Nhà máy điện ảo - VPP không phải là một nhà máy điện truyền thống với ống khói và tuabin. Thay vào đó, nó là tổ hợp các nguồn năng lượng phân tán - Ảnh: Solarchoice
Nhà máy điện ảo là gì?
Hãy hình dung một tương lai, nơi mỗi ngôi nhà không chỉ tiêu thụ điện mà còn trở thành một phần của hệ thống cung cấp điện năng cho cả cộng đồng. Với việc lắp đặt tấm pin năng lượng mặt trời trên mái nhà và sở hữu một chiếc xe điện, người dân có thể tự sản xuất điện từ nguồn năng lượng tái tạo, sử dụng cho gia đình, hoặc sạc xe điện. Nếu không dùng hết, lượng điện dư thừa sẽ được lưu trữ trong pin của xe hoặc bộ pin dự phòng. Đây không chỉ là viễn cảnh cho một gia đình, mà là cho hàng ngàn ngôi nhà và cơ sở khác. Khi tất cả những nguồn năng lượng tái tạo này được kết nối với nhau qua một hệ thống thông minh, chúng hoạt động như một nhà máy điện ảo - Virtual Power Plant (VPP).
VPP không phải là một nhà máy điện truyền thống với ống khói và tuabin. Thay vào đó, nó là tổ hợp các nguồn năng lượng phân tán (DER) như các hộ gia đình, nhà máy điện năng lượng tái tạo quy mô nhỏ, pin lưu trữ và các hệ thống pin nhiên liệu. Những nguồn năng lượng này được kiểm soát tích hợp để hoạt động đồng bộ, giống như một nhà máy điện thực sự. Nhờ sự sắp xếp khoa học và thông minh, VPP giúp lưới điện trở nên sạch hơn và hiệu quả hơn.
Trong hơn một thế kỷ, hình ảnh quen thuộc của các nhà máy điện thường gắn liền với than đá và tuabin quay. Nhưng trong kỷ nguyên mới, nhà máy điện ảo sẽ thay đổi hoàn toàn cách chúng ta hiểu về việc sản xuất và cung cấp điện. VPP tích hợp nhiều nguồn điện khác nhau, dù quy mô nhỏ lẻ, để cung cấp điện vào lưới và duy trì sự ổn định. Bằng việc tối ưu hóa các nguồn năng lượng tái tạo phân tán, VPP còn mang lại nhiều lợi ích hơn so với các nhà máy điện truyền thống, từ việc giảm chi phí đến sử dụng năng lượng sạch.
Với sự phát triển của công nghệ năng lượng mặt trời và pin lưu trữ, VPP đang ngày càng phổ biến, không chỉ giúp kiểm soát mức sử dụng điện mà còn cung cấp điện trở lại lưới khi cần thiết. Đây là tương lai của ngành điện, nơi mỗi người tiêu dùng có thể trở thành nhà sản xuất, góp phần tạo nên một lưới điện bền vững hơn.
Nhà máy điện ảo VPP sẽ định hình hệ thống năng lượng của tương lai?
Nhà máy điện ảo đang được kỳ vọng sẽ định hình lại hệ thống năng lượng trong tương lai, khi thế giới chuyển dần từ các nguồn nhiên liệu hóa thạch như than và khí đốt sang năng lượng tái tạo. Việc chuyển đổi này đòi hỏi các hệ thống năng lượng đã tồn tại hàng thập kỷ phải thay đổi cách vận hành. VPP được các chính phủ và công ty tư nhân đặt nhiều kỳ vọng, không chỉ giúp giảm chi phí mà còn ngăn ngừa tình trạng quá tải lưới điện.
Kevin Brehm, chuyên gia quản lý tại Viện Rocky Mountain (Hoa Kỳ), nhận định rằng, so sánh VPP với các nhà máy điện truyền thống là "hữu ích", nhưng VPP có khả năng cung cấp các dịch vụ mà nhà máy điện thông thường không thể. Một trong những điểm khác biệt quan trọng là khả năng điều chỉnh mức sử dụng năng lượng theo thời gian thực. VPP có thể giao tiếp với các nguồn năng lượng phân tán và cho phép các nhà điều hành kiểm soát nhu cầu điện của người tiêu dùng.
Chẳng hạn, các bộ điều nhiệt thông minh kết nối với hệ thống điều hòa không khí có thể điều chỉnh nhiệt độ một cách tự động, giúp ngăn ngừa tình trạng quá tải vào giờ cao điểm. Tương tự, bộ sạc xe điện có thể thích ứng với yêu cầu của lưới điện, giúp điều tiết nguồn cung và tiêu thụ điện năng. Thông qua các công nghệ kết nối như Wi-Fi hay Bluetooth, các nguồn năng lượng phân tán này hoạt động như một phần của hệ thống lưới điện thông minh, giúp tăng cường sự ổn định và khả năng phục hồi của toàn hệ thống.
VPP còn có vai trò quan trọng trong quá trình chuyển đổi năng lượng sạch. Thay vì phải phụ thuộc vào các nhà máy "phủ đỉnh" sử dụng khí đốt, vốn chỉ hoạt động trong những thời điểm nhu cầu điện cao, VPP có thể thay thế bằng cách cung cấp điện từ các nguồn năng lượng tái tạo phân tán.
Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE) hiện đang đặt mục tiêu tăng công suất VPP lên từ 80 đến 160 GW vào năm 2030, tương đương với việc không cần xây dựng 80 - 160 nhà máy nhiên liệu hóa thạch.
Ngoài việc giảm phát thải, VPP còn giúp người tiêu dùng tiết kiệm chi phí điện năng. Các nghiên cứu cho thấy việc sử dụng VPP trong thời điểm nhu cầu cao tiết kiệm tới 60% chi phí so với việc dựa vào các nhà máy khí đốt. Đặc biệt, VPP khuyến khích sự tham gia của người tiêu dùng vào hệ thống năng lượng. Không chỉ đơn thuần là người sử dụng điện, họ còn đóng vai trò cung cấp điện trở lại lưới, giúp nâng cao nhận thức và sự đầu tư vào năng lượng sạch.
Theo DOE, công suất của các nguồn năng lượng phân tán đang mở rộng nhanh chóng do việc áp dụng rộng rãi các loại xe điện, trạm sạc và thiết bị nhà thông minh. Việc kết nối những thứ này với hệ thống VPP giúp tăng cường khả năng cân bằng nhu cầu và cung cấp điện theo thời gian thực của lưới điện. Các cơ quan quản lý cũng đang tham gia.
Hiệp hội các Ủy viên tiện ích quản lý quốc gia Hoa Kỳ đã bắt đầu tổ chức các hội thảo chuyên đề để giáo dục các thành viên của mình về VPP và cách triển khai chúng tại các tiểu bang của họ. Ủy ban Năng lượng California chuẩn bị tài trợ cho nghiên cứu về những lợi ích của việc tích hợp VPP vào hệ thống lưới điện của mình. Brehm cho biết, sự quan tâm này từ các cơ quan quản lý là mới, nhưng đầy hứa hẹn.
Link gốc