Khi quá trình chuyển đổi toàn cầu sang nền kinh tế các-bon thấp và năng lượng xanh đang diễn ra nhanh chóng, các chính phủ trên khắp thế giới đang thúc đẩy việc ứng dụng các công nghệ năng lượng tái tạo. Trong những năm gần đây, với sự phát triển nhanh chóng của các cơ sở sạc xe điện và các ứng dụng khác, ngày càng có nhiều lo ngại về những hạn chế của lưới điện truyền thống về tác động môi trường và tính ổn định của nguồn cung cấp điện. Bằng cách tích hợp các công nghệ lưới điện siêu nhỏ tái tạo vào các hệ thống sạc, không chỉ có thể giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch mà còn có thể cải thiện khả năng phục hồi và hiệu quả của toàn bộ hệ thống năng lượng. Bài báo này khám phá các thông lệ tốt nhất để tích hợp các trạm sạc với lưới điện siêu nhỏ tái tạo từ nhiều góc độ: tích hợp sạc tại nhà, nâng cấp công nghệ trạm sạc công cộng, các ứng dụng năng lượng thay thế đa dạng, hỗ trợ lưới điện và các chiến lược giảm thiểu rủi ro, và hợp tác trong ngành cho các công nghệ tương lai.
Tích hợp năng lượng tái tạo vào hệ thống sạc tại nhà
Với sự gia tăng của xe điện (EV),Sạc tại nhàđã trở thành một phần thiết yếu trong cuộc sống hàng ngày của người dùng. Tuy nhiên, sạc tại nhà theo cách truyền thống thường dựa vào điện lưới, thường bao gồm các nguồn nhiên liệu hóa thạch, hạn chế lợi ích về môi trường của EV. Để sạc tại nhà bền vững hơn, người dùng có thể tích hợp năng lượng tái tạo vào hệ thống của họ. Ví dụ, lắp đặt tấm pin mặt trời hoặc tua-bin gió nhỏ tại nhà có thể cung cấp năng lượng sạch để sạc trong khi giảm sự phụ thuộc vào nguồn điện thông thường. Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), sản lượng điện quang điện mặt trời toàn cầu đã tăng 22% vào năm 2022, làm nổi bật sự phát triển nhanh chóng của năng lượng tái tạo.
Để giảm chi phí và thúc đẩy mô hình này, người dùng được khuyến khích hợp tác với các nhà sản xuất để được giảm giá thiết bị và lắp đặt trọn gói. Nghiên cứu từ Phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo quốc gia Hoa Kỳ (NREL) cho thấy việc sử dụng hệ thống năng lượng mặt trời tại nhà để sạc EV có thể cắt giảm lượng khí thải carbon từ 30%-50%, tùy thuộc vào hỗn hợp năng lượng của lưới điện địa phương. Hơn nữa, các tấm pin mặt trời có thể lưu trữ điện năng dư thừa vào ban ngày để sạc vào ban đêm, nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng. Cách tiếp cận này không chỉ giúp giảm việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch mà còn giúp người dùng tiết kiệm chi phí điện dài hạn.
Nâng cấp công nghệ cho các trạm sạc công cộng
Trạm sạc công cộngrất quan trọng đối với người dùng EV và khả năng công nghệ của họ tác động trực tiếp đến trải nghiệm sạc và kết quả về môi trường. Để tăng hiệu quả, các trạm nên nâng cấp lên hệ thống điện ba pha để hỗ trợ công nghệ sạc nhanh. Theo tiêu chuẩn điện của Châu Âu, hệ thống ba pha cung cấp công suất đầu ra cao hơn hệ thống một pha, rút ngắn thời gian sạc xuống dưới 30 phút, cải thiện đáng kể sự tiện lợi của người dùng. Tuy nhiên, chỉ riêng việc nâng cấp lưới điện là không đủ để đạt được tính bền vững—phải đưa ra các giải pháp năng lượng tái tạo và lưu trữ.
Năng lượng mặt trời và gió là lý tưởng cho các trạm sạc công cộng. Lắp đặt tấm pin mặt trời trên mái nhà ga hoặc đặt các tua-bin gió gần đó có thể cung cấp nguồn điện sạch ổn định. Việc lắp thêm pin lưu trữ năng lượng cho phép tiết kiệm năng lượng dư thừa vào ban ngày để sử dụng vào ban đêm hoặc giờ cao điểm. BloombergNEF báo cáo rằng chi phí pin lưu trữ năng lượng đã giảm gần 90% trong thập kỷ qua, hiện dưới 150 đô la cho mỗi kilowatt-giờ, giúp việc triển khai trên diện rộng trở nên khả thi về mặt kinh tế. Tại California, một số trạm đã áp dụng mô hình này, giảm sự phụ thuộc vào lưới điện và thậm chí hỗ trợ lưới điện trong thời gian nhu cầu cao điểm, đạt được tối ưu hóa năng lượng hai chiều.
Ứng dụng năng lượng thay thế đa dạng
Ngoài năng lượng mặt trời và gió, sạc EV có thể khai thác các nguồn năng lượng thay thế khác để đáp ứng các nhu cầu đa dạng. Nhiên liệu sinh học, một lựa chọn trung hòa carbon có nguồn gốc từ thực vật hoặc chất thải hữu cơ, phù hợp với các trạm có nhu cầu năng lượng cao. Dữ liệu của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ cho thấy lượng khí thải carbon trong vòng đời của nhiên liệu sinh học thấp hơn 50% so với nhiên liệu hóa thạch, với công nghệ sản xuất tiên tiến. Thủy điện nhỏ phù hợp với các khu vực gần sông hoặc suối; mặc dù quy mô nhỏ, nhưng nó cung cấp nguồn điện ổn định cho các trạm nhỏ hơn.
Pin nhiên liệu hydro, một công nghệ không phát thải, đang ngày càng được chú ý. Chúng tạo ra điện thông qua phản ứng hydro-oxy, đạt hiệu suất trên 60%—vượt xa mức 25%-30% của động cơ truyền thống. Hội đồng Năng lượng Hydro Quốc tế lưu ý rằng, ngoài việc thân thiện với môi trường, khả năng tiếp nhiên liệu nhanh của pin nhiên liệu hydro còn phù hợp với xe điện hạng nặng hoặc các trạm có lưu lượng giao thông cao. Các dự án thí điểm của Châu Âu đã tích hợp hydro vào các trạm sạc, báo hiệu tiềm năng của nó trong các hỗn hợp năng lượng trong tương lai. Các lựa chọn năng lượng đa dạng giúp tăng cường khả năng thích ứng của ngành với các điều kiện địa lý và khí hậu khác nhau.
Chiến lược bổ sung lưới điện và giảm thiểu rủi ro
Ở những khu vực có công suất lưới điện hạn chế hoặc rủi ro mất điện cao, việc chỉ dựa vào lưới điện có thể bị ảnh hưởng. Các hệ thống lưu trữ và điện ngoài lưới điện cung cấp các giải pháp bổ sung quan trọng. Các thiết lập ngoài lưới điện, được cung cấp năng lượng bởi các đơn vị năng lượng mặt trời hoặc gió độc lập, đảm bảo tính liên tục của quá trình sạc trong thời gian mất điện. Dữ liệu của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ chỉ ra rằng việc triển khai lưu trữ năng lượng rộng rãi có thể giảm rủi ro gián đoạn lưới điện từ 20% đến 30% đồng thời tăng cường độ tin cậy của nguồn cung.
Trợ cấp của chính phủ kết hợp với đầu tư tư nhân là chìa khóa cho chiến lược này. Ví dụ, tín dụng thuế liên bang Hoa Kỳ cung cấp tới 30% giảm chi phí cho các dự án lưu trữ và năng lượng tái tạo, giúp giảm bớt gánh nặng đầu tư ban đầu. Ngoài ra, các hệ thống lưu trữ có thể tối ưu hóa chi phí bằng cách lưu trữ điện khi giá thấp và giải phóng điện trong thời gian cao điểm. Quản lý năng lượng thông minh này tăng cường khả năng phục hồi và mang lại lợi ích kinh tế cho các hoạt động của trạm dài hạn.
Hợp tác trong ngành và công nghệ tương lai
Việc tích hợp sâu vào quá trình sạc với các lưới điện siêu nhỏ tái tạo đòi hỏi nhiều hơn là sự đổi mới—sự hợp tác trong ngành là điều cần thiết. Các công ty sạc nên hợp tác với các nhà cung cấp năng lượng, nhà sản xuất thiết bị và các cơ quan nghiên cứu để phát triển các giải pháp tiên tiến. Các hệ thống lai gió-mặt trời, tận dụng bản chất bổ sung của cả hai nguồn, đảm bảo nguồn điện 24/7. Dự án “Horizon 2020” của Châu Âu minh họa cho điều này, tích hợp gió, mặt trời và lưu trữ vào một lưới điện siêu nhỏ hiệu quả cho các trạm sạc.
Công nghệ lưới điện thông minh cung cấp thêm tiềm năng. Bằng cách giám sát và phân tích dữ liệu theo thời gian thực, nó tối ưu hóa việc phân phối năng lượng giữa các trạm và lưới điện. Các thí điểm của Hoa Kỳ cho thấy lưới điện thông minh có thể cắt giảm lãng phí năng lượng từ 15%-20% trong khi tăng hiệu suất của trạm. Những sự hợp tác và tiến bộ công nghệ này nâng cao khả năng cạnh tranh bền vững và cải thiện trải nghiệm của người dùng.
Thời gian đăng: 28-02-2025