So sánh pin lưu trữ lithium-ion và ắc quy chì: Đâu là sự lựa chọn tốt nhất cho hệ thống điện mặt trời.

 Sự gia tăng của pin lithium-ion so với các loại pin axit-chì lần đầu tiên xảy ra trong các ứng dụng di động, chẳng hạn như máy tính xách tay và điện thoại của bạn. Với mật độ năng lượng cao hơn đáng kể, khả năng cung cấp cùng một lượng điện năng với trọng lượng thấp hơn nên pin lithium-ion trở thành lựa chọn cho các thiết bị di động.

Vấn đề là sự lựa chọn nào là tốt nhất để sử dụng cho hệ thống điện mặt trời của bạn? Pin lithium-ion đánh bại axit-chì ở một số chỉ số chính nhưng giá đầu tư cao hơn, và thực chất là câu trả lời phụ thuộc vào trường hợp bạn sử dụng chúng. Hãy phân tích chi tiết từng loại và khám phá những ưu và nhược điểm khi bạn sử dụng hai loại pin lưu trữ này.

Ắc quy axit chì

Có một số loại ắc quy axit-chì, bao gồm cả loại ắc quy ngập nước, gel và tấm lót thủy tinh hấp thụ (AGM). AGM là công nghệ mới nhất trong số ba công nghệ này và phù hợp nhất cho các ứng dụng năng lượng mặt trời vì giảm thiểu bảo trì đến mức thấp nhất. Không giống như ắc quy ngập nước, AGM không cần bảo trì. Điều tương tự cũng có thể được nói đối với ắc quy gel.

Pin lưu trữ Lithium-ion

Sự khởi đầu của pin lithium-ion có thể bắt nguồn từ cuộc khủng hoảng dầu mỏ những năm 1970 khi các nhà nghiên cứu đang tìm kiếm các phương pháp lưu trữ năng lượng để hỗ trợ các công nghệ không có hóa thạch. Công việc của họ đã giúp tạo nên loại pin có thể trao đổi các ion lithium qua lại giữa các điện cực thay vì chuyển nước thành axit sulfuric xảy ra trong ắc quy axit-chì. Loại pin mới này gia nhập thị trường vào năm 1991 và đã được chứng minh là một động lực mang tính cách mạng trong lĩnh vực lưu trữ năng lượng vì những lý do sẽ được nêu bên dưới. Để ghi nhận tác động toàn cầu của pin lithium, giải Nobel Hóa học 2019 đã được trao cho ba trong số các nhà khoa học có vai trò then chốt đối với sự phát triển của nó. Việc sử dụng Lithium-ion tiếp tục phát triển và đã bắt đầu cạnh tranh để sử dụng trong các hệ thống năng lượng mặt trời quy mô lớn.

Những lợi ích của pin Lithium-ion

• Độ xả sâu: Lithium-ion thường có thể xả khoảng 86-98% dung lượng trong khi ắc quy axit-chì chỉ xả trong khoảng 30-50%. Điều đó cũng có nghĩa là pin lithium-ion ít bị hư hại do xả sâu.
• Tuổi thọ: Tất cả các loại pin đều xuống cấp theo thời gian, nhưng pin lithium-ion có tuổi thọ lâu hơn AGM. Các yếu tố như độ xả sâu lớn hơn giúp cho pin lithium-ion đàn hồi tốt hơn và giúp những loại pin này có vòng đời gấp khoảng 4-6 lần so với các loại ắc quy thông thường.
• Dung lượng lưu trữ: Mặc dù không quá quan trọng đối với các ứng dụng không di chuyển, nhưng mật độ năng lượng cao của pin lithium-ion giúp lưu trữ nhiều năng lượng hơn trên mỗi đơn vị khối lượng so với ắc quy chì. Điều này có nghĩa là các hệ thống có thể nhỏ hơn và nhẹ hơn trong khi cung cấp cùng một công suất đầu ra.
• Mức tiêu tốn năng lượng: Pin lithium-ion cần ít năng lượng để sản xuất thành phẩm hơn so với ắc quy axit-chì. Một nghiên cứu của đại học Stanford phát hiện ra rằng pin lithium-ion tốt hơn ắc quy axit-chì năm lần khi xem xét năng lượng cần thiết để tạo ra pin so với năng lượng được lưu trữ trong suốt thời gian tồn tại của nó.
• Chi phí: Chi phí của ắc quy axit chì thấp hơn là yếu tố chính giúp chúng cạnh tranh với lithium-ion. Đối với những người có số vốn hạn chế, hệ thống lưu trữ bằng ắc quy chì có thể là lựa chọn tốt nhất. Tuy nhiên nếu tính chi phí trung bình trong vòng đời thì pin lithium-ion sẽ thấp hơn hoặc bằng ắc quy axit chì.

Vậy bạn nên sử dụng loại ắc quy nào cho hệ thống điện mặt trời của bạn?

Câu trả lời phụ thuộc vào mục tiêu của bạn, số tiền đầu tư sẵn có cũng như dung lượng và tần suất bộ lưu trữ sẽ được sử dụng. Ví dụ: nếu bạn đang lên kế hoạch xây dựng hệ thống năng lượng mặt trời tại nhà để thay cho điện lưới trong thời gian lâu dài, thì khoản đầu tư đắt tiền hơn vào pin lithium-ion sẽ tốt hơn trong vòng đời của hệ thống.

Bây giờ, giả sử rằng ắc quy chỉ được sử dụng làm hệ thống điện dự phòng chỉ khi cúp điện đối với gia đình hoặc cơ sở kinh doanh được kết nối với lưới điện. Vì những loại ắc quy này sẽ chỉ được sử dụng không thường xuyên và do đó sẽ không xuống cấp nhanh như pin sử dụng hàng ngày, nên việc lựa chọn một giàn pin ắc quy axit chì dạng gel sẽ đáp ứng nhu cầu lưu trữ năng lượng của bạn đồng thời tiết kiệm chi phí.

Hiện tại, chênh lệch giá giữa ắc quy axit chì và lithium-ion là điểm khác biệt chính, nhưng khoảng cách đang được thu hẹp. Một báo cáo năm 2019 của công ty nghiên cứu BloombergNEF cho thấy pin lithium-ion đã giảm 35% so với đầu năm 2018. Số liệu này không hoàn toàn tương quan với giá pin lithium-ion hiện tại, khi ngành sản xuất đang gấp rút mở rộng quy mô để đáp ứng nhu cầu mới bùng nổ.