tự như các đối tác nhỏ của chúng trong điện tử tiêu dùng.Lithium ion vận chuyển giữa anode âm và cathode dương qua màng điện giải, giải phóng các electron tạo ra dòng điện.
Trong quá trình xả, các ion chảy từ anode đến cathode trong khi các electron cung cấp năng lượng cho các thiết bị bên ngoài.Các biến thể ion lithium phổ biến bao gồm lithium nickel mangan cobalt (NMC) và hóa chất lithium iron phosphate (LFP), khác nhau trong thành phần cathode.
Chúng lưu trữ lượng năng lượng mặt trời dư thừa để sử dụng sau này, hoặc để dự phòng khẩn cấp trong thời gian mất điện hoặc tiết kiệm chi phí hàng ngày thông qua tự tiêu thụ chiến lược.
Các hệ thống được kết nối với lưới điện thường xuất khẩu dư thừa cho lưới tiện ích để đổi lấy các khoản tín dụng hóa đơn.
Thời gian hoạt động phụ thuộc vào công suất pin và yêu cầu tải. Nghiên cứu cho thấy một hệ thống 10kWh thường có thể duy trì tải trọng (không bao gồm HVAC) trong ít nhất ba ngày.
