Cáp lưu trữ năng lượng hỗ trợ cả sạc và xả như thế nào?

— Đảm bảo hiệu suất và an toàn trong các hệ thống lưu trữ năng lượng hiện đại

Khi thế giới đang hướng tới một tương lai năng lượng thông minh, ít carbon, các hệ thống lưu trữ năng lượng (ESS) đang trở nên thiết yếu. Dù là cân bằng lưới điện, cho phép người dùng thương mại tự chủ, hay ổn định nguồn cung năng lượng tái tạo, ESS đều đóng vai trò trung tâm trong cơ sở hạ tầng điện hiện đại. Theo dự báo của ngành, thị trường lưu trữ năng lượng toàn cầu được dự đoán sẽ tăng trưởng nhanh chóng vào năm 2030, thúc đẩy nhu cầu trên toàn bộ chuỗi cung ứng.

Cốt lõi của cuộc cách mạng này nằm ở một thành phần quan trọng nhưng thường bị bỏ qua—cáp lưu trữ năng lượng. Những loại cáp này kết nối các bộ phận thiết yếu của hệ thống, bao gồm cell pin, hệ thống quản lý pin (BMS), hệ thống chuyển đổi điện năng (PCS) và máy biến áp. Hiệu suất của chúng ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất, độ ổn định và độ an toàn của hệ thống. Bài viết này tìm hiểu cách những loại cáp này xử lý dòng điện hai chiều - sạc và xả - đồng thời đáp ứng các yêu cầu khắt khe của hệ thống lưu trữ năng lượng thế hệ tiếp theo.

Hệ thống lưu trữ năng lượng (ESS) là gì?

Hệ thống Lưu trữ Năng lượng (ESS) là một tập hợp các công nghệ lưu trữ năng lượng điện để sử dụng sau này. Bằng cách thu thập điện năng dư thừa từ các nguồn như tấm pin mặt trời, tua-bin gió hoặc lưới điện, ESS có thể giải phóng nguồn điện này khi cần thiết, chẳng hạn như trong thời gian nhu cầu cao điểm hoặc mất điện.

Các thành phần cốt lõi của ESS:

• Pin và mô-đun:Lưu trữ năng lượng bằng phương pháp hóa học (ví dụ: lithium-ion, LFP)

• Hệ thống quản lý pin (BMS):Theo dõi điện áp, nhiệt độ và sức khỏe

• Hệ thống chuyển đổi năng lượng (PCS):Chuyển đổi giữa AC và DC để tương tác với lưới điện

• Thiết bị đóng cắt và máy biến áp:Bảo vệ và tích hợp hệ thống vào cơ sở hạ tầng lớn hơn

Chức năng chính của ESS:

• Độ ổn định của lưới điện:Cung cấp hỗ trợ tần số và điện áp tức thời để duy trì sự cân bằng lưới điện

• Cạo đỉnh:Xả năng lượng trong thời gian tải cao điểm, giảm chi phí tiện ích và áp lực lên cơ sở hạ tầng

• Tích hợp năng lượng tái tạo:Lưu trữ năng lượng mặt trời hoặc gió khi sản lượng cao và phân phối khi sản lượng thấp, giảm sự gián đoạn

Cáp lưu trữ năng lượng là gì?

Cáp lưu trữ năng lượng là loại dây dẫn chuyên dụng được sử dụng trong ESS để truyền dòng điện một chiều (DC) cao và tín hiệu điều khiển giữa các thành phần hệ thống. Không giống như cáp AC thông thường, loại cáp này phải chịu được:

• Điện áp DC cao liên tục

• Dòng điện hai chiều (sạc và xả)

• Chu kỳ nhiệt lặp lại

• Sự thay đổi dòng điện tần số cao

Xây dựng điển hình:

• Nhạc trưởng:Đồng thiếc nhiều sợi hoặc đồng trần cho độ linh hoạt và độ dẫn điện cao

• Cách nhiệt:XLPO (polyolefin liên kết ngang), TPE hoặc các loại polyme chịu nhiệt độ cao khác

• Nhiệt độ hoạt động:Lên đến 105°C liên tục

• Điện áp định mức:Lên đến 1500V DC

• Những cân nhắc về thiết kế:Chống cháy, chống tia UV, không halogen, ít khói

Những loại cáp này xử lý việc sạc và xả như thế nào?

Cáp lưu trữ năng lượng được thiết kế để quản lýdòng năng lượng hai chiềuhiệu quả:

• Trong lúcsạc, chúng mang dòng điện từ lưới điện hoặc năng lượng tái tạo vào pin.

• Trong lúcxả, chúng dẫn dòng điện một chiều cao từ pin trở lại PCS hoặc trực tiếp đến tải/lưới điện.

Các loại cáp phải:

• Duy trì điện trở thấp để giảm tổn thất điện năng trong quá trình đạp xe thường xuyên

• Xử lý dòng xả cực đại mà không bị quá nhiệt

• Cung cấp độ bền điện môi ổn định dưới ứng suất điện áp không đổi

• Hỗ trợ độ bền cơ học trong cấu hình giá đỡ chật hẹp và thiết lập ngoài trời

Các loại cáp lưu trữ năng lượng

1. Cáp kết nối DC điện áp thấp (<1000V DC)

• Kết nối từng cell pin hoặc mô-đun pin riêng lẻ

• Có đồng sợi mịn để linh hoạt trong không gian nhỏ gọn

• Nhiệt độ thường được đánh giá là 90–105°C

2. Cáp trung thế DC (lên đến 1500V DC)

• Truyền tải điện từ cụm pin đến PCS

• Được thiết kế cho dòng điện lớn (hàng trăm đến hàng nghìn ampe)

• Lớp cách nhiệt gia cố chịu được nhiệt độ cao và tia UV

• Được sử dụng trong các hệ thống ESS dạng container, lắp đặt quy mô tiện ích

3. Dây nối pin

• Dây nịt mô-đun có đầu nối, vấu và đầu nối được hiệu chuẩn mô-men xoắn được cài đặt sẵn

• Hỗ trợ thiết lập “cắm và chạy” để cài đặt nhanh hơn

• Cho phép bảo trì, mở rộng hoặc thay thế mô-đun dễ dàng

Chứng nhận và Tiêu chuẩn Quốc tế

Để đảm bảo an toàn, độ bền và được chấp nhận trên toàn cầu, cáp lưu trữ năng lượng phải tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế quan trọng. Các tiêu chuẩn phổ biến bao gồm:

Các nhà sản xuất cũng phải tiến hành thử nghiệm đối với:

• Độ bền nhiệt

• Điện áp chịu được

• Ăn mòn sương muối(cho các cơ sở ven biển)

• Tính linh hoạt trong điều kiện động

Tại sao cáp lưu trữ năng lượng lại có vai trò quan trọng?

Trong bối cảnh năng lượng ngày càng phức tạp hiện nay, cáp đóng vai trò nhưhệ thống thần kinh của cơ sở hạ tầng lưu trữ năng lượng. Sự cố về hiệu suất của cáp có thể dẫn đến:

• Quá nhiệt và cháy

• Mất điện

• Mất hiệu suất và pin bị suy giảm sớm

Mặt khác, cáp chất lượng cao:

• Kéo dài tuổi thọ của mô-đun pin

• Giảm tổn thất điện năng trong quá trình đạp xe

• Cho phép triển khai nhanh chóng và mở rộng hệ thống theo mô-đun

Xu hướng tương lai trong hệ thống cáp lưu trữ năng lượng

• Mật độ công suất cao hơn:Với nhu cầu năng lượng ngày càng tăng, cáp phải chịu được điện áp và dòng điện cao hơn trong các hệ thống nhỏ gọn hơn.

• Mô-đun hóa & Chuẩn hóa:Bộ dây an toàn có hệ thống kết nối nhanh giúp giảm thiểu nhân công và lỗi tại chỗ.

• Giám sát tích hợp:Cáp thông minh tích hợp cảm biến để thu thập dữ liệu nhiệt độ và dòng điện theo thời gian thực đang được phát triển.

• Vật liệu thân thiện với môi trường:Vật liệu không chứa halogen, có thể tái chế và ít khói đang trở thành tiêu chuẩn.

Bảng tham chiếu mô hình cáp lưu trữ năng lượng

Dùng trong Hệ thống lưu trữ năng lượng (ESPS)

Cáp lưu trữ năng lượng được UL công nhận

Mẹo lựa chọn cáp lưu trữ năng lượng:

Phần kết luận

Khi các hệ thống năng lượng toàn cầu chuyển đổi sang phi carbon, lưu trữ năng lượng đóng vai trò là trụ cột nền tảng—và cáp lưu trữ năng lượng chính là đầu nối quan trọng. Được thiết kế để đảm bảo độ bền, dòng điện hai chiều và an toàn dưới áp lực DC cao, những loại cáp này đảm bảo ESS có thể cung cấp nguồn điện sạch, ổn định và đáp ứng nhanh chóng ở bất cứ nơi đâu và bất cứ khi nào cần thiết nhất.

Việc lựa chọn cáp lưu trữ năng lượng phù hợp không chỉ là vấn đề về thông số kỹ thuật—đây là khoản đầu tư chiến lược vào độ tin cậy, an toàn và hiệu suất lâu dài.