Kích cỡ pin gia đình nào phù hợp với gia đình 4 người?

Pin gia đình là gì và cách thức hoạt động ra sao?

Một hệ thống pin gia đình lưu trữ điện để sử dụng sau này—thường sử dụng công nghệ lithium-ion, loại hóa chất đã được kiểm chứng giống như trong các phương tiện điện (EV). Hệ thống này sạc điện từ các tấm pin mặt trời hoặc lưới điện, sau đó xả điện trong thời gian mất điện hoặc vào các thời điểm nhu cầu cao, giá thành đắt đỏ. Các thành phần chính bao gồm:

• Pin Cell , lưu trữ điện một chiều (DC)
• Biến tần , chuyển đổi điện một chiều (DC) sang điện xoay chiều (AC) để dùng cho các thiết bị điện trong nhà
• Hệ thống quản lý pin (BMS) , giám sát hiệu suất, nhiệt độ và an toàn
• Phần mềm quản lý năng lượng , tối ưu hóa việc sử dụng thông qua ứng dụng di động trực quan

Các tấm pin mặt trời hoạt động hiệu quả nhất khi được kết nối với pin vì toàn bộ năng lượng dư thừa phát sinh trong những ngày nắng sẽ được lưu trữ để sử dụng vào ban đêm hoặc những ngày nhiều mây u ám, khi không có ánh nắng mặt trời. Tuy nhiên, các hệ thống pin độc lập lại vận hành theo cách khác. Về cơ bản, chúng lấy điện từ lưới điện vào ban đêm—khi giá điện giảm đáng kể—rồi giải phóng lượng điện đã tích trữ này trở lại vào ban ngày, khi hầu hết mọi người đều đang sử dụng điều hòa không khí và đèn chiếu sáng, dẫn đến mức giá điện cao hơn cho các dịch vụ công cộng. Điều thực sự nổi bật ở các mẫu mới này là khả năng khởi động tức thì trong trường hợp mất điện. Phần lớn các hệ thống sẽ bắt đầu hoạt động trở lại gần như ngay lập tức sau khi xảy ra sự cố, nhanh hơn rất nhiều so với các máy phát điện chạy xăng truyền thống. Hơn nữa, chúng vận hành hoàn toàn êm ái và không thải ra bất kỳ chất ô nhiễm nào. Khi được kết nối với các thiết bị nhà thông minh như bộ điều khiển nhiệt độ (thermostat) và máy giặt, chủ nhà thực tế có thể lên lịch thời điểm hoạt động cụ thể cho từng thiết bị điện dựa trên tính hiệu quả về chi phí. Theo một nghiên cứu gần đây được công bố năm ngoái bởi nhiều công ty cung cấp điện tại các tiểu bang khác nhau, một số người dùng báo cáo mức tiết kiệm điện hàng năm dao động từ 20% đến 40%.

Lợi Ích Chính Của Việc Lắp Đặt Pin Lưu Trữ Tại Nhà

Độ Bền Vững Năng Lượng Trong Trường Hợp Mất Điện Lưới

Các bộ pin tại nhà cung cấp nguồn điện dự phòng gần như tức thì trong các sự cố mất điện, duy trì hoạt động của các thiết bị thiết yếu—bao gồm tủ lạnh, thiết bị y tế, đèn chiếu sáng và hệ thống liên lạc—mà không cần can thiệp thủ công. Khác với máy phát điện sử dụng nhiên liệu, chúng hoạt động im lặng, loại bỏ nguy cơ hư hỏng thực phẩm trong các đợt mất điện kéo dài và không yêu cầu bảo trì hay tiếp nhiên liệu. Chuyển đổi tự động đảm bảo vận hành liên tục, liền mạch cho các hệ thống an toàn quan trọng.

Tối Ưu Hóa Việc Tự Tiêu Thụ Năng Lượng Mặt Trời Và Giảm Hóa Đơn Tiền Điện

Việc lưu trữ năng lượng mặt trời dư thừa thay vì đưa ngược trở lại lưới điện sẽ tăng khả năng tự tiêu thụ lên khoảng một nửa đến bốn phần năm, đồng nghĩa với việc người dùng ít phụ thuộc hơn vào các nguồn điện bên ngoài. Khi kết hợp cách tiếp cận này với các gói giá điện theo thời gian mà nhiều công ty cung cấp điện đang áp dụng hiện nay, các hộ gia đình cũng có thể tiết kiệm đáng kể chi phí. Bằng cách xả năng lượng đã lưu trữ trong những giờ cao điểm khi giá điện tăng mạnh (đôi khi cao hơn 40% hoặc thậm chí 60% so với mức bình thường), các gia đình có thể giảm hóa đơn tiền điện hàng năm từ vài trăm đô la cho đến gần hai nghìn đô la. Tất nhiên, mức tiết kiệm thực tế sẽ khác nhau tùy theo khu vực sinh sống và lượng điện tiêu thụ trung bình hàng tháng.

Hỗ trợ ổn định lưới điện và tối ưu hóa theo khung giá điện thời gian sử dụng

Khi các hệ thống pin gia đình kết hợp với nhau trong chương trình được gọi là Nhà máy Điện Ảo, chúng giúp giảm áp lực cho lưới điện khi nhu cầu sử dụng điện ở mức cao nhất. Những cụm pin kết hợp này thực tế thay thế nhu cầu về các nhà máy nhiên liệu hóa thạch cũ vốn hoạt động trong những thời điểm đỉnh điểm. Kết quả? Lượng khí thải carbon trong khu vực giảm xuống và người tham gia nhận được một khoản tiền thưởng. Và còn một lợi ích khác nữa: sạc thông minh diễn ra khi có nguồn năng lượng mặt trời hoặc gió dư thừa. Việc sắp xếp thời gian này giúp cân bằng tổng thể nguồn cung năng lượng trên các mạng lưới của các công ty điện lực khác nhau.

Các lựa chọn pin lưu trữ gia đình hàng đầu hiện có trên thị trường

Công nghệ lithium-ion chiếm ưu thế trên 95% các lắp đặt dân dụng mới nhờ mật độ năng lượng vượt trội, tuổi thọ chu kỳ cao và chi phí ngày càng giảm (Illinois Renew, 2023). Việc lựa chọn hệ thống phù hợp phụ thuộc vào dung lượng, tính linh hoạt tích hợp, khả năng mở rộng và hỗ trợ dài hạn.

Tesla Powerwall 3 so với Generac PWRcell: Dung lượng và Tích hợp

Tesla Powerwall 3 đi kèm khoảng 13,5 kWh dung lượng lưu trữ sử dụng được và tích hợp bộ biến tần năng lượng mặt trời bên trong, thực hiện quá trình chuyển đổi từ DC sang AC ngay trong một thiết bị đồng thời cung cấp nguồn điện dự phòng cho cả ngôi nhà. Thiết kế thanh lịch giúp sản phẩm trở nên lý tưởng đối với những người đang lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời mới vì giảm bớt các thủ tục giấy tờ trong quá trình lắp đặt. Mặt khác, PWRcell của Generac áp dụng cách tiếp cận khác với cấu hình mô-đun và có thể hoạt động ngay lập tức cùng với các máy phát điện đã được lắp sẵn tại nhà. Chủ nhà có thể bắt đầu với quy mô nhỏ và dần dần bổ sung thêm các đơn vị khi cần thiết. Hệ thống này tương thích tốt với bất kỳ thiết bị dự phòng nào đã có sẵn, điều này giải thích vì sao nhiều người chọn nó khi nâng cấp các hệ thống cũ thay vì bắt đầu từ đầu.

LG Energy Solution RESU và Enphase IQ Battery: Khả năng mở rộng và Bảo hành

Dòng pin LG RESU đi kèm các mô-đun pin có thể xếp chồng với dung lượng từ 10 đến 18 kWh mỗi cái, được bảo hành chắc chắn trong 15 năm – một điểm nổi bật trên thị trường. Các thiết bị này có thể mở rộng dễ dàng thông qua việc lắp đặt cắm và chạy, giúp người dùng lựa chọn dung lượng phù hợp hiện tại đồng thời để lại khả năng mở rộng về sau. Mặt khác, pin Enphase IQ cho phép khách hàng tăng dần công suất lưu trữ theo từng bước nhỏ là 3,36 kWh mỗi lần, rất phù hợp với những người muốn nâng cấp từ từ mà không phải chi một khoản lớn ngay lập tức. Cả hai hệ thống đều cung cấp tính năng giám sát từ xa và quản lý năng lượng thông minh, nhưng cũng có một số khác biệt chính đáng chú ý. LG tự hào về tốc độ lắp đặt nhanh chóng của các mô-đun này, đôi khi chỉ mất khoảng mười phút cho mỗi đơn vị. Trong khi đó, Enphase tận dụng mạng lưới microinverter hiện có để tinh chỉnh hiệu suất của toàn bộ hệ thống xuống từng thành phần riêng lẻ.

Các Yếu Tố Quan Trọng Cần Cân Nhắc Trước Khi Mua Pin Lưu Trữ Cho Gia Đình

Tính Toán Quy Mô Hệ Thống Dựa Trên Mức Sử Dụng Năng Lượng Và Sản Lượng Điện Mặt Trời

Việc lựa chọn đúng kích cỡ cho hệ thống lưu trữ năng lượng mặt trời bắt đầu bằng việc xem xét hai con số chính: mức tiêu thụ điện trung bình hằng ngày của ngôi nhà và lượng điện thực tế mà các tấm pin mặt trời sản xuất ra. Hãy xem kỹ hóa đơn tiền điện trong khoảng một năm trở lại đây để xác định mức sử dụng thông thường — hầu hết các hộ gia đình tại Mỹ tiêu thụ khoảng từ 10 đến 15 kilowatt giờ mỗi ngày. Tiếp theo, kiểm tra bảng điều khiển giám sát hiệu suất của tấm pin mặt trời để thấy sự thay đổi sản lượng qua các mùa khác nhau. Khi tính đến tình huống mất điện, hãy tập trung vào việc duy trì hoạt động của những thiết bị thiết yếu — tủ lạnh, đèn chiếu sáng, kết nối internet, và có thể cả máy bơm nước ở tầng hầm — những thiết bị này thường cần khoảng 3 đến 5 kWh mỗi ngày. Pin lưu trữ lý tưởng nên có thể đáp ứng ít nhất một ngày, tốt hơn là hai ngày, cho các nhu cầu thiết yếu này. Nếu chọn pin quá nhỏ, bạn sẽ phải phụ thuộc lại vào lưới điện sớm hơn dự kiến; trong khi chọn quá lớn sẽ làm tăng chi phí ban đầu một cách không cần thiết và kéo dài thời gian hoàn vốn đầu tư.

Yêu cầu lắp đặt, các khoản khuyến khích và thời gian hoàn vốn

Việc lắp đặt hệ thống này cần có không gian phù hợp, ở bên trong hoặc bên ngoài, cùng với lưu thông không khí đầy đủ, các tủ điện tương thích, và phải được lắp đặt bởi người có chuyên môn. Đừng quên cả yếu tố tài chính nữa. Chính phủ liên bang cung cấp một khoản gọi là Tín dụng Đầu tư (Investment Tax Credit), sẽ chi trả 30 phần trăm toàn bộ chi phí lắp đặt, kể cả khi đó chỉ là pin lưu trữ. Và khoản tín dụng này sẽ không giới hạn mức tối đa cho đến năm 2032. Các tiểu bang cũng thỉnh thoảng có thêm các chương trình hỗ trợ riêng. Ví dụ như California, nơi có chương trình SGIP hoàn thêm tiền cho việc tự sản xuất điện năng. Thời gian hoàn vốn đầu tư là bao lâu? Hầu hết mọi người thu hồi vốn trong khoảng từ năm đến mười năm tùy vào nhiều yếu tố. Giá điện địa phương ảnh hưởng rất lớn, cũng như các quy định về đo đếm ròng (net metering) – nơi lượng điện dư thừa được ghi nhận trả lại vào tài khoản của bạn. Tình trạng mất điện thường xuyên thực ra có thể rút ngắn thời gian hoàn vốn, vì người dân sẽ phụ thuộc nhiều hơn vào hệ thống riêng trong các sự cố mất điện. Ngoài ra, việc lên lịch thông minh cho thiết bị hoạt động theo biểu giá điện theo khung giờ cũng tạo nên sự khác biệt. Không phải lúc nào việc hoàn vốn cũng chỉ phụ thuộc vào chi phí thiết bị ban đầu.

Tương lai của việc áp dụng pin lưu trữ tại gia và quản lý năng lượng thông minh

Việc áp dụng pin lưu trữ tại gia đang gia tăng mạnh mẽ, được thúc đẩy bởi mức giảm giá sâu—giá hệ thống pin lithium-ion đã giảm 40% kể từ năm 2021—và sự tích hợp chặt chẽ hơn với các nền tảng năng lượng thông minh. Các nhà phân tích ngành dự báo rằng số lượng hệ thống lưu trữ năng lượng dân dụng trên toàn cầu sẽ tăng gấp ba lần vào năm 2030. Sự tăng trưởng này được hỗ trợ bởi các giải pháp quản lý năng lượng thông minh và thích ứng hơn, bao gồm:

• Dự báo do AI điều khiển , điều chỉnh động chu kỳ sạc/xả dựa trên dự báo thời tiết, dữ liệu tiêu thụ lịch sử và tín hiệu lưới điện thời gian thực
• Điều phối thiết bị kết nối IoT , đồng bộ hóa các thiết bị gia dụng thông minh với thời điểm sản xuất điện mặt trời cao điểm và khả năng sẵn có của pin
• Tự động hóa theo khung giờ sử dụng , thực hiện tự động dịch chuyển tải một cách hoàn toàn nhằm tối đa hóa khoản tiết kiệm trên hóa đơn điện

Ngày nay, khả năng hỗ trợ lưới điện không còn chỉ là tính năng bổ sung nữa mà đã trở thành yếu tố được tích hợp sẵn trong hầu hết các hệ thống. Chúng xử lý các vấn đề như điều chỉnh tần số và dịch vụ phản hồi nhu cầu, có thể giúp các cơ sở tiết kiệm khoảng 740.000 USD mỗi năm do giảm thiểu tổn thất từ sự cố mất điện, theo nghiên cứu của Viện Ponemon thực hiện vào năm 2023. Thiết kế theo phương pháp mô-đun cũng rất hợp lý đối với hộ gia đình, vì họ có thể bắt đầu với một hệ thống khiêm tốn như dung lượng 5kWh và sau đó mở rộng hệ thống khi nhu cầu sử dụng năng lượng thay đổi theo thời gian. Điều thực sự thú vị là sự phát triển của các tiêu chuẩn sạc hai chiều mới. Trong tương lai gần, những bộ pin gia đình này sẽ không chỉ lưu trữ điện năng mà còn có thể cung cấp điện cho xe điện khi không có kết nối lưới. Sự phát triển này mở ra khả năng tạo ra các mạng vi mô (microgrids) bền vững ở cấp độ khu dân cư, đồng thời giúp việc tích hợp thêm nhiều nguồn năng lượng tái tạo vào đời sống hàng ngày trở nên dễ dàng hơn.

Câu hỏi thường gặp

Hệ thống pin mặt trời gia đình là gì?

Một hệ thống pin lưu trữ điện cho gia đình lưu trữ điện để sử dụng sau này, thường sử dụng công nghệ lithium-ion. Hệ thống này được sạc thông qua các tấm pin mặt trời hoặc từ lưới điện và xả điện khi cần thiết, ví dụ như trong thời gian mất điện hoặc vào các khung giờ cao điểm có chi phí điện cao.

Pin lưu trữ điện cho gia đình khác máy phát điện như thế nào?

Khác với máy phát điện, pin lưu trữ điện cho gia đình cung cấp nguồn điện vận hành êm ái, không phát thải và có thể khởi động ngay lập tức trong trường hợp mất điện. Pin không yêu cầu nhiên liệu, can thiệp thủ công hay bảo trì định kỳ.

Lợi ích của hệ thống pin lưu trữ điện cho gia đình là gì?

Các hệ thống pin lưu trữ điện cho gia đình cung cấp nguồn điện dự phòng trong trường hợp mất điện, giảm sự phụ thuộc vào điện lưới, hỗ trợ ổn định lưới điện và giúp chủ nhà tối đa hóa việc tự tiêu thụ điện năng từ hệ thống pin mặt trời.

Những yếu tố nào tôi nên cân nhắc khi mua pin lưu trữ điện cho gia đình?

Hãy cân nhắc mức tiêu thụ điện năng, sản lượng điện đầu ra của tấm pin mặt trời, không gian lắp đặt, khả năng tương thích, các ưu đãi như khoản tín dụng thuế và thời gian hoàn vốn.