PIN LƯU TRỮ ĐIỆN SO VỚI MÁY PHÁT ĐIỆN DỰ PHÒNG: LUÔN BẬT NGUỒN TRONG THỜI GIAN LƯỚI ĐIỆN GẶP SỰ CỐ

Chúng tôi xem xét những ưu và nhược điểm của tất cả các loại hệ thống điện dự phòng để giúp bạn tìm ra giải pháp phù hợp cho nhu cầu gia đình và văn phòng của mình.

Có nhiều điều cần cân nhắc khi lựa chọn các loại nguồn điện dự phòng, bạn cần duy trì nguồn điện trong khi mất điện hoặc khi bạn sử dụng hệ thống năng lượng mặt trời độc lập. Để xác định xem hệ thống máy phát điện dự phòng, UPS hoặc pin lưu trữ có phù hợp với ngôi nhà của bạn hay không; bạn cần biết ưu và nhược điểm của máy phát điện khẩn cấp hoặc hệ thống pin dự phòng cho gia đình hoặc văn phòng để duy trì nguồn điện cho đến khi điện lưới được phục hồi.

Bạn cũng cần xem rằng mình muốn mua máy phát điện chạy bằng khí đốt, bằng dầu diesel, làm mát bằng không khí hay chất lỏng, máy phát điện cố định hay máy phát điện di động. Bạn có muốn chuyển đổi liền mạch sang nguồn pin khẩn cấp, được cung cấp bởi năng lượng mặt trời, hay máy phát điện di động làm mát bằng không khí sẽ đáp ứng tất cả các nhu cầu của bạn?

So sánh sự khác biệt giữa máy phát điện và pin dự phòng cho nguồn điện gia đình có thể bớt khó khăn hơn lần đầu tiên bạn thực hiện kiểm tra chi tiết nguồn năng lượng, để biết mình sẽ cần lượng điện bao nhiêu trong khi mất điện.

NGÔI NHÀ CỦA BẠN CẦN BAO NHIÊU ĐIỆN NĂNG?

Tính toán thời gian đáp ứng của hệ thống pin dự phòng, hệ thống điện dự phòng hoặc máy phát điện dự phòng tại nhà, hãy thực hiện kiểm tra năng lượng bằng cách tính toán lượng điện năng mà các thiết bị của bạn sử dụng. Khi bạn đã có thông tin chi tiết từ việc kiểm tra năng lượng của mình, bạn có thể quyết định chọn hệ thống nào tốt nhất cho gia đình hoặc văn phòng của mình và có thể sử dụng hệ thống pin dự phòng hay máy phát điện.

THỰC HIỆN DỰ TÍNH NĂNG LƯỢNG

Đối với việc dự tính năng lượng, tôi đã sử dụng bảng tính để tính toán các yêu cầu về nguồn điện trong nhà và văn phòng của mình để xác định hệ thống dự phòng của tôi cần phải lớn như thế nào. Trong ví dụ này, tôi đã lấy công suất trung bình cho một loại thiết bị tiêu chuẩn sử dụng nguồn điện 110V để tính toán các yêu cầu về điện năng có thể cần ở Hoa Kỳ. Để tính Ampe, tôi chia Watt của thiết bị cho điện áp tiêu chuẩn ở Mỹ (110V). Sau đó, tôi ước tính số giờ sử dụng thiết bị trong một ngày. Cột cuối cùng cho biết tổng ampe-giờ (Ah) của thiết bị. Bạn có thể thuê 1 người có khả năng tính toán năng lượng chuyên nghiệp để đánh giá việc sử dụng năng lượng của gia đình bạn cho chính xác hơn.

Danh sách các thiết bị của nhà tôi sẽ như thế này:

Thiết bị	V	W	A	Thời gian sử dụng trong ngày (h)	Tổng
TV	110	38	0.345455	8	2.763636364
Tủ lạnh	110	725	6.590909091	18	118.6363636
Máy hút bụi	110	70335	3.045454545	1	3.045454545
Máy tính xách tay	110	70	0.636363636	6	3.818181818
Máy tính để bàn	110	150	1.363636364	10	13.63636364
Thiết bị chia sẻ kết nối Internet	110	10	0.090909091	24	2.181818182
Màn hình máy tính	110	30	0.272727273	10	2.727272727
Lò vi sóng	110	1300	11.81818182	0.5	5.909090909
Máy pha cà phê	110	1000	9.090909091	1	9.090909091
Nồi cơm điện	110	3000	27.27272727	2	54.54545455
Đài radio	110	5	0.045454545	5	0.227272727
Bơm bể phốt	110	1200	10.90909091	2	21.81818182
Máy sấy tóc	110	1500	13.63636364	0.5	6.818181818
Máy CPAP	110	90	0.818181818	10	8.181818182
3 x Đèn chiếu	110	120	1.090909091	6	6.545454545
Điều hòa	110	2400	21.81818182	12	261.8181818
12 x Đèn	110	160	1.454545455	10	14.54545455
Tổng cộng		12.133			536.3090909

 

Để đạt được hiệu quả tốt nhất cho hệ thống pin dự phòng của mình, tôi muốn đảm bảo rằng pin dự phòng đủ lớn để đáp ứng ít nhất gấp đôi tổng số giờ cần thiết trong tính toán của tôi. Vì vậy, trong trường hợp này, với yêu cầu dưới 550Ah và 12.133W, tôi sẽ mua một hệ thống có công suất ít nhất là 12kW. Phương pháp tính toán này có thể không phải là cách chính xác nhất để tính toán tất cả các thông số năng lượng và bạn có thể sử dụng cách khác để tính ra các yêu cầu về điện năng của mình. Nhưng nó đã giúp tôi biết được các thông số kỹ thuật cho hệ thống pin mà tôi cần.

Nếu bạn chỉ muốn sử dụng tủ lạnh và máy pha cà phê từ danh sách trên, thì pin sẽ kéo dài hơn nhiều so với khi bạn cần chạy tất cả các thiết bị trong danh sách.

HỆ THỐNG PIN DỰ PHÒNG HOẠT ĐỘNG NHƯ THẾ NÀO?

Pin lưu trữ dự phòng (axit-chì hoặc Lithium-Sắt Phosphate) được sạc trong ngày bằng cách sử dụng năng lượng mặt trời hoặc bằng điện, được bổ sung vào hệ thống pin dự phòng khi điện lưới gặp vấn đề. Nếu hệ thống pin gia đình được sạc bằng các tấm pin mặt trời, thì pin phải đủ lớn để lưu trữ hết lượng điện dự phòng của pin (công suất) được tạo ra. Nếu bạn có tấm pin năng lượng mặt trời với công suất 300W và bạn sống ở khu vực nhiều nắng, nhận được hơn 6 giờ ánh sáng mặt trời mỗi ngày, thì tấm pin mặt trời đó sẽ tạo ra 1800Wh mỗi ngày, và có thể được lưu trữ trong hệ thống pin dự phòng của bạn. Rõ ràng, nhiều tấm pin mặt trời hơn đồng nghĩa với việc sản xuất nhiều năng lượng hơn cho pin dự phòng. Bạn cũng cần xem xét việc mua một bộ biến tần để chuyển đổi nguồn DC thành AC.

Tất nhiên, không phải mọi thứ đều hiệu quả 100%. Bạn cũng cần tính đến tổn thất khi chuyển đổi nguồn DC sang AC, tổn thất hiệu suất khi năng lượng chuyển từ pin sang biến tần và ngược lại. Điều này cũng cần được tính đến khi xác định yêu cầu về nguồn điện của bạn.

SỰ KHÁC BIỆT CHÍNH GIỮA HỆ THỐNG PIN DỰ PHÒNG VÀ MÁY PHÁT ĐIỆN

Nếu bạn chọn máy phát điện thay vì hệ thống pin dự phòng, thì có rất nhiều loại máy phát điện dự phòng khác nhau, ví dụ như máy phát điện làm mát bằng không khí hay máy phát điện làm mát bằng chất lỏng, với một loạt các lựa chọn về nhiên liệu. Mỗi loại đều có những ưu điểm và nhược điểm mà bạn cần cân nhắc trước khi quyết định chọn hệ thống phù hợp với mình. Có những ưu và nhược điểm cho từng loại máy phát điện hoặc hệ thống pin. Kiểm tra xem ở tiểu bang của mình, bạn có cần giấy phép cho máy phát điện của mình hay không. Hãy nhớ rằng cơ quan quản lý địa phương của bạn có thể có các tùy chọn khác áp dụng.

ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN DỰ PHÒNG

Máy phát điện dự phòng có thể được kết nối với hệ thống điện trong nhà hoặc văn phòng của bạn. Chúng thường được làm mát bằng chất lỏng và được cung cấp nhiên liệu bằng dầu diesel, propan lỏng, propan hơi hoặc khí tự nhiên. Chúng được trang bị MTS (Công tắc chuyển thủ công) hoặc ATS (Công tắc chuyển tự động). Khi mất điện, máy phát ATS sẽ tự động khởi động và giữ cho nguồn điện hoạt động – giống như hệ thống UPS hoạt động để cung cấp nguồn điện cho các máy chủ của bạn. MTS có thể được bật theo cách thủ công để chuyển nguồn điện cho ngôi nhà của bạn. Đối với máy phát điện dự phòng, hãy chọn khí propan hoặc khí tự nhiên làm nhiên liệu cho máy phát điện. Cả hai đều có độ tin cậy tốt để khởi động máy phát và khi được cung cấp đầy nhiên liệu sẽ có thể chạy trong một thời gian dài.

Ưu điểm

• Nhanh chóng chuyển từ điện lưới sang điện từ máy phát điện
• Luôn cung cấp điện cho các thiết bị quan trọng như tủ đông, máy bơm nước và máy chủ
• Nhiên liệu máy phát điện dự phòng sẽ kéo dài trong vài ngày sử dụng trước khi cần được bổ sung
• Công tắc chuyển đổi sẽ ngắt nguồn điện của bạn khỏi lưới điện khi nguồn điện có vấn đề để bảo vệ. Việc bảo vệ khỏi trường hợp nguồn điện bị tăng áp cũng được khuyến nghị
• Sẽ đợi cho đến khi nguồn điện ổn định trở lại để kết nối lại với lưới điện

Nhược điểm

• Mua máy phát điện dự phòng đắt hơn máy nén khí di động và mất nhiều thời gian lắp đặt. Bạn cần lên kế hoạch lắp đặt cẩn thận để có được sự chuẩn bị tốt nhất cho ngôi nhà hoặc cơ sở kinh doanh của mình
• Máy phát điện được lắp đặt cố định tại chỗ nên rất khó di chuyển nếu bạn thay đổi ngôi nhà của mình
• Máy phát điện dự phòng thường ồn ào và phải lắp đặt bên ngoài
• Bạn sẽ cần phải cung cấp đầy đủ nhiên liệu như propan để sử dụng máy phát điện liên tục
• Bạn có thể cần giấy phép cho máy phát điện dự phòng. Ở Hoa Kỳ, bạn chắc chắn sẽ cần giấy phép cho cả máy phát điện và pin, nhưng hãy kiểm tra các quy định cụ thể của quốc gia bạn
• Chi phí bảo trì cao và máy phát điện sẽ cần được bảo dưỡng sau 100-200 giờ sử dụng liên tục và thay dầu sau 25 giờ

ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN DI ĐỘNG LÀM MÁT BẰNG KHÔNG KHÍ

Máy phát điện làm mát bằng không khí được thiết kế để cung cấp năng lượng điện tạm thời và sử dụng sự lưu thông của không khí để giảm nhiệt độ khi máy phát điện đang chạy. Quạt thổi không khí qua máy phát điện để tránh quá nhiệt. Máy phát điện làm mát bằng không khí có thể được cung cấp nhiên liệu bằng dầu diesel hoặc propan, mặc dù có một số loại được cung cấp nhiên liệu bằng xăng. Chúng thường được sử dụng khi cần công suất nhỏ hơn 20kW vì chúng sẽ không mang lại hiệu quả khi sử dụng với công suất lớn hơn mức này. Đảm bảo rằng bạn tuân thủ các biện pháp nối đất đối với máy phát điện di động để tránh bị điện giật và khả năng bị điện giật.

Ưu điểm

• Có sẵn trong các cửa hàng
• Tiết kiệm chi phí
• Bền hơn và mạnh mẽ hơn máy phát điện làm mát bằng không khí
• Tiêu thụ nhiên liệu thấp, hiệu quả và tiện di động
• Không có nguy cơ bị nứt do đóng băng
• Thiết kế đơn giản giúp máy phát điện làm mát bằng không khí dễ bảo trì hơn máy phát điện làm mát bằng chất lỏng
• Máy phát điện chạy bằng khí đốt tự nhiên đốt sạch và êm hơn máy phát điện chạy bằng dầu diesel

Nhược điểm

• Cần được lắp đặt ngoài trời và cần được bảo vệ khỏi thời tiết khắc nghiệt
• Cần tắt sau vài giờ để động cơ nguội. Một số loại có thể chạy liên tục và một số có tính năng an toàn tự động tắt.
• Máy phát điện chạy dầu diesel tạo ra một lượng khói đáng kể và rất ồn
• Máy phát điện sử dụng khí tự nhiên cần lắp đặt đặc biệt để kết nối với các bồn chứa khí propan hoặc LPG
• Máy phát điện chạy dầu có thể khó khởi động trong thời tiết lạnh
• Máy phát điện yêu cầu bảo trì thường xuyên
• Có thể quá nóng nếu sử dụng trong thời gian dài

ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN LÀM MÁT BẰNG CHẤT LỎNG

Máy phát điện làm mát bằng chất lỏng sử dụng chất lỏng hoặc nước để làm mát máy phát thay vì không khí. Tương tự như động cơ ô tô, máy phát điện làm mát bằng chất lỏng sử dụng bộ tản nhiệt và máy bơm nước để làm mát chất lỏng và tuần hoàn chất lỏng mát hơn đến các bộ phận nóng hơn của động cơ. Chúng thường được sử dụng khi yêu cầu công suất từ ​​20kW đến 60kW.

Máy phát điện làm mát bằng chất lỏng có thể chạy bằng nhiều loại nhiên liệu khác nhau. xăng, dầu diesel, dầu diesel sinh học, propan hoặc khí tự nhiên. Xăng có mặt hạn chế là đóng cặn trong bình và có khí độc. Nó cũng rất dễ cháy và không phải lúc nào cũng cháy sạch. Dầu diesel cũng được coi là một loại nhiên liệu bẩn khi thải ra hạt và khí thải. Động cơ diesel lại khó khởi động ở nhiệt độ thấp. Propan và khí tự nhiên là những lựa chọn tốt hơn cho máy phát điện của bạn vì chúng đốt sạch và khởi động dễ dàng trong thời tiết lạnh. Tuy nhiên, bạn cần phải có bình chứa khí propan hoặc kết nối với đường khí đốt tự nhiên.

Ưu điểm

• Có thể hoạt động trong thời gian dài
• Làm mát tốt hơn máy phát điện làm mát bằng không khí
• Tuổi thọ cao hơn máy phát điện làm mát bằng không khí
• Hoạt động êm hơn so với máy phát điện làm mát bằng không khí
• Có thể được bao bọc để giảm tiếng ồn phát ra
• Mạnh hơn và bền hơn so với máy phát điện làm mát bằng không khí

Nhược điểm

• Máy phát điện làm mát bằng chất lỏng đắt hơn khi lắp đặt
• Thiết kế phức tạp hơn và yêu cầu các bộ phận chuyên biệt
• Hệ thống làm mát bằng chất lỏng yêu cầu bảo trì thường xuyên hơn hệ thống làm mát bằng không khí

ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG PIN DỰ PHÒNG

Có một số loại pin bạn có thể sử dụng cho hệ thống pin dự phòng của mình. Loại rẻ nhất và quen thuộc nhất với người lái xe là ắc quy axit-chì, thường được tìm thấy trên ô tô và xe tải, có thể sạc lại khoảng 500 lần, tùy thuộc vào điều kiện nhiệt độ và tần suất sử dụng trước khi thay thế. Pin Lithium-ion có xu hướng là loại pin nhỏ hơn và hiện cung cấp năng lượng cho hầu hết các thiết bị di động. Pin Lithium-ion lớn hơn, sử dụng Lithium-Iron Phosphate làm cực âm trong pin và than chì làm cực dương và có thể được mở rộng để sử dụng trong nhà của bạn và có thể sạc lại khoảng 2.000 lần.

Ưu điểm

• Pin Lithium-Iron Phosphate thân thiện với môi trường hơn pin axit-chì
• Pin Lithium-Iron Phosphate có tuổi thọ cao hơn (lên đến 10 năm) so với pin axit-chì (1 đến 3 năm)
• Hệ thống pin không yêu cầu phải bảo trì thường xuyên và không gây tiếng ồn khi sử dụng
• Pin axít-chì luôn có sẵn ở hầu hết mọi nơi
• Có thể tích trữ năng lượng mặt trời dư thừa trong ngày để sử dụng sau khi mặt trời lặn
• Độ ồn rất thấp
• Kích hoạt ngay lập tức nếu mất điện
• Yêu cầu bảo dưỡng ít, có lẽ mỗi năm một lần – đặc biệt nếu sử dụng pin Axit-chì

Nhược điểm

• Pin Lithium-Iron Phosphate đắt hơn từ 3 đến 10 lần so với pin axit-chì
• Pin đắt hơn so với việc lắp đặt một số máy phát điện
• Cấu hình phức tạp với pin mặt trời PV
• Công suất tải nhỏ hơn với chi phí
• Có thể một trong một số bộ ắc quy axit-chì có thể có lỗi
• Không được khuyến nghị cho tải sưởi ấm hoặc làm mát, hoặc tải lớn
• Sẽ cần được thay thế nhiều lần so với các tấm pin mặt trời

HỆ THỐNG DỰ PHÒNG NÀO TỐT NHẤT ĐỂ DUY TRÌ NGUỒN ĐIỆN Ở NHÀ VÀ TẠI VĂN PHÒNG?

Có nhiều yếu tố khi chọn một hệ thống điện khẩn cấp nào sẽ hoạt động cho ngôi nhà của bạn. Chi phí của mỗi hệ thống điện dự phòng khác nhau đáng kể, cũng như các chi phí phụ liên quan đến việc lập kế hoạch và lắp đặt của nhiều hệ thống. Tuổi thọ của hệ thống pin dự phòng hoặc pin năng lượng mặt trời tại nhà cần được tính đến cũng như lịch bảo dưỡng cho máy phát điện dự phòng.

Hệ thống nào là tốt nhất cho nhu cầu cụ thể của bạn?

Bạn cần quyết định mua máy phát điện hay hệ thống pin, sau đó đi sâu vào việc sử dụng máy phát điện hoặc hệ thống pin như thế nào. Quyết định của bạn nên phụ thuộc một phần vào nơi bạn sống.

Nếu bạn sống trong một khu vực có mùa đông dài lạnh giá, hãy nhớ rằng hệ thống pin hoạt động không tốt trong thời tiết quá lạnh. Nhiệt độ thấp có thể làm giảm khả năng chuyển toàn bộ điện năng đến nơi cần thiết của pin axit chì và có thể mất tới 50% điện năng. Các chất điện phân của pin Lithium-Iron Phosphate có thể đóng băng ở nhiệt độ -40 độ C và chỉ nên được sạc khi nhiệt độ trên 32 độ F. Pin Lithium-Iron Phosphate là lựa chọn tốt nhất của bạn trong thời tiết lạnh (trên – 20 độ C), nhưng vẫn sẽ bị giảm công suất đến 10%. Hãy xem xét một máy phát điện dự phòng được làm mát bằng chất lỏng và có một bình chứa khí propan.

Nếu bạn sống trong một khu vực đô thị, tiếng ồn là một yếu tố rất quan trọng trong sự lựa chọn của bạn. Máy phát điện làm mát bằng không khí hoạt động ồn hơn so với máy phát điện làm mát bằng chất lỏng và có thể làm phiền những người hàng xóm. Hệ thống pin Lithium-Iron Phosphate cũng có mức độ ồn thấp khi sử dụng. Xem xét một hệ thống pin quang điện mặt trời nếu bạn nhận được đủ ánh sáng mặt trời.

Nếu bạn sống trong một khu vực thường xuyên xảy ra tình trạng mất điện và mất điện trong một thời gian dài, thì máy phát điện làm mát bằng chất lỏng chạy bằng khí propan lỏng hoặc khí tự nhiên là lựa chọn tốt nhất của bạn. Máy phát điện chạy bằng khí đốt cháy sạch hơn và rất hiếm khi xảy ra trường hợp rò rỉ bình chứa. Tránh hơi propan nếu bạn sống ở vùng lạnh. Không khí xung quanh phải đủ ấm để quá trình hóa hơi xảy ra và việc nạp đúng lượng khí vào máy phát điện có thể là một vấn đề. Hệ thống pin Lithium-Iron Phosphate, nếu có dung lượng thích hợp, cũng là một lựa chọn. Hãy xem xét một máy phát điện dự phòng được làm mát bằng chất lỏng và có bình chứa khí propan (tốt nhất là làm mát bằng chất lỏng).

Nếu bạn sống ở múi giờ Thái Bình Dương, hãy tránh sử dụng khí đốt tự nhiên cho máy phát điện của bạn do khả năng xảy ra động đất. Xem xét một hệ thống pin quang điện mặt trời nếu bạn nhận được đủ ánh sáng mặt trời.

Bạn muốn có điện nhanh như thế nào sau khi cúp điện? Bạn có thể xoay xở với một máy phát điện cần được mang ra khỏi kho, đổ đầy nhiên liệu và sau đó mới được kết nối; hay bạn muốn có một máy phát điện dự phòng, được lắp đặt vĩnh viễn có công tắc chuyển tự động để giữ cho nguồn điện hoạt động mà không bị gián đoạn? Bạn có cần một máy biến tần hay nguồn điện một chiều để cung cấp năng lượng cho các thiết bị di động của bạn và các thiết bị chạy bằng pin khác? Bao lâu thì máy phát điện của nhà bạn cần được bảo dưỡng? Bạn thích nguồn nhiên liệu nào cho máy phát điện khẩn cấp của mình, bạn có muốn một công tắc chuyển tự động không? Nếu bạn cần nguồn điện ngay lập tức, hãy xem xét một máy phát điện dự phòng làm mát bằng chất lỏng, được cung cấp nhiên liệu bằng propan lỏng với công tắc chuyển tự động.

Lượng điện cung cấp mà bạn cần là bao lâu? Nếu bạn chỉ cần một vài giờ cung cấp điện cho một vài thiết bị, thì máy phát điện di động làm mát bằng không khí chạy bằng dầu diesel hoặc khí propan là lựa chọn tốt nhất cho bạn.

Ngân sách của bạn là bao nhiêu? Nếu chi phí là một vấn đề, thì máy phát điện di động làm mát bằng không khí chạy bằng dầu diesel hoặc khí propan là lựa chọn tốt nhất của bạn. Máy phát điện dự phòng đắt hơn, chi phí lắp đặt và cần được bảo trì thường xuyên bởi các kỹ thuật viên chuyên môn. Hệ thống pin phải được lên thiết kế và lắp đặt bởi các công ty chuyên nghiệp.

Lập kế hoạch phù hợp ngay bây giờ sẽ đảm bảo bạn có một hệ thống phù hợp với nhu cầu của mình và sẽ ứng phó tốt, kịp thời trước tình trạng mất điện nhiều trong tương lai.