Các công trường xây dựng, khu vực đang hồi phục sau thảm họa và các địa điểm tổ chức sự kiện tạm thời đều cần những giải pháp cung cấp điện hiện đại, không còn những rắc rối như từ các máy phát điện diesel truyền thống. Tiếng ồn liên tục, khói bụi và việc khó tiếp cận nhiên liệu ở các khu vực hẻo lánh không còn là lựa chọn phù hợp nữa. Theo một khảo sát gần đây của ngành năm 2023, khoảng bảy trên mười nhà thầu hiện đang tìm đến các phương án thân thiện với môi trường hơn khi dự án của họ kéo dài dưới một năm. Tại sao ư? Vì các quy định về phát thải ngày càng nghiêm ngặt và các công ty muốn đạt được mục tiêu cân bằng phát thải carbon mà họ đã cam kết với nhà đầu tư. Đó chính là lúc các hệ thống lưu trữ năng lượng di động phát huy tác dụng. Những thiết bị BESS này có thể cung cấp điện bất cứ khi nào cần mà không tạo ra khí thải phiền toái hay yêu cầu phải thường xuyên tiếp nhiên liệu. Chúng đang trở thành giải pháp ưu tiên trong ngành xây dựng và ứng phó khẩn cấp.
Các hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin di động có thể giảm sử dụng diesel khoảng 90% tại hầu hết các công trường khi lưu trữ điện từ lưới điện hoặc các nguồn năng lượng tái tạo như tấm pin mặt trời. Ví dụ, một nhóm thi công đường cao tốc đã giảm thời gian chạy máy phát điện từ 18 giờ mỗi ngày xuống còn 2 giờ sau khi lắp đặt một hệ thống dung lượng 450kWh. Hệ thống này đáp ứng toàn bộ nhu cầu chiếu sáng ban đêm và sạc thiết bị mà không gặp khó khăn gì. Một lợi ích khác lớn nữa là hoạt động vận hành cực kỳ yên tĩnh: những chiếc pin này chỉ hoạt động ở mức âm thanh rất nhẹ từ 20-50 decibel, trong khi các máy phát điện diesel cũ lại gây ồn ào ở mức 85-100 dB, khiến việc trò chuyện trở nên khó khăn và gây phiền toái cho tất cả mọi người xung quanh. Công nhân thực sự đánh giá cao việc giao tiếp dễ dàng hơn rất nhiều tại công trường khi những thiết bị ồn ào này được thay thế.
Một dự án nâng cấp đường cao tốc kéo dài ba tháng tại Colorado đã chứng minh tác động môi trường tích cực từ hệ thống BESS di động:
| Đường mét | Máy phát điện diesel | BESS di động | Giảm thiểu |
|---|---|---|---|
| Khí Thải CO₂ | 38 tấn | 4 tấn | 89% |
| Chi phí nhiên liệu | $26,000 | 3.100 USD | 88% |
| Giờ Bảo Trì | 64 | 12 | 81% |
Dự án đã tránh bị phạt 8.200 USD về chất lượng không khí địa phương trong khi vẫn duy trì nguồn điện liên tục cho hệ thống bảo dưỡng bê tông và hệ thống an toàn.
Những quy định mới của EPA có hiệu lực từ tháng 1 năm 2025 đi kèm với các mức phạt nghiêm trọng đối với những ai thải quá mức khí nitơ oxit tại các công trường xây dựng. Mức phạt là bao nhiêu? Lên tới 22.000 USD cho mỗi tấn khí vượt giới hạn. Điều này chắc chắn đã đẩy nhanh tiến độ trong việc triển khai các hệ thống lưu trữ năng lượng di động tại công trường. Trong khi đó, gần hai phần ba trong số các công ty lớn thuộc danh sách Fortune 500 hiện đang yêu cầu các nhà thầu phụ của họ phải tuân thủ các yêu cầu về thiết bị thân thiện với môi trường trong hợp đồng. Áp lực từ cả cơ quan quản lý và các khách hàng doanh nghiệp đang thúc đẩy thị trường tiến lên phía trước khá nhanh chóng. Theo báo cáo công nghệ sạch gần đây nhất từ năm ngoái, chúng ta đang nói về một thị trường trị giá khoảng 3,8 tỷ USD cho các giải pháp lưu trữ điện di động được sử dụng tạm thời trong nhiều dự án khác nhau vào năm 2027.
Các hệ thống lưu trữ năng lượng pin di động cung cấp nguồn điện đáng tin cậy khi không có kết nối với lưới điện, đặc biệt quan trọng trong những giờ làm việc xây dựng về đêm mà thông thường sẽ cần dùng máy phát điện diesel truyền thống. Lấy ví dụ từ dự án mở rộng đường cao tốc năm ngoái, họ đã lắp đặt các đơn vị di động này để vận hành toàn bộ đèn LED xung quanh công trường và giữ cho camera an ninh hoạt động suốt đêm. Mức độ an toàn được duy trì tốt, nhưng điểm nổi bật nhất là việc tiêu thụ nhiên liệu giảm đáng kể — theo báo cáo của họ, lượng nhiên liệu sử dụng ít hơn khoảng bốn phần năm so với trước đây. Ngoài ra, vì các hệ thống này vận hành hoàn toàn im lặng, nên không còn tình trạng cư dân sống gần đó phàn nàn về tiếng ồn ào liên tục từ động cơ. Sự im lặng này đã tạo ra sự khác biệt rõ rệt trong cách người dân địa phương nhìn nhận toàn bộ dự án.
Khi các công trường xây dựng bắt đầu chuyển sang sử dụng máy xúc và máy xúc tải điện, các hệ thống lưu trữ năng lượng di động bằng pin (BESS) làm cho việc tiếp nhận nhiều điện trở nên khả thi mà không cần đầu tư nhiều vào cơ sở hạ tầng cố định ban đầu. Lấy một trại khai mỏ làm ví dụ, họ đã giảm tiêu thụ nhiên liệu diesel gần hai phần ba sau khi đưa vào sử dụng các thiết bị lưu trữ di động này. Các thiết bị này cung cấp năng lượng để sạc các thiết bị 240 vôn trong suốt cả ngày trong khi các công nhân đang bận đào và vận chuyển vật liệu. Vào ban đêm, các hệ thống pin này tự sạc đầy bằng lượng điện dư từ lưới điện hoặc từ các tấm pin mặt trời nếu có sẵn tại chỗ. Trong hầu hết các ngày, các hệ thống lưu trữ này có thể cung cấp từ 300 đến 500 kilowatt giờ điện, đủ để vận hành máy móc liên tục trong ca làm việc dài.
Bộ lưu trữ năng lượng di động BESS giảm thiểu các đột biến điện tạm thời trong các hoạt động như đổ bê tông hoặc vận hành cần cẩu. Một nhà phát triển cơ sở hạ tầng đã giảm 45% chi phí phụ tải đỉnh bằng cách triển khai bốn đơn vị di động 250 kWh trong các giai đoạn thi công móng. Các hệ thống này tự động xả điện trong các giai đoạn tải cao, ổn định dòng năng lượng và ngăn chặn các gián đoạn lưới điện tốn kém.
Các bộ BESS di động vượt trội trong các dự án đòi hỏi việc di chuyển thường xuyên, như lắp đặt đường ống hoặc phục hồi sau thảm họa. Một nhà thầu năng lượng tái tạo đã giảm 70% thời gian thiết lập nhờ sử dụng các rơ-moóc pin mô-đun 100 kWh có thể kết nối trong vòng chưa đầy 30 phút. Sự linh hoạt này giúp duy trì năng suất mà không bị chậm trễ do giao nhiên liệu hoặc bảo trì máy phát điện.
Nhiều doanh nghiệp vẫn tiếp tục sử dụng máy phát điện diesel tại các công trường tạm thời vì chúng cung cấp mô-men xoắn mạnh và hoạt động tốt ngay cả trong điều kiện lạnh giá. Tuy nhiên, hệ thống cũ này thải ra khoảng 35 lít khí CO₂ tương đương mỗi giờ vận hành. Thêm vào đó, chúng đóng góp khoảng một phần tư tổng lượng bụi mịn trong các khu vực không tiếp cận được với lưới điện. Tiền phạt cho việc vận hành các thiết bị này đã tăng gần gấp rưỡi kể từ đầu thập kỷ. Dù vậy, hầu hết những người làm việc ở xa vẫn trung thành với những gì họ quen thuộc thay vì chuyển sang các lựa chọn sạch hơn. Khoảng hai phần ba các quản lý công trường sẵn sàng làm việc với thiết bị quen thuộc hơn là tìm hiểu các công nghệ mới như hệ thống lưu trữ năng lượng di động bằng pin, đó cũng là lý do vì sao tỷ lệ tiếp nhận vẫn còn thấp bất chấp các mối lo ngại về môi trường ngày càng gia tăng.
Hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin di động (BESS) vượt trội hơn máy phát điện diesel trên ba chỉ số then chốt:
| Tiêu chí | Máy phát điện diesel | BESS di động |
|---|---|---|
| Mức độ ồn | 70–100 dB | 20–50 dB |
| Chi phí Bảo trì Hàng năm | 15–25 USD mỗi kWh | 2–5 USD mỗi kWh |
| Hiệu Suất Thời Tiết Lạnh | giảm hiệu suất 12–18% | giảm hiệu suất <5% |
Các đơn vị BESS loại bỏ rủi ro rò rỉ nhiên liệu và yêu cầu bảo trì định kỳ ít hơn 80% so với các hệ thống chạy bằng động cơ đốt, theo Báo cáo Độ Bền Năng lượng 2023.
Trong suốt sáu tháng mở rộng đường cao tốc ở dãy Alps Thụy Sĩ, các công nhân đã phải tiêu thụ tới 3.800 lít diesel mỗi tuần chỉ để vận hành các thiết bị san gạt của họ. Tình hình đã thay đổi đáng kể khi họ đưa vào sử dụng các hệ thống lưu trữ năng lượng di động kết hợp với pin mặt trời. Ngay lập tức, lượng nhiên liệu diesel tiêu thụ giảm mạnh – theo hồ sơ ghi nhận là giảm khoảng 94%. Điều thực sự ấn tượng là các hệ thống pin này vẫn cung cấp nguồn điện ổn định ngay cả khi nhiệt độ xuống dưới điểm đóng băng, điều mà các máy phát điện diesel thông thường gặp rất nhiều khó khăn. Những chiếc máy diesel cũ đó phải chạy liên tục chỉ để đủ ấm và không bị đóng băng. Nhóm quản lý dự án nhận thấy chi phí năng lượng của họ giảm khoảng 31%, đồng thời không còn tình trạng gián đoạn do tiếng ồn lớn gây ra nữa. Có vẻ như đây là một giải pháp mang lại lợi ích toàn diện cho tất cả các bên liên quan.
Các trại khai thác kết hợp giữa lưu trữ pin (khoảng 80%) và máy phát điện chạy diesel (khoảng 20%) đã chứng kiến mức sử dụng máy phát giảm từ 60 đến có thể lên tới 80% theo nghiên cứu được công bố năm ngoái trên Tạp chí Khai thác Bền vững. Hệ thống hoạt động bằng cách để trí tuệ nhân tạo đảm nhận phần lớn nhu cầu điện năng thông thường, chỉ chuyển sang dùng diesel khi có sự tăng đột biến trên 1,2 megawatt. Cách tiếp cận này còn giúp các công ty thu hồi vốn nhanh hơn – các nghiên cứu cho thấy nó mang lại lợi nhuận nhanh hơn khoảng 57% so với việc chỉ sử dụng các máy phát thông thường. Chẳng hạn như một trạm viễn thông ở phía Bắc đã triển khai hệ thống này. Họ đã giảm được chi phí mua giấy phép phát thải carbon khoảng 740 tấn mỗi năm mặc dù phải vận hành trong điều kiện nhiệt độ khắc nghiệt âm ba mươi độ Celsius, đồng thời vẫn duy trì hoạt động liên tục thiết bị ở mức khả dụng gần như 99,98% trong suốt mùa đông.
Việc chuyển sang sử dụng hệ thống lưu trữ năng lượng di động thay vì máy phát điện diesel truyền thống thực sự có thể giảm đáng kể chi phí vận hành. Chúng ta đang nói về mức tiết kiệm khoảng từ 40 đến 60 phần trăm khi các công ty ngừng mua nhiên liệu và cắt giảm các công việc bảo trì động cơ. Một số nghiên cứu từ năm ngoái đã xem xét mười hai dự án xây dựng khác nhau và phát hiện ra điều thú vị: những dự án thay thế phần lớn thời gian chạy máy phát bằng điện từ pin đã tiết kiệm được khoảng mười tám nghìn đô la mỗi tháng. Con số đó khá ấn tượng đấy. Và cũng đừng quên về lịch trình bảo trì nữa. Máy phát điện diesel cần được chăm sóc thường xuyên mỗi tuần, trong khi các hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin (BESS) chỉ cần kiểm tra định kỳ khoảng ba tháng một lần. Điều này có nghĩa là các đội xây dựng có thể tiết kiệm từ 120 đến 150 giờ công lao động mỗi năm cho mỗi thiết bị họ lắp đặt.
Các quy định phát thải hiện đại áp dụng mức phạt từ 160 đến 420 USD mỗi ngày do lượng hạt diesel dư thừa tại các công trường. BESS di động loại bỏ các khoản phạt này và ngăn chặn từ 5.000 đến 15.000 USD tiền phạt vi phạm tiếng ồn cộng đồng thường gặp do sử dụng máy phát điện 24/7. Sáng kiến Công Trường Im Lặng của California năm 2024 cho thấy các dự án sử dụng hệ thống lưu trữ năng lượng đã giảm 92% chi phí pháp lý liên quan đến tiếng ồn so với các công trường phụ thuộc vào diesel.
Một dự án khai thác kéo dài sáu tháng tại Canada đạt ROI trong 14 tháng bằng cách sử dụng BESS di động thuê ngoài kết hợp với các giàn pin mặt trời. Hệ thống giảm mức tiêu thụ diesel từ 5.200 xuống còn 900 gallon mỗi tháng, tiết kiệm 287.000 USD chi phí nhiên liệu và tránh 48.000 USD cho các khoản tín dụng phát thải. Việc sạc thiết bị vào ban đêm thông qua năng lượng mặt trời lưu trữ chiếm 63% tổng số tiền tiết kiệm.
72% các nhà thầu ưu tiên thuê thiết bị lưu trữ năng lượng di động (BESS) để tránh chi phí ban đầu từ 75.000–220.000 USD mỗi thiết bị. Chương trình FlexiLease cung cấp hợp đồng từ 12–36 tháng với mức phí hàng tháng từ 1.200–2.500 USD, bao gồm bảo trì và thay thế pin. Đối với hoạt động lâu dài, việc mua thiết bị đi kèm với khoản vay năng lượng sạch lãi suất 0% trong 5 năm giúp giảm 31% tổng chi phí sở hữu so với các đội máy phát điện chạy diesel.
Việc triển khai BESS di động tại các công trường xa xôi đòi hỏi các tùy chọn sạc tốt khi không có kết nối điện lưới ở gần đó. Nhiều nhà vận hành hiện đang sử dụng các tấm pin mặt trời và máy phát điện gió để sạc bổ sung cho pin của họ bất cứ khi nào điều kiện cho phép, từ đó giảm đáng kể mức tiêu thụ nhiên liệu diesel. Một số công ty hoạt động tại các khu vực thực sự hẻo lánh cũng đã bắt đầu áp dụng các chương trình hoán đổi pin. Các dịch vụ này về cơ bản là đổi các viên pin đã hết điện lấy những viên pin đã được sạc đầy, nhờ đó họ không cần xây dựng cơ sở hạ tầng sạc tại chỗ. Giải pháp này giúp duy trì hoạt động ổn định cho các thiết bị thiết yếu, dù đó là một giàn khoan ở vùng sâu vùng xa hay nguồn điện khẩn cấp cho một bệnh viện dã chiến.
Pin lithium ion có thể giảm hiệu suất khoảng 30 phần trăm khi tiếp xúc với nhiệt độ đóng băng trừ khi chúng được trang bị các giải pháp quản lý nhiệt tốt. Ngày nay, các hệ thống lưu trữ năng lượng di động sử dụng pin lithium đã được tích hợp sẵn các bộ phận làm nóng cùng với các vật liệu đặc biệt có khả năng thay đổi pha, giúp vận hành ổn định ngay cả trong thời tiết lạnh giá. Các bài kiểm tra thực địa trên đường ống ở vùng cực Bắc cho thấy các mẫu mới hơn vẫn giữ được khoảng 95% dung lượng sạc ở mức nhiệt độ âm 40 độ C, tương đương hiệu suất cao gấp ba lần so với các phiên bản cũ chỉ vài năm trước. Sự ổn định như vậy tạo ra sự khác biệt lớn cho các đội ngũ xây dựng phải làm việc qua mùa đông khắc nghiệt hoặc các nhà nghiên cứu đang thực hiện khảo sát sâu trong vùng cực nơi mà các nguồn điện truyền thống không thể đáp ứng được.
Các cấu hình lai kết hợp năng lượng tái tạo và BESS hiện đang cung cấp điện cho 78% các trại khảo sát mỏ ngoài lưới điện. Các tấm pin mặt trời kết hợp với hệ thống lưu trữ di động đã giảm 62% lượng diesel tiêu thụ tại một địa điểm khai thác vàng ở Canada. Các hệ thống lai giữa tuabin gió và BESS cũng cho thấy tiềm năng tương tự, như dự án đường cao tốc tại Patagonia sử dụng tổ hợp giữa tuabin gió và hệ thống lưu trữ để loại bỏ hoàn toàn các máy phát điện dự phòng cho hệ thống trộn bê tông.
Ngày nay, học máy thực sự có thể dự đoán mức độ sử dụng thiết bị cũng như kiểu thời tiết nào có thể ảnh hưởng đến hoạt động, nhờ đó chúng ta đạt được kết quả tốt hơn khi sạc và xả pin. Chẳng hạn như dự án hầm ở Na Uy, nơi đã triển khai một hệ thống lưu trữ pin được hỗ trợ bởi AI. Kết quả là họ đã giảm tới gần một nửa, khoảng 41%, các đợt tăng đột biến trong việc sử dụng điện, đồng thời còn kéo dài tuổi thọ của pin. Các nền tảng phần mềm mới đang liên tục ra đời, cho phép các nhân viên vận hành điều chỉnh thiết lập linh hoạt trên nhiều thành phần chuyển động cùng lúc. Một hệ thống bắt đầu chỉ với một địa điểm có thể phát triển thành quy mô lớn hơn, đặc biệt là trong các tình huống khẩn cấp khi nhiều khu vực khác nhau cần được phân phối điện một cách đồng bộ mà không gây nhầm lẫn.
Các hệ thống lưu trữ năng lượng pin di động (BESS) là giải pháp điện di động có khả năng lưu trữ năng lượng, thường từ lưới điện hoặc nguồn năng lượng tái tạo như tấm pin mặt trời, nhằm cung cấp điện cho các khu vực xa xôi hoặc tạm thời mà không cần phụ thuộc vào máy phát điện diesel.
Các đơn vị BESS di động giúp giảm phát thải bằng cách cung cấp một giải pháp sạch hơn so với máy phát điện diesel, vốn tạo ra lượng lớn CO₂ và các hạt bụi mịn. Nhờ lưu trữ năng lượng tái tạo, chúng giảm thiểu việc sử dụng diesel và từ đó giảm phát thải.
Việc sử dụng BESS di động có thể tiết kiệm từ 40-60% chi phí nhiên liệu và bảo trì so với máy phát điện diesel. Ngoài ra, chúng còn giúp tránh các khoản phạt liên quan đến phát thải và phí xử lý khiếu nại về tiếng ồn.
Có, các đơn vị BESS di động hiện nay được trang bị hệ thống quản lý nhiệt độ, cho phép chúng hoạt động hiệu quả ngay cả trong điều kiện nhiệt độ đóng băng, duy trì tới 95% dung lượng sạc ở các điều kiện cực đoan.
Hot News2025-02-25
2024-11-27
2024-12-17
EN
