BESS là gì? Giải pháp lưu trữ năng lượng giúp tối ưu trạm sạc xe điện

Trong quá trình chuyển dịch sang xe điện và năng lượng tái tạo, một bài toán ngày càng rõ ràng là điện được tạo ra ở thời điểm nào không phải lúc nào cũng trùng với thời điểm cần sử dụng. Điện mặt trời có thể tạo ra nhiều năng lượng vào ban ngày, trong khi nhu cầu tiêu thụ lại tăng vào những thời điểm khác. Với trạm sạc xe điện, lượng điện cần sử dụng cũng có thể tăng mạnh khi nhiều phương tiện cùng sạc trong một khoảng thời gian.

Đây là lý do BESS (Battery Energy Storage System) ngày càng được quan tâm. Không chỉ đơn thuần là một hệ thống lưu trữ điện, BESS có thể trở thành một thành phần quan trọng trong bài toán quản lý, điều phối và tối ưu năng lượng cho trạm sạc xe điện, nhà máy, khu công nghiệp và hệ thống điện mặt trời.

BESS là gì?

BESS (Battery Energy Storage System) là hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin, có khả năng nạp điện, lưu trữ và xả điện khi hệ thống có nhu cầu. Theo Bộ Công Thương, BESS là một loại hình lưu trữ năng lượng điện, có thể nạp và xả để phát điện khi hệ thống cần, đóng vai trò trong cân bằng phụ tải và hỗ trợ vận hành ổn định hệ thống điện.

Có thể hình dung đơn giản: nếu lưới điện giống như một hệ thống cung cấp nước, thì BESS giống như một bể chứa thông minh. Khi có nguồn điện dồi dào hoặc thời điểm phù hợp để tích điện, hệ thống có thể nạp năng lượng. Khi nhu cầu tăng, phần năng lượng đã lưu trữ có thể được xả để đáp ứng phụ tải.

Điểm quan trọng là BESS không tự tạo ra điện. Hệ thống cần nhận điện từ một hoặc nhiều nguồn, chẳng hạn như điện lưới hoặc điện mặt trời, sau đó lưu trữ và cung cấp lại khi cần.

Trên thế giới, BESS đang phát triển nhanh cùng với sự gia tăng của điện mặt trời, điện gió và các loại phụ tải mới như xe điện. Cơ quan năng lượng quốc tế (IEA) nhận định pin lưu trữ đang trở thành một trong những công nghệ quan trọng để tăng tính linh hoạt của hệ thống điện và hỗ trợ tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo biến đổi.

BESS hoạt động như thế nào?

Một hệ thống BESS có thể được hiểu qua ba bước cơ bản: nạp điện, lưu trữ và xả điện. Tuy nhiên, trong một hệ thống năng lượng hiện đại, việc quyết định khi nào nạp, khi nào xả và xả bao nhiêu điện thường cần được phối hợp với hệ thống quản lý năng lượng.

1. Nạp và lưu trữ năng lượng

BESS nhận điện từ các nguồn được kết nối với hệ thống. Với một mô hình kết hợp trạm sạc và năng lượng tái tạo, nguồn điện có thể bao gồm điện lưới và điện mặt trời.

Khi điện mặt trời tạo ra nhiều hơn nhu cầu sử dụng tại thời điểm đó, phần năng lượng phù hợp có thể được đưa vào BESS để lưu trữ. Tương tự, trong những mô hình cho phép tối ưu theo thời gian sử dụng điện, hệ thống có thể nạp điện vào những thời điểm phù hợp để sử dụng vào thời điểm khác.

Năng lượng sau đó được lưu trữ trong hệ thống pin và sẵn sàng được sử dụng khi có nhu cầu.

2. Quản lý năng lượng

BESS hiện đại không nên được xem như một thiết bị hoạt động độc lập. Giá trị của hệ thống tăng lên khi nó được kết nối với Energy Management System (EMS) và các thiết bị, nguồn điện khác trong cùng một hệ sinh thái.

Hệ thống quản lý năng lượng có thể theo dõi các dữ liệu như công suất tiêu thụ, trạng thái của BESS, nguồn điện mặt trời, phụ tải và nhu cầu sử dụng điện. Từ đó, hệ thống có thể đưa ra quyết định về việc nạp hoặc xả năng lượng theo chiến lược vận hành được thiết lập.

Đối với hạ tầng sạc xe điện, bài toán này càng trở nên quan trọng khi nhu cầu sạc có thể thay đổi liên tục theo số lượng xe, thời điểm và nhu cầu của từng phương tiện.

3. Xả điện khi cần

Khi nhu cầu điện tăng hoặc khi hệ thống cần bổ sung công suất, BESS có thể xả phần năng lượng đã lưu trữ để cung cấp cho phụ tải.

Ở cấp độ hệ thống điện, Bộ Công Thương cho biết BESS có thể hỗ trợ cân bằng cung cầu, điều khiển điện áp và tần số, quản lý nghẽn mạch và nâng cao tính linh hoạt trong vận hành hệ thống điện.

Ở cấp độ doanh nghiệp hoặc trạm sạc, việc sử dụng BESS phù hợp có thể giúp tối ưu cách nguồn điện được sử dụng và giảm áp lực lên công suất điện lưới tại những thời điểm nhu cầu tăng cao.

Vì sao trạm sạc xe điện cần BESS?

Khi số lượng xe điện tăng, nhu cầu về hạ tầng sạc cũng tăng theo. Bài toán của một trạm sạc không chỉ là có bao nhiêu cổng sạc mà là trạm có đủ năng lượng và công suất để phục vụ các xe vào cùng thời điểm hay không.

Hãy hình dung một trạm có nhiều cổng sạc nhanh. Nếu lượng lớn xe cùng bắt đầu sạc trong một khoảng thời gian ngắn, phụ tải của trạm có thể tăng mạnh. Nếu muốn mở rộng quy mô, chủ đầu tư có thể phải xem xét khả năng cung cấp điện của hạ tầng hiện hữu và phương án nâng cấp công suất.

BESS mở ra một cách tiếp cận khác: thay vì chỉ phụ thuộc vào công suất điện lưới tại thời điểm nhu cầu tăng cao, trạm có thể sử dụng phần năng lượng đã được lưu trữ trước đó để bổ sung cho phụ tải.

Điều này đặc biệt có ý nghĩa khi kết hợp BESS với Dynamic Load Management (DLM). DLM có thể phân bổ công suất sạc theo nhu cầu thực tế của từng xe, trong khi BESS cung cấp thêm một nguồn năng lượng linh hoạt cho hệ thống. Hai lớp công nghệ này giải quyết hai bài toán khác nhau nhưng có thể bổ trợ cho nhau: DLM tối ưu cách phân bổ công suất, còn BESS tăng khả năng chủ động về nguồn năng lượng.

BESS kết hợp với điện mặt trời như thế nào?

Một trong những ứng dụng đáng chú ý của BESS là kết hợp với Solar PV (điện mặt trời).

Điện mặt trời có đặc điểm phụ thuộc vào bức xạ mặt trời. Vì vậy, thời điểm nguồn điện được tạo ra không phải lúc nào cũng trùng với thời điểm phụ tải cần điện. Khi kết hợp với BESS, phần năng lượng phù hợp được tạo ra từ hệ thống mặt trời có thể được lưu trữ và sử dụng vào thời điểm khác.

Ví dụ, tại một trạm sạc có hệ thống điện mặt trời, năng lượng mặt trời được tạo ra trong ngày có thể được sử dụng trực tiếp cho phụ tải hoặc đưa vào BESS. Khi nhu cầu sạc tăng vào thời điểm khác, phần năng lượng đã lưu trữ có thể được sử dụng để hỗ trợ hệ thống.

Đây chính là giá trị quan trọng của việc kết hợp Solar + BESS: không chỉ tạo ra năng lượng tái tạo mà còn tăng khả năng chủ động về thời điểm sử dụng nguồn năng lượng đó.

Ở quy mô hệ thống, IEA cũng đánh giá battery storage là một công cụ quan trọng để hỗ trợ tích hợp điện mặt trời và điện gió, đồng thời cung cấp tính linh hoạt cho hệ thống điện.

BESS mang lại những lợi ích gì cho trạm sạc?

Một hệ thống BESS được thiết kế phù hợp với nhu cầu thực tế có thể tạo ra nhiều giá trị cho chủ đầu tư trạm sạc.

Thứ nhất, tối ưu chi phí điện. BESS có thể hỗ trợ chiến lược nạp và xả năng lượng theo thời điểm, qua đó giúp doanh nghiệp chủ động hơn trong việc sử dụng nguồn điện và hạn chế phụ thuộc vào điện lưới tại những thời điểm nhu cầu cao.

Thứ hai, tận dụng tốt hơn nguồn điện mặt trời. Thay vì chỉ sử dụng điện mặt trời tại thời điểm hệ thống tạo ra điện, BESS cho phép lưu trữ năng lượng để sử dụng vào thời điểm phù hợp hơn.

Thứ ba, hỗ trợ mở rộng công suất phục vụ. Khi được kết hợp với hệ thống quản lý năng lượng và Dynamic Load Management, BESS có thể trở thành một phần của chiến lược tối ưu công suất, giúp trạm khai thác tốt hơn hạ tầng điện hiện có.

Thứ tư, tăng tính linh hoạt của hệ thống năng lượng. BESS giúp hệ thống có thêm khả năng điều phối giữa các nguồn điện và phụ tải thay vì chỉ phụ thuộc vào một nguồn duy nhất.

Tuy nhiên, BESS không phải là giải pháp có thể lắp đặt theo một công thức chung cho mọi trạm. Quy mô, công suất, thời lượng lưu trữ và chiến lược vận hành cần được tính toán dựa trên phụ tải, nguồn điện, mô hình kinh doanh và mục tiêu đầu tư cụ thể. Bộ Công Thương cũng lưu ý rằng việc triển khai BESS cần được tính toán về sự cần thiết, vị trí và quy mô để bảo đảm hiệu quả đầu tư.

BESS trong hệ sinh thái Eco EV Charging Station 2.0

Tại Volterra, BESS được nhìn nhận không phải như một thiết bị độc lập mà là một thành phần của hệ sinh thái quản lý năng lượng cho trạm sạc xe điện.

Trong mô hình Eco EV Charging Station 2.0, các nguồn và thiết bị như điện lưới, Solar, BESS và trạm sạc được kết nối thông qua lớp quản lý năng lượng. Hệ thống có thể theo dõi trạng thái năng lượng, phân bổ công suất và điều phối nguồn điện theo chiến lược vận hành của trạm.

Trong đó, Dynamic Load Management tập trung vào việc phân bổ công suất sạc theo thời gian thực, giúp nguồn công suất hiện có được sử dụng phù hợp với nhu cầu của các phương tiện. BESS bổ sung khả năng lưu trữ và điều phối năng lượng, còn Solar tạo thêm nguồn năng lượng tái tạo tại chỗ.

Khi các thành phần này được kết nối với nhau, trạm sạc không còn chỉ là nơi nhận điện từ lưới và cung cấp điện cho xe. Nó trở thành một hệ thống năng lượng có khả năng quan sát, điều phối và tối ưu dòng năng lượng.

BESS và xu hướng phát triển của hệ thống năng lượng

Sự phát triển của BESS đang diễn ra đồng thời với sự gia tăng của năng lượng tái tạo và các phụ tải điện mới. IEA cho biết năm 2025 thế giới đã triển khai thêm 108 GW công suất lưu trữ bằng pin, tăng 40% so với năm 2024; khoảng 80% công suất pin mới được triển khai ở quy mô utility-scale, phần còn lại thuộc các hệ thống phía sau công tơ của khách hàng thương mại và dân dụng.

Tại Việt Nam, Quy hoạch điện VIII điều chỉnh đặt mục tiêu đến năm 2030 hệ thống pin lưu trữ đạt khoảng 10.000–16.300 MW. Đến năm 2050, công suất được định hướng đạt hơn 95.983 MW.

Bộ Công Thương cũng đang xây dựng và hoàn thiện cơ chế liên quan đến giá dịch vụ phát điện của BESS, cho thấy việc hình thành thị trường và cơ chế đầu tư cho hệ thống lưu trữ đang tiếp tục được thúc đẩy.

Những định hướng này cho thấy BESS có thể ngày càng đóng vai trò lớn hơn trong nhiều mô hình: từ hệ thống điện quy mô lớn, nhà máy năng lượng tái tạo, khu công nghiệp cho đến các hệ thống Behind-the-Meter và hạ tầng sạc xe điện.

Câu hỏi thường gặp về BESS

BESS có tự tạo ra điện không?

Không. BESS không tạo ra điện mà có chức năng nạp, lưu trữ và xả điện từ các nguồn được kết nối với hệ thống.

BESS có cần kết hợp với điện mặt trời không?

Không bắt buộc. BESS có thể được sạc từ điện lưới hoặc các nguồn điện khác tùy theo thiết kế và mục tiêu vận hành. Tuy nhiên, việc kết hợp BESS với Solar có thể giúp tăng khả năng sử dụng nguồn điện mặt trời vào những thời điểm phù hợp hơn.

BESS có phù hợp với trạm sạc xe điện không?

Có. BESS có thể được sử dụng trong hạ tầng sạc để hỗ trợ quản lý năng lượng, đặc biệt trong các bài toán phụ tải biến động và nhu cầu công suất cao. Hiệu quả thực tế phụ thuộc vào quy mô trạm, phụ tải, nguồn điện, cấu hình hệ thống và chiến lược vận hành.

BESS có thay thế điện mặt trời không?

Không. Solar và BESS thực hiện hai chức năng khác nhau và có thể bổ trợ cho nhau. Solar tạo ra điện, trong khi BESS lưu trữ điện để sử dụng vào thời điểm phù hợp.

AI có vai trò gì trong hệ thống BESS?

AI có thể được sử dụng như một lớp hỗ trợ phân tích và tối ưu trong hệ thống quản lý năng lượng, chẳng hạn dự báo nhu cầu, hỗ trợ lập chiến lược nạp/xả và điều phối nguồn điện. Hiệu quả phụ thuộc vào dữ liệu, thuật toán và cách hệ thống được triển khai thực tế.

Kết luận

Sự phát triển mạnh mẽ của xe điện, năng lượng tái tạo và trí tuệ nhân tạo đang làm thay đổi cách chúng ta sản xuất, lưu trữ và sử dụng điện.

Trong bối cảnh đó, BESS không còn đơn thuần là một hệ thống lưu trữ năng lượng mà trở thành nền tảng quan trọng để xây dựng hạ tầng năng lượng thông minh, linh hoạt và bền vững.

Khi kết hợp cùng Solar, AI và Energy Management System, BESS giúp doanh nghiệp không chỉ giảm chi phí vận hành mà còn tạo lợi thế cạnh tranh trong quá trình chuyển đổi năng lượng.

Với định hướng Deep Tech for Eco EV Charging, Volterra đang phát triển các giải pháp quản lý năng lượng thế hệ mới, góp phần xây dựng hạ tầng sạc xe điện thông minh và thúc đẩy quá trình chuyển đổi xanh tại Việt Nam cũng như khu vực.