Hệ thống lưu trữ năng lượng pin di động lưu trữ điện trong một thiết bị nhỏ gọn, có thể di chuyển và cung cấp điện qua các đầu ra AC, DC hoặc USB khi không có nguồn điện lưới. Nó lấp đầy khoảng cách thực tế giữa các bộ nguồn nhỏ và được lắp đặt cố địnhhệ thống lưu trữ năng lượng dân cư-cung cấp nhiều công suất và tính linh hoạt hơn bộ sạc điện thoại mà không cần dây dẫn, giấy phép hoặc chi phí cho pin cố định tại nhà.
Danh mục sản phẩm đã phát triển nhanh chóng và nhiều người mua đã mua nhầm sản phẩm. Một số chi tiêu quá mức cho năng lực mà họ không bao giờ sử dụng; những người khác phát hiện ra quá muộn rằng hệ thống của họ không thể khởi động tủ lạnh hoặc sạc lại đủ nhanh giữa các lần mất điện. Hướng dẫn này đề cập đến cách hoạt động của hệ thống lưu trữ năng lượng pin di động, loại nào phù hợp với tình huống nào và cách đánh giá hệ thống trước khi mua.
Hệ thống lưu trữ năng lượng pin di động là gì?
Hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin di động là một thiết bị độc lập có-bộ pin tích hợp, bộ biến tần, bộ điều khiển sạc và nhiều cổng đầu ra. Bạn sạc nó từ tường, tấm pin mặt trời, ổ cắm trên xe hoặc nguồn tương thích khác. Năng lượng được lưu trữ sau đó sẽ được chuyển đổi và phân phối đến thiết bị của bạn theo yêu cầu.
Nếu bạn đã thấy thuật ngữ "trạm điện di động" trong danh sách bán lẻ thì về cơ bản nó đề cập đến cùng một sản phẩm. Nhà máy điện di động là nhãn hiệu phổ biến hơn của người tiêu dùng, trong khi hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin di động xuất hiện thường xuyên hơn trong các cuộc thảo luận về kỹ thuật, B2B và rộng hơn trong ngành năng lượng. Hướng dẫn này sử dụng cả hai thuật ngữ vì người mua tìm kiếm cả hai thuật ngữ tùy thuộc vào lý lịch của họ. Để hiểu cốt lõicác thành phần của hệ thống lưu trữ năng lượng pin-bao gồm hệ thống quản lý pin, biến tần và bộ điều khiển nhiệt độ-giúp biết cách các bộ phận này hoạt động cùng nhau ở mọi quy mô.
Khi nào hệ thống lưu trữ năng lượng pin di động có ý nghĩa?
Hệ thống di động hoạt động tốt nhất khi bạn cần nguồn điện tạm thời, linh hoạt mà không cần lắp đặt cố định. Dưới đây là các kịch bản cốt lõi nơi nó kiếm được giá trị của nó.
Sao lưu tại nhà khi mất điện
Đối với người thuê căn hộ, người thuê nhà không thể sửa đổi bảng điện hoặc chủ nhà muốn có một bản sao lưu đơn giản mà không cần thuê thợ điện, hệ thống pin di động giúp duy trì hoạt động của các thiết bị thiết yếu trong thời gian mất điện: bộ định tuyến Wi-Fi, đèn LED, sạc điện thoại và máy tính xách tay, máy CPAP hoặc tủ lạnh máy nén 12 V nhỏ.
Hãy xem trường hợp một người thuê nhà đang chuẩn bị cho những đợt-mất mùa bão. Ưu tiên của họ là giao tiếp, ánh sáng và giữ mát thuốc. Một hệ thống trong phạm vi 500–1.000 Wh với bộ biến tần liên tục 500 W sẽ hoạt động trong khoảng 6–10 giờ. Ưu điểm chính so với máy phát điện: nó chạy trong nhà với lượng khí thải bằng 0, tiếng ồn bằng 0 và không cần lưu trữ nhiên liệu.
Điều mà hệ thống di động không thể làm tốt là sao lưu toàn bộ ngôi nhà. Điều hòa không khí trung tâm, lò nướng điện và máy bơm lớn tiêu thụ nhiều điện năng hơn hầu hết các thiết bị di động cung cấp. Để sao lưu toàn bộ mạch điện bằng tính năng tự động chuyển đổi, hệ thống pin cố định tại nhà là giải pháp thích hợp hơn.
Cắm trại, RV và Ngoại tuyến-Du lịch theo lưới
Thiết bị sạc, đèn LED chạy và tủ lạnh di động, cấp nguồn cho bếp điện nhỏ-tất cả đều không có tiếng ồn của máy phát điện hoặc xử lý nhiên liệu. Đối với người dùng RV, tính linh hoạt trong việc nạp tiền thường quan trọng hơn dung lượng thô. Một thiết bị chấp nhận cả nguồn điện trên bờ và các tấm pin mặt trời có thể gập lại cho phép bạn nạp năng lượng vào ban ngày và chạy tải suốt buổi tối. Ghép nối hệ thống di động vớithiết lập lưu trữ năng lượng pin mặt trờikéo dài đáng kể-thời gian chạy lưới.
Công việc ngoài trời, sự kiện và hoạt động di động
Nhóm hiện trường, người sáng tạo nội dung, nhà cung cấp-thị trường tạm thời và nhóm sự kiện di động sử dụng hệ thống pin di động để chạy màn hình, dụng cụ điện, hệ thống PA, giàn chiếu sáng và trạm sạc. Đối với những người dùng này, tính đa dạng của cổng đầu ra và khả năng sạc nhanh giữa các ca quan trọng hơn công suất tiêu đề-đặc biệt là khi thiết bị quay trở lại phương tiện để sạc qua đêm.
Chuẩn bị khẩn cấp và sao lưu thiết bị y tế
Một số người mua chọn hệ thống pin di động làm công cụ phục hồi: giữ cho các thiết bị liên lạc luôn trực tuyến, cấp nguồn cho hệ thống chiếu sáng khẩn cấp hoặc sao lưu các thiết bị quan trọng về mặt y tế trong giới hạn nguồn điện được hỗ trợ. Nếu bạn phụ thuộc vào một thiết bị y tế, hãy luôn kiểm tra các yêu cầu về nguồn điện của thiết bị đó dựa trên loại dạng sóng và đầu ra liên tục của hệ thống (thường yêu cầu sóng hình sin thuần túy). Tham khảo hướng dẫn của nhà sản xuất thiết bị để biết các đề xuất về nguồn điện dự phòng và coi pin di động như một lớp trong kế hoạch dự phòng của bạn chứ không phải là lớp duy nhất.
Cách chọn đúng loại và kích cỡ
Không phải mọi hệ thống pin di động đều nhắm đến cùng một trường hợp sử dụng. Sự lựa chọn đúng đắn phụ thuộc vào những gì bạn cần cấp nguồn, trong bao lâu và trong cài đặt nào. Dưới đây là một khuôn khổ thực tế chuyển từ xác định danh mục quy mô của bạn sang tính toán chính xác nhu cầu năng lực.
Loại kích thước và ứng dụng điển hình
Đơn vị nhỏ (dưới 500 Wh)tốt nhất cho điện thoại, máy tính bảng, máy ảnh, máy bay không người lái, máy tính xách tay, bộ định tuyến và đèn LED. Nhỏ gọn và thường dưới 7 kg, chúng không được thiết kế cho các thiết bị gia dụng hoặc bất kỳ thiết bị nào có động cơ máy nén.
Hệ thống cỡ trung-(500 Wh–2 kWh)xử lý máy tính xách tay, tủ lạnh di động, một số TV, bộ định tuyến và đèn chiếu sáng khi mất điện và sử dụng RV vừa phải. Nếu bạn muốn một thiết bị duy nhất để dự phòng cho cả gia đình và du lịch cuối tuần thì đây là dòng sản phẩm nên bắt đầu.
Hệ thống di động lớn hơn (2 kWh trở lên)phục vụ các hoạt động tại hiện trường, phòng khám di động, thiết lập sự kiện lớn hơn và tải trọng công cụ nặng hơn. Ở quy mô này, ranh giới giữa nhà máy điện di động tiêu dùng vàhệ thống lưu trữ năng lượng pin di độngbắt đầu mờ đi. Bánh xe, cổng mở rộng mô-đun và hậu cần sạc đều trở nên quan trọng. Một số hệ thống di động cấp-chuyên nghiệp vượt quá 100 kWh và được gắn trên xe kéo-.
Tính toán nhu cầu năng lượng thực tế của bạn
Dung lượng pin được đo bằng watt{0}}giờ (Wh) hoặc kilowatt{1}}giờ (kWh). Một kWh bằng 1.000 Wh. Để hiểu sự khác biệt giữa sức mạnh và năng lượng trong điều kiện thực tế, hãy xem điều nàygiải thích về kW và kWh.
Đây là tham chiếu kích thước chung theo kịch bản:
Chỉ sạc điện thoại và laptop:200–400 Wh
Cắm trại (đèn, thiết bị, quạt nhỏ):500–800 Wh
Dự phòng mất điện tại nhà (bộ định tuyến, đèn, điện thoại, máy tính xách tay, CPAP):800–1.500 Wh
RV cuối tuần (tủ lạnh, đèn, thiết bị, quạt, TV):1.000–2.000 Wh
Mở rộng-công việc ngoài lưới hoặc hiện trường:2.000Wh+
Hoạt động di động chuyên nghiệp:5.000 Wh+ hoặc hệ thống mô-đun
Tại sao đầu ra biến tần lại quan trọng như kích thước pin
Công suất cho bạn biết lượng năng lượng được lưu trữ. Tuy nhiên, nếu xếp hạng đầu ra liên tục của biến tần quá thấp thì hệ thống không thể cung cấp đủ năng lượng tức thời để chạy thiết bị của bạn-ngay cả khi pin đầy. Pin 2.000 Wh có biến tần 300 W không thể chạy được thiết bị 400 W.
Hãy chú ý đến hai mức xếp hạng: đầu ra liên tục (watt mà biến tần có thể duy trì) và đầu ra đột biến (đỉnh-ngắn hạn đối với tải khởi động). Tủ lạnh, máy bơm, dụng cụ điện và một số máy nén tiêu tốn 2–3× công suất hoạt động trong quá trình khởi động. Nếu mức tăng đột biến của hệ thống của bạn không bao gồm mức tăng đột biến đó, thiết bị sẽ tắt hoặc không khởi động được thiết bị. Luôn kiểm tra cả hai xếp hạng đối với tải nặng nhất của bạn trước khi mua.
Cổng đầu ra và nguồn nạp tiền
Xác minh rằng thiết bị cung cấp sự kết hợp phù hợp giữa các ổ cắm AC, USB-A, USB-C (có đủ công suất PD cho máy tính xách tay), đầu ra 12 V DC và cổng ổ cắm trên ô tô. Nếu bạn cần chạy đồng thời tủ lạnh và CPAP qua AC thì một-ổ cắm duy nhất sẽ có vấn đề bất kể công suất của nó là bao nhiêu.
Điều quan trọng không kém là hệ thống sạc lại như thế nào và nhanh như thế nào. Để sao lưu tại nhà, việc sạc nhanh trên tường (dưới 2 giờ đến 80%) là vấn đề quan trọng nhất trong các sự kiện ngừng hoạt động nhiều ngày. Để cắm trại và sử dụng-không có lưới điện, công suất đầu vào năng lượng mặt trời và khả năng tương thích của tấm pin là yếu tố then chốt. Đối với công việc di động, việc sạc xe sẽ giúp thiết bị luôn được sạc đầy giữa các ca. Hệ thống mất 10+ giờ để sạc lại có thể được chấp nhận khi hiếm khi sử dụng nhưng sẽ tạo ra tắc nghẽn thực sự khi có nhu cầu lặp lại.
Các tính năng chính cần đánh giá trước khi mua
Hóa học pin: Tại sao LiFePO4 lại trở thành tiêu chuẩn
Hầu hết các hệ thống pin di động tầm trung và cao cấp hiện nay đều sử dụng pin lithium iron phosphate (LiFePO4 hoặc LFP). So với các hóa chất ion lithium- khác như NMC (niken mangan coban), LFP mang lại độ ổn định nhiệt cao hơn, vòng đời dài hơn và nguy cơ thoát nhiệt thấp hơn. Sự đánh đổi-là mật độ năng lượng thấp hơn-Các đơn vị LFP có xu hướng nặng hơn cho cùng một công suất.
Theo số liệu tổng hợp trongMục Wikipedia về pin LiFePO4(trích dẫn nhiều nguồn-được đánh giá ngang hàng và báo cáo của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ năm 2020), vòng đời của LFP dao động từ 2.500 đến hơn 9.000 chu kỳ tùy thuộc vào điều kiện và tế bào LFP được dự đoán sẽ có tuổi thọ dài hơn khoảng 67% so với tế bào NMC trong các ứng dụng lưu trữ quy mô lớn-. Để so sánh sâu hơn vềcác loại pin khác nhau được sử dụng trong lưu trữ năng lượng, cần hiểu rõ sự cân bằng-cụ thể của từng loại hóa chất.
Nếu bạn dự định sử dụng hệ thống thường xuyên-đạp xe hàng ngày để sống-không có lưới điện, sử dụng công việc thường xuyên-hoặc dự phòng mất điện định kỳ-hóa học LFP đáng được ưu tiên. Đối với những trường hợp chỉ sử dụng trong trường hợp khẩn cấp-thỉnh thoảng, sự khác biệt về mặt hóa học ít quan trọng hơn, nhưng LFP vẫn mang lại mức độ an toàn và tuổi thọ cao đáng kể.
Hệ thống an toàn và chứng nhận
Hệ thống lưu trữ năng lượng pin di động đáng tin cậy phải bao gồm hệ thống quản lý pin (BMS) giám sát điện áp, nhiệt độ và dòng điện của pin, cùng với các biện pháp bảo vệ chống sạc quá mức,{0}}xả quá mức, đoản mạch và quá nhiệt.
Đối với-chứng nhận của bên thứ ba, tiêu chuẩn chính cho bộ nguồn di động ở Bắc Mỹ làUL 2743, bao gồm toàn bộ hệ thống-pin, thiết bị điện tử, hệ thống dây điện và vỏ bọc-thông qua thử nghiệm về điện, cơ và tính dễ cháy. Đối với các hệ thống lưu trữ năng lượng cố định lớn hơn, áp dụng UL 9540. Các sản phẩm được vận chuyển quốc tế cũng có thể mang dấu CE (Châu Âu) hoặc tuân thủ UN 38.3 về an toàn vận chuyển pin lithium. Nếu người bán không thể nêu rõ sản phẩm của họ có chứng nhận gì thì đó là một dấu hiệu cảnh báo có ý nghĩa.
Trọng lượng, tính di động và khả năng sử dụng hàng ngày
Một thiết bị đủ tiêu chuẩn về mặt kỹ thuật là di động nhưng nặng 30 kg không có bánh xe là không thực tế đối với những ai cần di chuyển nó thường xuyên. Ngoài trọng lượng, hãy kiểm tra công thái học của tay cầm, chất lượng bánh xe (nếu có), khả năng đọc của màn hình dưới ánh sáng mặt trời trực tiếp, quản lý cáp và diện tích cất giữ. Những chi tiết này hiếm khi xuất hiện trong biểu đồ so sánh nhưng ảnh hưởng mạnh mẽ đến mức độ hài lòng hàng ngày.
Tùy chọn mở rộng và giám sát ứng dụng
Một số người dùng muốn thao tác cắm-và-chạy đơn giản. Những người khác được hưởng lợi từ khả năng kiểm soát ứng dụng dành cho thiết bị di động với-trạng thái thời gian thực-của-giám sát sạc, theo dõi đầu vào/đầu ra, tắt máy từ xa và cập nhật chương trình cơ sở. Nếu bạn dự kiến hệ thống của mình sẽ phát triển theo thời gian, hãy kiểm tra xem thiết bị có hỗ trợ pin mở rộng giúp tăng thêm dung lượng mà không cần thay thế bộ phận cơ sở hay không.
Hệ thống pin di động so với pin gia đình và máy phát điện
Ba loại này giải quyết các vấn đề khác nhau. Chọn sai thường có nghĩa là chi tiêu quá mức hoặc hoạt động kém hiệu quả.
Hệ thống lưu trữ năng lượng pin di động- Không cần cài đặt. Di chuyển cùng bạn. Phù hợp nhất cho-sao lưu thiết bị, cắm trại, RV, công việc ngoài trời và sử dụng tạm thời ngoài{4}}mạng lưới. Bị giới hạn bởi dung lượng pin và đầu ra biến tần. Im lặng,-không phát thải, trong nhà-an toàn.
Hệ thống pin gia đình- Được lắp đặt cố định và nối dây vào bảng điện của bạn để tự động chuyển đổi khi mất điện. Tích hợp với năng lượng mặt trời trên mái nhà. Hỗ trợ sao lưu mạch rộng hơn và đạp xe hàng ngày cao hơn. Chi phí trả trước cao hơn và yêu cầu lắp đặt chuyên nghiệp. Để có cái nhìn chi tiết về sự khác biệt của các hệ thống cố định, hãy xem hướng dẫn này vềBESS thực sự có ý nghĩa gì ngoài một cục pin lớn.
Máy phát điện (dựa trên nhiên liệu)- Thời gian chạy dài khi phải nạp nhiên liệu. Hỗ trợ tải nặng hơn. Hoạt động ở vùng sâu vùng xa mà không cần bất kỳ cơ sở hạ tầng sạc nào. Tuy nhiên, máy phát điện tạo ra khí carbon monoxide, chỉ yêu cầu hoạt động ngoài trời-cách bất kỳ công trình kiến trúc nào ít nhất 20 feet, cần lưu trữ nhiên liệu, tạo ra tiếng ồn đáng kể và yêu cầu bảo trì thường xuyên. cácỦy ban An toàn Sản phẩm Tiêu dùng Hoa Kỳ cảnh báorằng máy phát điện di động là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây ra-các trường hợp tử vong do ngộ độc CO không do hỏa hoạn, khiến việc sử dụng không gian-trong nhà hoặc khép kín trở nên cực kỳ nguy hiểm.
Đối với hầu hết người dùng muốn sao lưu yên tĩnh, sạch sẽ cho những thứ cần thiết, hệ thống pin di động là sự lựa chọn an toàn và thiết thực hơn. Máy phát điện vẫn phù hợp với các trường hợp tải nặng-nặng kéo dài ở những địa điểm xa nơi việc sạc lại pin là không thực tế. Và nếu nhu cầu của bạn mở rộng sang-sao lưu toàn bộ ngôi nhà hoặc tích hợp năng lượng mặt trời sâu hơn, pin gia đình được lắp đặt cố định-hoặc cho các ứng dụng thương mại và công nghiệp,Hệ thống pin xếp chồng LFP-là khoản đầu tư dài hạn{1}}thông minh hơn.
Câu hỏi thường gặp
Hệ thống lưu trữ năng lượng pin di động có thể cấp nguồn cho máy CPAP không?
Hầu hết các máy CPAP tiêu thụ 30–60 W nếu không có máy tạo độ ẩm có sưởi (50–100 W với một máy). Hệ thống 500 Wh thường có thể cung cấp năng lượng cho CPAP tiêu chuẩn trong một đêm. Xác minh rằng thiết bị tạo ra sóng hình sin thuần túy-một số máy CPAP không hoạt động chính xác trên bộ biến tần sóng hình sin đã sửa đổi. Luôn tham khảo tài liệu của nhà sản xuất CPAP để biết thông số kỹ thuật nguồn điện dự phòng.
Tôi có thể sạc hệ thống pin di động bằng tấm pin mặt trời không?
Có, hầu hết các hệ thống tầm trung và cao cấp đều chấp nhận đầu vào năng lượng mặt trời thông qua bộ điều khiển sạc MPPT hoặcPWM. Tốc độ sạc lại phụ thuộc vào mức đầu vào năng lượng mặt trời tối đa của hệ thống và công suất của bảng điều khiển được kết nối. Một tấm nền 200 W dưới ánh nắng tốt có thể bổ sung khoảng 150–170 Wh mỗi giờ cho một hệ thống tương thích. Để kéo dài thời gian sử dụng-ngoài lưới điện, việc sạc lại bằng năng lượng mặt trời là một trong những chiến lược thiết thực nhất để kéo dài thời gian hoạt động hiệu quả.
Hệ thống pin di động có tuổi thọ bao nhiêu năm?
Với hóa chất LiFePO4 và mức sử dụng vừa phải (đạp xe hàng ngày ở độ sâu xả 80%), hầu hết các thiết bị chất lượng đều được đánh giá cho 2.500–6.000 chu kỳ trước khi công suất giảm xuống 80% so với ban đầu. Đối với người dùng đạp xe một lần mỗi ngày, thời gian đó tương đương với khoảng 7–16 năm. Người mua-sử dụng không thường xuyên (sao lưu khẩn cấp vài lần mỗi năm) có thể mong đợi thiết bị này vẫn hoạt động trong hơn một thập kỷ nếu được bảo quản thích hợp.
Sự khác biệt giữa đầu ra liên tục và đầu ra đột biến là gì?
Đầu ra liên tục là nguồn điện duy trì mà biến tần có thể cung cấp vô thời hạn-nó xác định những gì hệ thống có thể chạy trong quá trình hoạt động bình thường. Đầu ra đột biến là đỉnh ngắn (thường là 1–3 giây) để xử lý các xung khởi động từ động cơ và máy nén. Một thiết bị được định mức ở mức 1.500 W liên tục / mức tăng đột biến 3.000 W có thể chạy ổn định thiết bị 1.200 W và xử lý mức tăng đột biến khi khởi động của tủ lạnh, nhưng nó không thể duy trì mức 2.500 W liên tục.
Hệ thống có hoạt động trong khi sạc không?
Hầu hết các hệ thống pin di động hiện đại đều hỗ trợ sạc xuyên qua, nghĩa là bạn có thể lấy điện từ đầu ra trong khi thiết bị đang được sạc từ tường, năng lượng mặt trời hoặc xe cộ. Tuy nhiên, đầu vào và đầu ra có mức xả cao-đồng thời có thể tạo ra nhiều nhiệt hơn và giảm hiệu suất sạc. Kiểm tra thông số kỹ thuật của nhà sản xuất để biết bất kỳ hạn chế nào đối với việc sử dụng-chuyển tiếp.
Khuyến nghị cuối cùng
Hệ thống lưu trữ năng lượng pin di động phù hợp không phải là hệ thống có số lượng lớn nhất trên hộp. Đó là nơi công suất bao gồm số watt-giờ thực tế hàng ngày của bạn, bộ biến tần xử lý thiết bị nặng nhất của bạn, các cổng phù hợp với thiết lập của bạn và phương pháp sạc lại phù hợp với thói quen của bạn. Bắt đầu với danh sách thiết bị thực và ước tính mức sử dụng thực. Bước duy nhất đó sẽ loại bỏ hầu hết các lỗi mua hàng trước khi chúng xảy ra.