Gần đây, Tiến sĩ David Zhao, Phó Chủ tịch cấp cao của Sungrow, đã trình bày trong bài phát biểu mới nhất của mình 10 xu hướng công nghệ lớn trong ngành năng lượng mặt trời và lưu trữ, những xu hướng này sẽ thúc đẩy chuyển đổi năng lượng và đảm bảo phát triển kinh tế bền vững.
Dr. Zhao lưu ý rằng mặc dù các công trình lắp đặt PV đang mở rộng nhanh chóng trên toàn thế giới, cơ sở hạ tầng điện đang phát triển phải đối mặt với năm thách thức: an ninh chuỗi cung ứng, tiêu thụ năng lượng sạch, ổn định hệ thống điện, khả năng chống chịu với biến động tải và quản lý chi phí. Là một phần quan trọng trong việc giảm phát thải carbon của nguồn điện, ngành lưu trữ năng lượng đang trải qua giai đoạn tăng trưởng nhanh và mạnh mẽ.
Dựa trên hiểu biết sâu sắc về ngành, Tiến sĩ Zhao đã xác định mười xu hướng công nghệ quan trọng thiết yếu để thúc đẩy phát triển năng lượng mặt trời và lưu trữ.
1. Mật độ cao và hiệu suất cao
Với chi phí giảm và mức độ nội địa hóa gia tăng của các chất bán dẫn băng rộng thế hệ thứ ba, biến tần đang dần tích hợp các thiết bị cacbua silic (SiC) và nitrua galli (GaN). Được cải thiện nhờ các thuật toán điều khiển tiên tiến, sức mạnh xử lý gia tăng và các công nghệ đóng gói nhiệt mới, những thay đổi này sẽ tăng đáng kể mật độ công suất và hiệu suất của thiết bị. Sungrow đã đi tiên phong trong việc thương mại hóa các thiết bị SiC trong biến tần PV. Năm 2021, công ty giới thiệu biến tần chuỗi 1500V SG350HX, đánh dấu một bước đi tiên phong khi áp dụng các thiết bị SiC 2000V.
2. Phát triển các hệ thống điện áp cao và công suất lớn
Trong thập kỷ qua, công suất đơn vị của bộ biến tần đã trải qua một chu kỳ cải tiến lớn cứ sau 2-3 năm, điện áp DC đang hướng tới 2000V. Sungrow đã triển khai hệ thống điện mặt trời DC 2000V đầu tiên trên thế giới tại tỉnh Shaanxi của Trung Quốc, giảm chi phí Hệ thống cân bằng (BOS) hơn 0.04 nhân dân tệ (0.55 cent USD) trên mỗi watt so với hệ thống 1500V, thiết lập tiêu chuẩn mới cho ngành về giảm chi phí và nâng cao hiệu suất.
3. Hình thành lưới
Khi tỷ lệ thâm nhập năng lượng tái tạo tăng lên, các công nghệ hình thành lưới (grid-forming) trở nên thiết yếu để đảm bảo một hệ thống điện linh hoạt, đáng tin cậy và có khả năng phục hồi. Kể từ năm 2006, Sungrow đã đi đầu trong nghiên cứu công nghệ grid-forming, mài giũa các năng lực cốt lõi như hỗ trợ quán tính linh hoạt, triệt tiêu dao động tần số rộng, nâng cao khả năng chịu đựng điện áp cao/thấp liên tục (high/low voltage ride-through), thiết lập/điều chỉnh điện áp ở cấp microgiây, quản lý méo hài thích ứng, gỡ lỗi ngoại lưới nhanh, chuyển mượt mà giữa chế độ nối lưới và ngoại lưới, và công nghệ khởi động đen (black-start) cho các dự án quy mô gigawatt. Sungrow có nhiều thực tiễn grid-forming trên toàn cầu, cung cấp các giải pháp tùy chỉnh phù hợp với các điều kiện lưới khác nhau, đảm bảo an toàn và ổn định lưới điện trên toàn thế giới.
4. Số hóa và tăng cường AI
Số hóa và AI đang cách mạng hóa toàn bộ vòng đời của các nhà máy PV, nâng cao cả độ tin cậy lẫn hiệu quả vận hành. Sungrow đã sử dụng các kỹ thuật huấn luyện AI tiên tiến cho bộ biến tần để tạo ra một hệ thống quản lý pin tinh vi do AI điều khiển.
Hệ thống này liên tục theo dõi và phân tích nhiều thông số trạng thái của tế bào pin, chẳng hạn như nhiệt độ, dòng điện, điện áp và áp suất. Nhờ đó, nó cho phép đánh giá tình trạng theo thời gian thực, đưa ra cảnh báo sớm cho những tế bào có dấu hiệu vấn đề tiềm ẩn và ngăn chặn hiện tượng gia tăng nhiệt không kiểm soát (thermal runaway), cải thiện đáng kể độ an toàn và hiệu suất của các hệ thống PV.
5. Hệ thống an toàn và đáng tin cậy
TS. Zhao lưu ý rằng tuổi thọ thiết kế hệ thống 30 năm sẽ trở thành xu hướng và tiêu chuẩn mới cho các bộ biến tần tương lai. Ông đã nêu hơn một chục thiết kế và công nghệ tiên tiến là phần không thể thiếu cho an toàn và độ tin cậy hệ thống, bao gồm thiết kế mô-đun, cảnh báo lỗi chủ động đa tầng, phát hiện hồ quang và cơ chế ngắt.
Ngoài ra, Sungrow đã đầu tư vào hai thử nghiệm cháy thực tế quy mô lớn cho hệ thống lưu trữ năng lượng, mỗi thử nghiệm có chi phí hơn 10 triệu nhân dân tệ (khoảng 1,4 triệu USD), nhằm khẳng định độ an toàn của dòng hệ thống lưu trữ năng lượng làm mát bằng chất lỏng PowerTitan của mình. Các thử nghiệm này bảo vệ an toàn cho nhân sự, tài sản và hoạt động vận hành, đặt ra một tiêu chuẩn an toàn mới cho ngành lưu trữ năng lượng.
6. Đổi mới cấu trúc
Đổi mới cấu trúc mạch đóng vai trò then chốt trong việc nâng cao hiệu suất chuyển đổi công suất. Năm 2018, Sungrow dẫn đầu một dự án R&D lớn và phát triển bộ biến tần PV 6MW 35kV đầu tiên trên thế giới dựa trên Máy biến áp trạng thái rắn (SST). Bộ biến tần này đã thay thế máy biến áp truyền thống tần số thấp bằng máy biến áp tần số cao, đạt hiệu suất tối đa toàn hệ thống là 98.5%. Đây chỉ là một ví dụ cho thấy các cấu trúc mạch sáng tạo liên tục phát triển và được ứng dụng trong nhiều ứng dụng điện mặt trời và lưu trữ khác nhau.
7. Mô phỏng độ chính xác cao
Đối với các kịch bản toàn cầu và điều kiện lưới điện khác nhau, cần có khả năng mô phỏng và mô hình hóa ở cấp hệ thống để mô phỏng hiệu suất của các hệ thống điện mặt trời, gió và lưu trữ trong các quá trình nối lưới/ngoài lưới và trạng thái ổn định/chuyển tiếp. Khi các hệ thống mô phỏng phát triển, chúng sẽ ngày càng xấp xỉ điều kiện thực tế, rút ngắn đáng kể chu kỳ phát triển bộ biến tần và hệ thống điện trong khi giảm chi phí.
8. Nhà máy điện ảo
Nhà máy điện ảo (VPPs) tận dụng công nghệ Internet để tập hợp PV phân tán, hệ thống lưu trữ năng lượng và các tải thành một thực thể thống nhất để điều phối vào lưới. VPPs tối ưu hóa sử dụng năng lượng, thúc đẩy tiêu thụ năng lượng sạch, giảm tắc nghẽn lưới và giá âm, và cho phép điều khiển theo vùng cho các dịch vụ phụ trợ lưới, đảm bảo phản ứng nhanh và ổn định lưới. Điều này làm giảm đáng kể chi phí xây dựng và vận hành lưới. Bằng cách tận dụng giám sát theo thời gian thực và dự báo nhu cầu, VPPs có thể hướng dẫn người dùng tối ưu hóa tiêu thụ điện, qua đó nâng cao độ tin cậy nguồn cung.
9. Tích hợp Nguồn-Lưới-Tải-Lưu trữ-Cacbon
Tiến sĩ Zhao lần đầu tiên trong ngành đã đề xuất rằng quản lý tích hợp hệ thống nguồn-lưới-tải-lưu trữ-carbon có thể thúc đẩy tích hợp năng lượng sạch quy mô lớn, giảm việc cắt giảm công suất và đạt được các mục tiêu giảm phát thải carbon rõ ràng.
Ông dẫn chứng ví dụ Sungrow đang cung cấp các giải pháp tích hợp cho dự án lưới vi mô đa năng bổ trợ gió-PV-lưu trữ-hydro lớn nhất thế giới có công suất 2.2GW tại Ả Rập Xê-út. Ông còn nhận xét rằng năm 2025 sẽ đánh dấu sự khởi đầu của các công viên không phát thải carbon, với việc tích hợp nguồn-lưới-tải-lưu trữ-carbon trở thành giải pháp được ưu tiên.
10. Hydro xanh, Amoniac và Metanol
Nhu cầu toàn cầu về hydro xanh đang tăng vọt, và điện phân dựa trên năng lượng tái tạo đại diện cho một lộ trình quan trọng trong tương lai. Hơn nữa, amoniac và metanol ngày càng trở nên phổ biến do việc lưu trữ và vận chuyển dễ dàng của chúng. Việc tách rời sản xuất điện khỏi các hệ thống sản xuất hydro cho phép sản xuất hydro từ xa thông qua truyền tải điện.
Các bộ chỉnh lưu sản xuất hydro, được thiết kế với khả năng đáp ứng động nhanh, có khả năng xử lý biến động công suất vốn có của các nguồn năng lượng tái tạo. Những đặc điểm này khiến chúng phù hợp để sử dụng trong các cơ sở sản xuất hydro tái tạo quy mô lớn và các trạm sản xuất hydro trung tâm.
«Sungrow tích hợp đổi mới công nghệ vào DNA của chúng tôi. Chúng tôi cam kết giải quyết những khó khăn và theo đuổi một tương lai bền vững dài hạn cùng các đối tác và đồng nghiệp trong ngành», kết luận Tiến sĩ Zhao.
Về Sungrow
Sungrow, một công ty dẫn đầu toàn cầu về công nghệ năng lượng tái tạo, đã tiên phong trong các giải pháp năng lượng bền vững hơn 28 năm. Tính đến tháng 12 năm 2024, Sungrow đã lắp đặt 740 GW bộ biến đổi điện tử công suất trên toàn thế giới. Công ty được công nhận là số 1 thế giới về xuất xưởng biến tần PV (S&P Global Commodity Insights) và là công ty lưu trữ năng lượng được các ngân hàng đánh giá cao nhất trên thế giới (BloombergNEF). Những đổi mới của công ty cung cấp năng lượng cho các dự án năng lượng sạch tại hơn 180 quốc gia, được hỗ trợ bởi mạng lưới 520 cơ sở dịch vụ đảm bảo trải nghiệm khách hàng xuất sắc. Tại Sungrow, chúng tôi cam kết kết nối tới một tương lai bền vững thông qua công nghệ tiên tiến và dịch vụ vô song. Để biết thêm thông tin, vui lòng truy cập: www.sungrowpower.com.
