EnglishSo sánh pin và các nguồn cấp điện khác
Chúng ta đều đã nghe tới những cải tiến tuyệt vời trong công nghệ pin, mỗi cải tiến đều mang lại những lợi ích riêng biệt, nhưng không có cải tiến nào cung cấp giải pháp hoàn toàn thỏa đáng cho tất cả các nhu cầu năng lượng ngày nay. Mặc dù pin có nhiều ưu điểm so với các nguồn năng lượng khác nhưng nó cũng có những hạn chế lớn cần giải quyết. Hãy cùng chúng tôi xem xét các tiêu chí sau nhé:
Lưu trữ năng lượng
Pin lưu trữ năng lượng khá tốt và trong thời gian dài. Pin sơ cấp (không thể sạc lại) chứa nhiều năng lượng hơn pin thứ cấp (có thể sạc lại) và khả năng tự xả thấp hơn. Pin làm từ chì, niken và lithium cần được sạc lại định kỳ để bù đắp năng lượng đã mất. (Xem BU-802b: Tự phóng điện trên cao có tác dụng gì?)
Công suất
So với nhiên liệu hóa thạch, khả năng lưu trữ năng lượng của pin không tốt bằng. Năng lượng theo khối lượng của xăng là hơn 12.000 Wh/kg. Ngược lại, pin Li-ion hiện đại chỉ mang được khoảng 200 Wh/kg; tuy nhiên pin có ưu điểm là cung cấp năng lượng hiệu quả hơn động cơ nhiệt.
Khả năng sẵn sàng cấp điện
Pin có lợi thế gần như tuyệt đối với các nguồn năng lượng khác trong việc cung cấp năng lượng sẵn có trong một thời gian ngắn – ví dụ đèn flash máy ảnh! Pin không cần khởi động như động cơ đốt trong; năng lượng pin giải phóng sau trong một phần của giây. Hãy đem so sánh việc này với một động cơ phản lực mất vài giây để tăng tốc, tế bào nhiên liệu cần vài phút để tạo ra năng lượng và động cơ hơi nước lạnh của đầu máy xe lửa cần hàng giờ để tạo ra hơi nước.
Băng thông nguồn
Hầu hết các loại pin sạc đều có băng thông công suất rộng, nghĩa là chúng có thể xử lý hiệu quả các tải nhỏ và lớn, tính chất này tương tự động cơ diesel. So sánh nhanh với các loại khacs: băng thông của tế bào nhiên liệu hẹp và hoạt động tốt nhất trong một tải cụ thể. Động cơ phản lực cũng hoạt động hiệu quả nhất ở tốc độ vòng quay mỗi phút (RPM) được xác định trước.
Môi trường
Pin là giải pháp năng lượng sạch. Hầu hết các cell pin được đóng kín và không có hiện tưởng thoát khí, chạy êm, không rung. Đây là đặc tính ưu việt so với động cơ đốt trong chạy ầm ầm, hoặc các tế bào năng lượng cần phải có máy nén khí hoặc quạt mát. Động cơ đốt trong cần không khí và khoảng không hoạt động lớn để xả thải khí ga độc.
Tính Hiệu quả
Pin có hiệu quả cao. Li-ion có hiệu suất sạc 99% và hao tổn khi xả rất nhỏ. Đem so sánh hiệu suất năng lượng của pin nhiên liệu là 20 – 60% và của động cơ đốt trong là 25 – 30%. Ở tốc độ nạp khí và nhiệt độ hoạt động tối ưu, GE90-115 trên máy bay phản lực Boeing 777 đạt hiệu suất 37%.
Cài đặt
Pin được cài đặt đơn giản. Chúng được hàn kín nên có thể hoạt động ở mọi vị trí với khả năng chống sốc, chống rung tốt. Hầu hết các động cơ đốt trong phải được đặt ở vị trí thẳng đứng và gắn trên bộ giảm chấn hấp thụ sốc để giảm rung. Động cơ nhiệt cũng cần một ống nạp khí và một bộ giảm thanh xả.
Chi phí vận hành
Pin gốc lithium và niken phù hợp nhất cho các thiết bị di động; ắc quy axit chì là giải pháp tiết kiệm cho các ứng dụng di chuyển có bánh xe và các trạm phát. Giá cả và trọng lượng khiến pin trở nên không khả thi đối với hệ thống truyền động điện trên các phương tiện lớn hơn. Chi phí lấy năng lượng từ pin cao hơn khoảng ba lần so với lấy năng lượng từ lưới điện xoay chiều. Việc tính toán bao gồm chi phí của pin, chi phí sạc từ lưới điện và lập ngân sách cho việc thay thế cuối cùng.
Tuổi thọ sử dụng
Pin sạc có tuổi thọ và tuổi thọ tương đối ngắn ngay cả khi không sử dụng. Tuổi thọ từ 3 đến 5 năm là thỏa đáng đối với các sản phẩm tiêu dùng, nhưng điều này không được chấp nhận đối với pin lớn hơn. Pin xe hybrid và xe điện được bảo hành từ 8–10 năm; pin nhiên liệu cung cấp 2.000–5.000 giờ hoạt động và tùy thuộc vào nhiệt độ, pin cố định lớn có thể hoạt động tốt trong 5–20 năm.
Nhiệt độ quá lạnh hoặc quá nóng
Nhiệt độ lạnh làm chậm phản ứng điện hóa và pin không hoạt động tốt ở nhiệt độ dưới mức đóng băng. Pin nhiên liệu cũng gặp vấn đề tương tự, nhưng động cơ đốt trong sẽ hoạt động hoàn toàn bình thường sau khi được làm nóng. Sạc nhanh chỉ làm được khi nhiệt độ trên mức đóng băng. Hoạt động ở nhiệt độ cao giúp tăng hiệu suất nhưng điều này cũng gây ra sự lão hóa nhanh chóng gia tăng áp lực lên pin.
Thời gian sạc
Đây là một nhược điểm không thể chối cãi của pin. Pin lithium và niken mất 1–3 giờ để sạc; ắc quy axit chì thường mất 14 giờ. Để so sánh, việc đổ đầy nhiên liệu cho một chiếc xe chỉ mất vài phút. Mặc dù một số xe điện có thể được sạc tới 80% trong vòng chưa đầy một giờ trên ổ cắm công suất cao, nhưng pin Li-ion sẽ bị căng thẳng khi sạc cực nhanh.
Xử lý rác thải
Pin niken-cadmium và ắc quy axit chì chứa vật liệu nguy hiểm và không thể xử lý tại các bãi chôn lấp. Hệ thống pin niken-kim loại-hydrua và lithium thân thiện với môi trường và có thể được đưa vào các vật dụng gia đình thông thường với số lượng nhỏ, nhưng các nhà chức trách khuyến nghị nên tái chế tất cả pin.
