Độ xả sâu (DOD) là gì? Cách tính DOD

Khi sử dụng hệ thống điện mặt trời có lưu trữ, dung lượng pin không phải là yếu tố duy nhất quyết định lượng điện có thể khai thác. Một thông số quan trọng khác mà quý khách thường gặp trong thông số kỹ thuật của pin lithium là độ xả sâu (DOD).

Vậy độ xả sâu (DOD) là gì, DOD bao nhiêu là phù hợp và chỉ số này ảnh hưởng như thế nào đến hệ thống điện mặt trời? Hãy cùng Saigon Solar tìm hiểu chi tiết qua bài viết dưới đây.

Độ xả sâu (DOD) là gì?

DOD (Depth of Discharge) là viết tắt của Depth of Discharge, nghĩa là độ sâu xả của pin hoặc ắc quy. Chỉ số này thể hiện tỷ lệ phần trăm dung lượng điện đã được sử dụng so với tổng dung lượng khả dụng của pin trong một chu kỳ xả.

Hiểu đơn giản, DOD cho biết pin đã được sử dụng hết bao nhiêu phần trăm dung lượng. Chẳng hạn, một viên pin có DOD 20% nghĩa là pin mới sử dụng khoảng 20% dung lượng; DOD 80% nghĩa là đã sử dụng khoảng 80% dung lượng.

DOD thường được nhắc đến khi sử dụng pin lithium lưu trữ điện mặt trời, hệ thống điện mặt trời hybrid, điện mặt trời độc lập và các thiết bị lưu trữ năng lượng.

DOD và SOC khác nhau như thế nào?

DOD thường được xem là đại lượng ngược với SOC (State of Charge) – trạng thái sạc của pin.

Nếu bỏ qua một số sai số trong thực tế, có thể hiểu:

Ví dụ, khi pin còn 70% dung lượng, SOC là 70% và DOD tương ứng khoảng 30%. Khi pin còn 20%, DOD đã đạt khoảng 80%.

Cách tính độ xả sâu DOD

DOD có thể được tính dựa trên lượng điện năng đã sử dụng và tổng dung lượng pin:

Ví dụ, một bộ pin lithium có dung lượng 10 kWh. Nếu hệ thống đã sử dụng 6 kWh thì:

DOD = 6/10 × 100% = 60%

Như vậy, pin đã xả ở mức 60% và còn khoảng 40% dung lượng.

DOD bao nhiêu là phù hợp?

Không có một mức DOD duy nhất phù hợp với tất cả loại pin. Mức xả sâu cho phép phụ thuộc vào công nghệ pin, thiết kế của nhà sản xuất, hệ thống quản lý pin BMS và điều kiện vận hành.

Với pin lithium dùng trong hệ thống điện mặt trời, nhà sản xuất thường công bố một mức DOD khuyến nghị hoặc DOD tối đa. Quý khách nên dựa vào thông số kỹ thuật của đúng model pin thay vì chỉ căn cứ vào một con số chung.

Thông thường, DOD càng cao thì lượng điện có thể khai thác trong mỗi chu kỳ càng lớn, nhưng việc thường xuyên xả pin đến mức rất sâu có thể ảnh hưởng đến tuổi thọ tùy theo công nghệ và thiết kế pin.

Mối liên hệ giữa DOD và tuổi thọ pin

DOD là một trong những yếu tố cần quan tâm khi đánh giá cách vận hành hệ thống lưu trữ điện.

Nếu cùng một loại pin được sử dụng với các chu kỳ có độ xả khác nhau, số chu kỳ mà pin có thể đáp ứng có thể thay đổi. Việc thường xuyên xả ở mức rất sâu có thể tạo thêm áp lực lên pin, trong khi sử dụng ở mức DOD thấp hơn thường giúp giảm mức độ hao mòn mỗi chu kỳ.

Tuy nhiên, không nên hiểu rằng DOD càng thấp thì luôn tốt hơn. Nếu hệ thống có dung lượng pin quá nhỏ và phải xả sâu liên tục để đáp ứng nhu cầu điện, hiệu quả sử dụng cũng có thể không tối ưu.

Vì vậy, khi thiết kế hệ thống điện mặt trời lưu trữ, cần cân đối giữa dung lượng pin, nhu cầu sử dụng điện, DOD cho phép và số chu kỳ dự kiến.

DOD ảnh hưởng thế nào đến hệ thống điện mặt trời?

Đối với hệ thống điện mặt trời có lưu trữ, DOD ảnh hưởng trực tiếp đến dung lượng điện có thể khai thác từ pin.

Ví dụ:

Dung lượng pin	DOD	Dung lượng có thể sử dụng lý thuyết
10 kWh	50%	5 kWh
10 kWh	70%	7 kWh
10 kWh	80%	8 kWh
10 kWh	90%	9 kWh

Bảng trên chỉ thể hiện dung lượng có thể sử dụng theo lý thuyết. Khi vận hành thực tế, lượng điện sử dụng được còn phụ thuộc vào hiệu suất sạc/xả, giới hạn của BMS, biến tần, nhiệt độ và các điều kiện khác.

DOD khác gì với dung lượng pin?

Hai khái niệm này dễ bị nhầm lẫn nhưng có ý nghĩa khác nhau.

Dung lượng pin cho biết pin có khả năng lưu trữ bao nhiêu năng lượng, thường được biểu thị bằng Ah hoặc kWh.

Trong khi đó, DOD cho biết đã sử dụng bao nhiêu phần trăm dung lượng đó.

Ví dụ, một hệ thống có pin 20 kWh không có nghĩa là mỗi lần đều sử dụng được toàn bộ 20 kWh. Nếu thiết lập hoặc giới hạn vận hành ở DOD 80%, dung lượng khai thác theo lý thuyết sẽ khoảng 16 kWh.

Những yếu tố ảnh hưởng đến DOD và tuổi thọ pin

Bên cạnh DOD, tuổi thọ và khả năng hoạt động của pin còn chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố khác như:

• Số chu kỳ sạc và xả.
• Nhiệt độ môi trường và nhiệt độ khi vận hành.
• Dòng điện sạc, dòng điện xả.
• Điện áp sạc và điện áp xả.
• Chất lượng cell pin.
• Hệ thống BMS.
• Điều kiện lắp đặt và thông gió.
• Cách cài đặt biến tần và chế độ vận hành.

Đặc biệt, với hệ thống điện mặt trời lưu trữ, việc phối hợp đúng giữa pin – BMS – biến tần hybrid rất quan trọng. Cài đặt giới hạn sạc và xả phù hợp giúp hệ thống vận hành ổn định hơn và khai thác hiệu quả dung lượng pin.

Có nên xả pin đến 100% DOD không?

Không nên mặc định rằng pin nào cũng có thể hoặc nên xả đến 100% DOD. Mức DOD tối đa phụ thuộc vào thông số kỹ thuật của từng loại pin.

Với pin lithium, hệ thống BMS thường có chức năng giám sát và bảo vệ các thông số như điện áp, dòng điện và nhiệt độ. Khi pin đạt giới hạn xả được thiết lập, hệ thống có thể ngắt hoặc hạn chế quá trình xả để bảo vệ pin.

Do đó, quý khách nên kiểm tra datasheet và hướng dẫn của nhà sản xuất trước khi thiết lập giới hạn DOD trên biến tần.

DOD quan trọng như thế nào khi chọn pin điện mặt trời?

Khi lựa chọn pin lưu trữ cho hệ thống điện mặt trời, không nên chỉ nhìn vào dung lượng kWh. Quý khách nên xem xét đồng thời:

1. Dung lượng danh định của pin.
2. DOD được nhà sản xuất công bố.
3. Dung lượng sử dụng thực tế.
4. Số chu kỳ sạc/xả.
5. Công suất sạc và xả tối đa.
6. Khả năng tương thích với biến tần.
7. Điều kiện bảo hành và thời gian bảo hành.

Chẳng hạn, hai bộ pin cùng có dung lượng 10 kWh nhưng có giới hạn DOD khác nhau sẽ cho lượng điện khai thác khác nhau. Vì vậy, dung lượng khả dụng thường có ý nghĩa thực tế hơn việc chỉ nhìn vào dung lượng danh định.

Kết luận

Độ xả sâu (DOD) là chỉ số quan trọng khi sử dụng pin lưu trữ, đặc biệt trong hệ thống điện mặt trời hybrid và điện mặt trời có lưu trữ. DOD cho biết tỷ lệ dung lượng pin đã được sử dụng trong một chu kỳ, đồng thời có mối liên hệ với lượng điện khai thác được và tuổi thọ của pin.

Khi lựa chọn hệ thống lưu trữ, quý khách nên cân nhắc đồng thời dung lượng pin, DOD, số chu kỳ, công suất sạc/xả và khả năng tương thích với biến tần. Nếu cần thiết kế hệ thống điện mặt trời có lưu trữ phù hợp với nhu cầu sử dụng, quý khách có thể liên hệ Saigon Solar để được khảo sát, tư vấn và báo giá thiết kế sơ bộ.