EN
Quick Links
Ngày nay, nhu cầu năng lượng của chúng ta đòi hỏi các hệ thống có thể xử lý thực tế là thời điểm chúng ta sản xuất điện không phải lúc nào cũng trùng với thời điểm chúng ta thực sự cần sử dụng. Chẳng hạn như các tấm pin mặt trời, chúng tạo ra sản lượng cao nhất vào khoảng giữa trưa, trong khi hầu hết các hộ gia đình lại tiêu thụ nhiều điện nhất vào buổi sáng sớm và giờ ăn tối. Đây chính là lúc các hệ thống pin lưu trữ phát huy tác dụng, lưu trữ năng lượng mặt trời dư thừa khi sản lượng tạo ra vượt mức tiêu thụ. Và đây là điều trở nên vô cùng quan trọng khi các dự án lắp đặt điện mặt trời đang mở rộng trên toàn thế giới với tốc độ khoảng 30 phần trăm mỗi năm, theo dữ liệu mới nhất từ SolarQuarter năm 2025. Khi người dùng lắp đặt các hệ thống pin này song song với hệ thống pin mặt trời, họ có thể lưu trữ khoảng 80 phần trăm lượng điện mà các tấm pin tạo ra trong suốt cả ngày. Điều đó có nghĩa là thay vì chỉ vận hành thiết bị bằng năng lượng mặt trời trong giờ ban ngày, người dùng sẽ có một hệ thống dự phòng thực sự hoạt động cả ngày lẫn đêm.
Hệ thống năng lượng lai ghép kết nối nguồn điện lưới thông thường với các cụm pin để cân bằng cung cấp điện. Vào những ngày nắng đẹp, các tấm pin mặt trời sẽ hoạt động để cung cấp điện cho ngôi nhà và nạp phần năng lượng dư thừa vào pin để sử dụng sau này. Khi trời nhiều mây hoặc khi đêm xuống và sản lượng điện mặt trời giảm, hệ thống sẽ ưu tiên sử dụng năng lượng đã lưu trữ trong pin trước khi chuyển sang lấy điện từ lưới chính. Các bộ điều khiển thông minh được lắp đặt đảm bảo phần lớn điện mặt trời được sử dụng ngay lập tức, giúp giảm chi phí phải trả theo mức giá cao trong những giờ cao điểm. Ngoài ra, còn có một lợi ích nữa là hệ thống tự động chuyển sang nguồn điện dự phòng khi xảy ra sự cố mất điện, do đó các thiết bị quan trọng vẫn hoạt động liên tục mà không cần bất kỳ sự can thiệp nào.
Trái tim của các hệ thống năng lượng mặt trời hiện đại là các bộ hòa lưới lai (hybrid inverters), đóng vai trò như những người điều tiết giao thông cho toàn bộ dòng năng lượng di chuyển giữa các tấm pin, thiết bị lưu trữ và đường dây điện chính. Những chiếc hộp thông minh này thực hiện nhiều nhiệm vụ cùng lúc: trước tiên, chúng chuyển đổi dòng điện một chiều từ ánh sáng mặt trời thành dòng điện xoay chiều mà chúng ta có thể sử dụng để cắm vào các thiết bị điện trong nhà. Tiếp theo, chúng theo dõi thời điểm cần sạc pin và khi nào pin đã đầy để dừng lại. Một số mẫu mới còn thông minh hơn nữa. Chúng liên tục theo dõi tình hình tiêu thụ điện trong nhà theo thời gian thực và quyết định xem lượng điện dư thừa có nên được lưu trữ vào pin hay không thay vì đưa thẳng ra lưới điện. Các thử nghiệm cho thấy phương pháp thông minh này giúp hệ thống hoạt động hiệu quả hơn từ khoảng 18 đến thậm chí 25 phần trăm so với các phiên bản cũ. Còn đối với những người bình thường sống trong những ngôi nhà này? Họ có thể sử dụng lượng điện tự sản xuất ra nhiều hơn khoảng một nửa mỗi ngày, nghĩa là hóa đơn điện thấp hơn và phụ thuộc ít hơn vào các nguồn điện bên ngoài.
Các hệ thống lưu trữ bằng pin ngày nay khá hiệu quả trong việc tích trữ nguồn điện mặt trời dư thừa được tạo ra vào ban ngày và sau đó giải phóng vào ban đêm hoặc những ngày u ám nhiều mây. Điều này có nghĩa là các tấm pin mặt trời không chỉ hoạt động hiệu quả vào ban ngày mà còn cung cấp điện liên tục suốt cả ngày lẫn đêm. Nhờ đó, giảm đáng kể mức độ phụ thuộc vào mạng điện lực truyền thống. Chẳng hạn, một pin lithium tiêu chuẩn 10 kWh. Hầu hết các hộ gia đình nhận thấy rằng loại pin này có thể duy trì hoạt động các thiết bị quan trọng như đèn chiếu sáng, tủ lạnh và có thể thêm một vài thiết bị khác nữa trong khoảng từ 12 đến 18 giờ khi không có đủ ánh nắng.
Các hệ thống năng lượng mặt trời lai kết hợp các tấm pin mặt trời thông thường với các giải pháp lưu trữ pin thông minh, thường đi kèm với các bộ nghịch lưu (inverter) hiện đại giúp các chủ nhà ưu tiên sử dụng nguồn điện do chính họ sản xuất. Khi có lượng điện dư thừa được tạo ra, các hệ thống này sẽ chuyển lượng điện đó vào pin thay vì đẩy toàn bộ ra mạng lưới điện quốc gia, tạo ra sự cân bằng tốt hơn giữa thời điểm năng lượng được sản xuất và lúc nó được sử dụng. Phần thông minh thực sự nằm ở phần mềm quản lý năng lượng, phần mềm này thực tế học cách các gia đình tiêu thụ điện trong ngày. Một số hệ thống thậm chí kiểm tra dự báo thời tiết địa phương để biết trước những ngày nắng hoặc nhiều mây, cho phép chúng sạc pin vào thời điểm tối ưu và xả năng lượng lưu trữ khi nhu cầu cao nhất.
Các phân tích gần đây về việc tích hợp điện mặt trời tại hộ gia đình cho thấy những hộ sử dụng hệ thống lưu trữ pin đạt tỷ lệ tự tiêu thụ lên đến 60%, so với mức 20–40% ở các hệ thống không có lưu trữ. Sự cải thiện này khiến các hệ thống có pin lưu trữ trở nên đặc biệt hữu ích ở những khu vực áp dụng giá điện theo giờ hoặc thường xuyên gặp sự cố điện, giúp giảm trung bình từ 580–1.200 USD chi phí điện hàng năm (Ponemon 2023).
Những ngôi nhà sử dụng năng lượng mặt trời kèm hệ thống lưu trữ pin giảm sự phụ thuộc vào lưới điện bằng cách lưu trữ năng lượng dư thừa vào ban ngày để sử dụng vào ban đêm. Các loại pin lithium iron phosphate (LiFePO4) có hiệu suất vòng đời (round-trip efficiency) lên đến 98% trong suốt các chu kỳ sạc, cho phép các hộ gia đình bù đắp từ 40–80% nhu cầu điện hàng năm từ lưới điện. Sự chuyển đổi này làm tăng tính độc lập về năng lượng và giảm chi phí sử dụng điện dài hạn.
Hệ thống lai kết hợp với lưu trữ pin cung cấp nguồn điện dự phòng liên tục khi xảy ra sự cố mất điện, tự động cấp điện cho các thiết bị quan trọng như tủ lạnh, thiết bị y tế và bộ định tuyến internet. Các hệ thống pin tích hợp năng lượng mặt trời sẽ kích hoạt trong vài miligiây khi mất điện - mang lại khả năng phục hồi quan trọng trong các cơn bão hoặc sự cố cơ sở hạ tầng.
Trong cơn bão Elsa (2023), các ngôi nhà ở Florida được trang bị hệ thống lưu trữ pin từ 10–20 kWh đã duy trì hoạt động điện trong 3–5 ngày, trong khi các hộ gia đình phụ thuộc vào lưới điện phải đối mặt với tình trạng mất điện kéo dài. Kết quả tương tự cũng được ghi nhận tại các khu vực dễ xảy ra cháy rừng, nơi các hệ thống kết hợp pin và năng lượng mặt trời đã giảm tới 72% việc sử dụng máy phát điện khẩn cấp (Báo cáo An ninh Năng lượng 2024), khẳng định vai trò của chúng trong công tác chuẩn bị ứng phó khẩn cấp.
Khi các tấm pin năng lượng mặt trời hoạt động kết hợp với hệ thống lưu trữ điện bằng pin, chúng tạo ra một hệ thống năng lượng giúp giảm lượng điện phải lấy từ lưới điện trong những thời điểm giá cao. Những người lắp đặt hệ thống này sẽ lưu trữ lượng điện dư thừa được tạo ra vào khoảng giữa trưa, sau đó sử dụng vào buổi tối khi giá điện tăng cao. Theo nghiên cứu gần đây, các gia đình sử dụng pin tích trữ cùng với điện mặt trời tiết kiệm được từ một nửa đến ba phần tư chi phí tiền điện hàng năm so với những người chỉ dựa hoàn toàn vào lưới điện (Báo cáo EIA 2024). Khi ngày càng nhiều công ty cung cấp điện chuyển sang áp dụng mức giá khác nhau tùy theo thời điểm sử dụng điện, loại hình này ngày càng trở nên có giá trị hơn theo thời gian.
Các loại pin lithium iron phosphate (LiFePO4) hiện đại có tuổi thọ từ 12–18 năm – bằng hoặc vượt quá tuổi thọ của các tấm pin mặt trời – giúp giảm chi phí thay thế và tối ưu hóa khoản tiết kiệm theo thời gian.
| Thành phần hệ thống | Tuổi thọ trung bình | Chi phí thay thế (2025) |
|---|---|---|
| Tấm pin mặt trời | 25-30 năm | $6.800 - $10.200 |
| Pin LiFePO4 | 15-20 năm | $4.500 - $7.500 |
Phân tích ngành cho thấy việc bổ sung hệ thống lưu trữ vào các dự án năng lượng mặt trời làm tăng tiềm năng doanh thu từ 29–81%, với các ưu đãi liên bang như khoản tín dụng thuế đầu tư 30% giúp rút ngắn thời gian hoàn vốn.
Pin LiFePO4 mang lại tỷ suất sinh lợi cao nhờ vào độ bền trên 6.000 chu kỳ xả nạp và không yêu cầu bảo trì—tuổi thọ gấp ba lần so với pin axit-chì. Ở những khu vực có nhiều nắng, hệ thống kết hợp năng lượng mặt trời và lưu trữ đạt điểm hòa vốn trong vòng 6–9 năm và tạo ra khoản tiết kiệm ròng từ $17.400–$23.100 trong suốt 20 năm (Phòng thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia 2023).
Nhìn vào các con số, thị trường lưu trữ pin tại nhà dự kiến sẽ có sự tăng trưởng đáng kể trong vài năm tới. Chúng ta đang nói về việc tăng trưởng từ khoảng 1,96 tỷ USD vào năm 2024 lên gần 5,6 tỷ USD vào năm 2032 theo báo cáo của SNS Insider từ năm ngoái. Tại sao lại như vậy? À là vì người dân hiện đang phải trả chi phí điện cao hơn, hệ thống điện lưới liên tục gặp sự cố và các chính phủ đang đầu tư mạnh tay vào các giải pháp năng lượng tái tạo. Một điều mà gần đây tất cả mọi người đều để ý tới là việc các hệ thống pin đang ngày càng được kết hợp cùng các tấm pin mặt trời. Khoảng bảy trên mười hệ thống năng lượng mặt trời mới hiện nay đều được trang bị thêm hệ thống lưu trữ pin. Khi hai công nghệ này hoạt động cùng nhau, những người sở hữu nhà có thể thực sự tiết kiệm được chi phí, bởi vì các hệ thống thông minh sẽ tính toán để biết khi nào nên sử dụng năng lượng lưu trữ và khi nào nên lấy điện từ lưới trong những khung giờ cao điểm đắt đỏ.
Công nghệ mới nhất hiện nay, bao gồm pin thể rắn và các hệ thống lưu trữ dạng mô-đun, có khả năng lưu trữ cao hơn khoảng 28% trên mỗi đơn vị thể tích so với loại pin lithium ion truyền thống. Khi các ngôi nhà thông minh kết nối với những hệ thống này, chủ nhà có thể tự động quản lý đồng thời hệ thống sưởi ấm, làm mát và sạc xe điện, từ đó giảm đáng kể lượng năng lượng bị lãng phí. Các công ty lớn đã bắt đầu bán các gói thiết bị trọn bộ kết hợp giữa tấm pin mặt trời và hệ thống lưu trữ điện, thường đi kèm theo chế độ bảo hành 25 năm ấn tượng. Những điều khoản bảo hành này cho thấy rõ các hệ thống mới này bền bỉ hơn như thế nào qua các chu kỳ sạc và hao mòn thông thường theo thời gian.
Phân tích năm 2025 đối với 2.800 hộ gia đình ở Bắc Mỹ cho thấy những cải thiện đáng kể sau khi tích hợp hệ thống lưu trữ pin với năng lượng mặt trời:
| Đường mét | Trước khi tích hợp ESS | Sau khi tích hợp ESS | Cải thiện |
|---|---|---|---|
| Sự phụ thuộc vào lưới điện | 82% | 29% | -65% |
| Tự tiêu thụ điện mặt trời | 41% | 89% | +117% |
| Tiết kiệm năng lượng hàng năm | 880 USD | 2.340 USD | +166% |
Các phát hiện này phù hợp với những gì nhiều chuyên gia trong ngành dự đoán về thị trường lưu trữ năng lượng tại nhà. Họ kỳ vọng lĩnh vực này sẽ đạt mức khoảng 35 tỷ USD vào năm 2034 khi chi phí pin lithium iron phosphate tiếp tục giảm khoảng 14% mỗi năm. Những chủ nhà sống ở khu vực thường xuyên có bão đang bắt đầu đầu tư nghiêm túc hơn vào các hệ thống lưu trữ năng lượng có thể duy trì hoạt động trong hai ngày liên tiếp khi mất điện. Các hệ thống này thường kết hợp giữa hệ thống điện mặt trời trên mái với hai cụm pin riêng biệt để các thiết bị thiết yếu vẫn hoạt động ngay cả khi mất điện kéo dài do thời tiết xấu.
Hệ thống lưu trữ pin cho phép chủ nhà lưu trữ năng lượng mặt trời dư thừa để sử dụng vào những thời điểm không có ánh nắng, giảm sự phụ thuộc vào mạng lưới điện và hạ thấp hóa đơn điện.
Có, các hệ thống lai kết hợp với bộ lưu trữ pin có thể cung cấp nguồn điện dự phòng liên tục trong trường hợp mất điện, giúp duy trì hoạt động của các thiết bị quan trọng.
Các loại pin lithium iron phosphate hiện đại có tuổi thọ dao động từ 12 đến 18 năm, bằng hoặc vượt quá thời gian sử dụng của các tấm pin mặt trời.
Tùy thuộc vào hệ thống và điều kiện địa phương, các hệ thống tích hợp pin mặt trời thường hòa vốn trong khoảng 6–9 năm, với mức tiết kiệm ròng tiềm năng từ 17.400–23.100 USD trong 20 năm.