Ứng dụng BESS trong sản xuất xi măng như thế nào?

Có thể hiểu đơn giản, BESS giống như một “kho trữ điện thông minh”, cho phép lưu trữ năng lượng và cung cấp trở lại cho hệ thống khi cần. Tuy nhiên, hệ thống này không chỉ gồm các cụm pin mà còn tích hợp nhiều thiết bị và hệ thống quản lý, giúp kiểm soát quá trình lưu trữ, chuyển đổi và phân phối điện theo nhu cầu vận hành.

Hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin (BESS) có thể hỗ trợ lưu trữ điện và tối ưu nguồn điện trong nhà máy xi măng.

Một hệ thống BESS gồm những gì?

• Cụm pin: Thường sử dụng pin lithium-ion, trong đó LFP là loại được sử dụng phổ biến.

• BMS - Hệ thống quản lý pin: Có nhiệm vụ giám sát nhiệt độ, điện áp, dòng điện và trạng thái của từng module pin, qua đó hỗ trợ vận hành an toàn và ổn định.

• PCS - Bộ biến đổi công suất: Thực hiện chuyển đổi điện xoay chiều AC thành điện một chiều DC khi sạc và chuyển đổi DC thành AC khi xả.

• EMS - Hệ thống quản lý năng lượng: Điều khiển thời điểm sạc, xả và phối hợp hoạt động giữa BESS với điện lưới, điện mặt trời hoặc máy phát.

• Máy biến áp, tủ điện và thiết bị bảo vệ: Đảm bảo hệ thống có thể kết nối và vận hành an toàn với phụ tải.

• Hệ thống làm mát, phát hiện và chữa cháy: Hỗ trợ kiểm soát nhiệt độ và xử lý các rủi ro liên quan đến an toàn pin.

• Container hoặc phòng pin chuyên dụng: Là không gian bố trí các thiết bị của hệ thống BESS.

BESS sẽ giúp giải quyết những vấn đề gì trong nhà máy?

Tùy theo đặc điểm phụ tải và hệ thống điện của từng nhà máy, BESS có thể được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau. Về cơ bản, hệ thống này có thể hỗ trợ tối ưu chi phí điện năng, giảm công suất đỉnh và nâng cao khả năng sử dụng các nguồn điện tái tạo.

BESS khác UPS như thế nào?

BESS và UPS đều có thể cung cấp điện khi nguồn điện chính gặp sự cố, nhưng mục đích và quy mô sử dụng có sự khác biệt.

UPS chủ yếu được thiết kế để bảo vệ thiết bị trong thời gian ngắn khi mất điện, thường từ vài phút đến vài chục phút. Trong khi đó, BESS có công suất và dung lượng lớn hơn, có thể vận hành trong khoảng 1 - 4 giờ hoặc lâu hơn, đồng thời có thể tham gia tối ưu chi phí năng lượng trong quá trình vận hành hằng ngày.

Do đó, BESS có thể thực hiện một phần chức năng của UPS, nhưng không phải hệ thống BESS nào cũng đáp ứng được yêu cầu chuyển mạch tức thời đối với những phụ tải đặc biệt nhạy cảm.

Hai thông số quan trọng nhất của hệ thống BESS

Khi đánh giá một hệ thống BESS, 2 thông số quan trọng cần quan tâm là công suất và dung lượng. Chẳng hạn, một hệ thống được định danh là 5 MW/10 MWh sẽ có:

• 5 MW: Công suất sạc hoặc xả tối đa tại một thời điểm.

• 10 MWh: Tổng lượng điện mà hệ thống có thể lưu trữ.

• Thời gian xả danh định: 10 MWh ÷ 5 MW = 2 giờ.

Khi đánh giá BESS không nêu vấn đề như “bao nhiêu MW”, vì MW giống như độ lớn của vòi nước (lưu lượng), còn MWh mới là dung tích của bể (khối tích).

Ứng dụng trong nhà máy xi măng như thế nào?

Đối với nhà máy xi măng đã có hệ thống phát điện nhiệt dư WHR và điện mặt trời, BESS có thể phát huy hiệu quả trong việc điều hòa và tối ưu nguồn điện tùy theo đặc điểm phụ tải thực tế.

Một số hướng ứng dụng có thể kể đến gồm:

• Phối hợp với điện mặt trời và hệ thống phát điện nhiệt dư (WHR) để điều hòa công suất.

• Hạn chế mua điện vào khung giờ cao điểm.

• Cắt đỉnh phụ tải khi khởi động máy nghiền, quạt lớn hoặc các cụm thiết bị.

• Duy trì điện cho DCS, phòng điều khiển, hệ thống dầu bôi trơn, quạt làm mát và thiết bị an toàn khi mất điện…

• Giảm dao động công suất và hỗ trợ quản lý năng lượng theo ISO 50001.

• Giảm phát thải gián tiếp nếu pin được sạc từ nguồn điện tái tạo hoặc hệ thống phát điện nhiệt dư.

Tuy nhiên, BESS thường không kinh tế nếu dùng để cấp điện dự phòng cho toàn bộ dây chuyền lò trong thời gian dài, vì phụ tải nhà máy xi măng rất lớn. Phương án hợp lý hơn là ưu tiên cho các phụ tải thiết yếu và dùng bổ sung máy phát diesel cho các tình huống kéo dài.

Điều kiện để đầu tư có hiệu quả

Hiệu quả đầu tư BESS phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó có chênh lệch giá điện giữa giờ thấp điểm và cao điểm, đặc điểm biểu đồ phụ tải cũng như khả năng dư thừa của các nguồn điện tái tạo. Cụ thể, nhà máy cần xem xét:

• Chênh lệch giá điện giữa giờ thấp điểm và cao điểm.

• Biểu đồ phụ tải thực tế theo từng phút hoặc từng giờ.

• Công suất điện mặt trời/WHR đang bị dư hoặc phải cắt giảm.

• Số chu kỳ sạc - xả mỗi năm.

• Tuổi thọ pin và mức suy giảm dung lượng.

• Chi phí vốn, bảo trì, thay pin và bảo hiểm.

• Yêu cầu phòng cháy chữa cháy và vị trí lắp đặt.

• Cơ chế cho phép mua bán hoặc phát điện lên lưới.

Do đó, trước khi đầu tư, nhà máy cần thu thập ít nhất 12 tháng dữ liệu phụ tải với khoảng thời gian ghi nhận 15 - 30 phút, cùng với hóa đơn tiền điện và dữ liệu về chu kỳ biến động sản lượng điện tái tạo. Trên cơ sở đó, doanh nghiệp mới có thể xác định quy mô công suất MW, dung lượng MWh và xây dựng chiến lược vận hành phù hợp.

Nguồn tham khảo: VinEnergy.

Cem.Info (TH)