7. Tích hợp lưới điện

Các công nghệ tích hợp lưới điện chủ yếu bao gồm truyền tải, phân phối và ổn định năng lượng tái tạo. Mở rộng quy mô sản xuất năng lượng tái tạo thường nằm xa các trung tâm tiêu thụ, dẫn đến tổn thất điện trong quá trình truyền tải và phân phối. Để khắc phục điều này, các công nghệ điện tử lưới điện hiệu quả năng lượng như chất bán dẫn Gali Nitride (GaN) và Silicon Carbide (SiC) được tận dụng. Thách thức về điện áp và dao động tần số do những biến đổi trong sản xuất năng lượng tái tạo được giải quyết thông qua các giải pháp dựa trên vi điều khiển.

Bất chấp những công nghệ này, việc ổn định lưới điện là một thách thức lớn do sử dụng điện không liên tục. Công nghệ Vehicle-to-grid (V2G) cho phép ổn định lưới điện trong giờ cao điểm, trong khi các giải pháp G2V, sử dụng phương tiện như một thiết bị lưu trữ. Kết quả là cả ngành năng lượng và vận tải đều được hưởng lợi.

Ageto Energy thiết kế Bộ điều khiển Microgrid

Ageto Energy là một công ty khởi nghiệp có trụ sở tại Hoa Kỳ, chuyên sản xuất bộ điều khiển microgrid (mạng lưới vi mô) để phối hợp tất cả các yếu tố của microgrid. Bộ điều khiển microgrid của công ty khởi nghiệp, ARC, hoạt động như một bộ não của lưới điện vi mô và tích hợp các nguồn điện truyền thống khác với năng lượng tái tạo, bao gồm bộ biến tần, máy phát điện, tuabin, đồng hồ đo điện và tải trọng. ARC được bao bọc trong một lớp vỏ bền để chống chọi với thời tiết và nhiệt độ khắc nghiệt. Ngoài ra, nó còn cung cấp khả năng giám sát và kiểm soát mạng lưới vi mô theo thời gian thực.

Veir phát triển Chất siêu dẫn nhiệt độ cao (HTS)

Công ty khởi nghiệp Veir có trụ sở tại Hoa Kỳ cung cấp chất siêu dẫn nhiệt độ cao (HTS). Cáp HTS của công ty khởi nghiệp hoạt động với cường độ dòng điện gấp mười lần so với dây thông thường trong khi vẫn duy trì tính siêu dẫn. Để duy trì HTS ở nhiệt độ hoạt động, Veir sử dụng làm mát bằng chất làm lạnh bay hơi, hiệu quả hơn hai mươi lần so với làm lạnh cơ học. Điều này cho phép sản xuất và truyền tải năng lượng tái tạo quy mô lớn, giúp các công ty tiện ích có thể dễ dàng chuyển đổi sang nhiên liệu sạch hơn.

8. Hydro xanh

Khí hydro có mật độ năng lượng cao nhất trong tất cả các loại nhiên liệu và gần như không tạo ra khí nhà kính (GHG). Tuy nhiên, hầu hết hydro có nguồn gốc từ các nguồn không tái tạo ở dạng hydro màu xám và nâu. Trong thập kỷ qua, sự phát triển năng lượng tái tạo và pin nhiên liệu đã thúc đẩy sự chuyển dịch sang hydro xanh. Mặc dù sạch hơn, nhưng nó cũng phải đối mặt với các vấn đề về hiệu suất chuyển đổi năng lượng thấp của pin nhiên liệu và những thách thức trong truyền tải. Vì những lý do này, sự phát triển của hydro xanh tập trung vào cải thiện việc lưu trữ, truyền tải và phân phối hydro.

Lavo cung cấp pin nhiên liệu xanh HydrogenLithium lai

Công ty khởi nghiệp Lavo của Úc sản xuất pin nhiên liệu hydro xanh sử dụng năng lượng mặt trời và nước để sản xuất điện. Hệ thống pin hydro của Lavo được cấp bằng sáng chế của công ty khởi nghiệp có một bình chứa hydrua kim loại để lưu trữ hydro. Nó cũng chứa pin lithium-ion cho thời gian phản hồi nhanh, do đó biến nó thành một giải pháp lai. Hệ thống pin bền và hoạt động trong phạm vi nhiệt độ rộng. Nhờ đó, nó khắc phục được tình trạng mất điện trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt cũng như giúp tích trữ năng lượng hiệu quả và liên tục trong nhiều ngày.
ElektrikGreen cho phép phương tiện chạy bằng pin nhiên liệu gốc hydro xanh (FCV)
ElektrikGreen là một công ty khởi nghiệp có trụ sở tại Hoa Kỳ sử dụng hydro xanh để sạc cho các phương tiện chạy bằng pin nhiên liệu. Trạm tiếp nhiên liệu tại nhà của công ty khởi nghiệp cho phép sạc FCV bằng cách thêm chất độn nhiên liệu vào các bể chứa hydro xanh. Công nghệ tích hợp chuyển đổi điện năng, lưu trữ năng lượng, phần mềm quản lý dự đoán, giám sát và tiếp nhiên liệu, tất cả trong một hệ thống cài đặt đơn giản. Hệ thống ElektrikGreen cũng hỗ trợ các khu dân cư thông minh nhằm tối đa hóa lợi ích chia sẻ thông qua năng lượng phân tán.
9. Robot cải tiến

Hiệu quả sản xuất và quy trình là một trở ngại lớn trong việc khai thác năng lượng tái tạo. Công nghệ robot cho phép độ chính xác cao và sử dụng tối ưu các nguồn lực để vượt qua thách thức này. Ví dụ, các tấm pin mặt trời tự động tự định hướng để tối ưu hóa việc chuyển đổi năng lượng. Tự động hóa thiết bị cũng đẩy nhanh quá trình bảo trì trong khi giảm nhu cầu làm việc của con người. Kiểm tra máy bay không người lái và các hoạt động bảo trì tự động bằng robot (O&M) giúp xử lý các công việc nguy hiểm lặp đi lặp lại, do đó cải thiện độ an toàn và năng suất. Một ví dụ về điều này là việc sử dụng máy bay không người lái dựa trên mảng hình ảnh siêu âm theo từng giai đoạn để phát hiện nhanh chóng những hư hỏng bên trong hoặc bên ngoài của các tuabin gió lớn. Máy bay không người lái tiếp tục cho phép tạo ra các trang web kỹ thuật số sinh đôi và bản đồ 3D thông qua hình ảnh và tính toán dữ liệu độ cao.
Greenleap Robotics thiết kế Robot làm sạch pin năng lượng mặt trời

Công ty khởi nghiệp Greenleap Robotics của Ấn Độ đang phát triển một loại robot có khả năng tự động làm sạch các tấm pin mặt trời. Robot Lotus A4000 của công ty khởi nghiệp sử dụng vải sợi nhỏ siêu mềm để loại bỏ bụi và mảnh vụn, do đó, cho phép làm sạch tốn ít nước. Nó cũng khắc phục sự sai lệch giữa các tấm pin mặt trời, dẫn đến phạm vi làm sạch được cải thiện. Bên cạnh đó, việc kiểm soát tập trung tạo điều kiện cho việc bảo trì dự đoán và tự sạc cho robot. Greenleap Robotics cho phép các nhà máy năng lượng mặt trời quy mô lớn tự động hóa công việc sử dụng nhiều lao động của họ trong khi vẫn có thể điều khiển và giám sát từ xa.
SupAirVision cung cấp công nghệ chẩn đoán cánh quạt trên máy bay không người lái
SupAirVision là một công ty khởi nghiệp của Pháp cung cấp công nghệ chẩn đoán cánh quạt gió được số hóa. Các công cụ phần mềm của công ty khởi nghiệp, Sherlock và Volta, sử dụng AI để phát hiện những khuyết tật cấu trúc trên các cánh quạt và chẩn đoán các đường dẫn phát sáng của các cánh quạt tương ứng.

Một công cụ phần mềm khác, Clarity, cũng phát hiện các khuyết tật cấu trúc bên trong cánh quạt. Kết hợp với nhau, chúng cung cấp những chẩn đoán chính xác và an toàn, do đó, giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động của tuabin gió. Công nghệ này mang lại lợi ích cho các trang trại tuabin gió quy mô tiện ích bằng cách cung cấp các giải pháp quản lý có thể mở rộng với yêu cầu nhân viên tối thiểu.

10. Blockchain

Các công ty khởi nghiệp năng lượng sử dụng công nghệ blockchain để thúc đẩy những giao dịch đáng tin cậy trong lĩnh vực năng lượng tái tạo. Ví dụ: những hợp đồng thông minh thúc đẩy giao dịch điện ngang hàng về năng lượng chuyển hóa. Những lưới điện dễ bị tổn thương từ các mối đe dọa mạng và blockchain được sử dụng để mã hóa dữ liệu liên quan đến hoạt động và giám sát lưới điện.

Thông qua mã hóa dữ liệu, blockchain tạo điều kiện thuận lợi cho các giao dịch kỹ thuật số. Các nhà cung cấp năng lượng tái tạo đang tận dụng blockchain để theo dõi chuỗi hành trình sản xuất vật liệu lưới điện. Nó cho phép các cơ quan quản lý dễ dàng truy cập dữ liệu để tuân thủ quy định.

Sitigrid cung cấp Giao dịch thương mại năng lượng mạng đồng đẳng (P2P)
Công ty khởi nghiệp Sitigrid của Anh cung cấp giao dịch thương mại năng lượng P2P sử dụng SChain, công nghệ đã được cấp bằng sáng chế. Việc sử dụng hợp đồng thông minh, công ty khởi nghiệp tạo điều kiện thuận lợi cho việc thương mại lượng điện dư thừa trên thị trường mở và lưu giữ hồ sơ giao dịch. Nó sử dụng AI để tối ưu hóa các giao dịch, do đó, tối đa hóa doanh thu cho máy phát điện và giảm thiểu chi phí cho người dùng. Kiến trúc cơ bản cung cấp cho thị trường địa phương một nền tảng hiệu quả và trao quyền cho những người kinh doanh năng lượng tổng hợp lại các dịch vụ mạng lưới.

Tec Blockchain cho phép Tiền điện tử năng lượng

Tec Blockchain là một công ty khởi nghiệp có trụ sở tại Hoa Kỳ, triển khai tiền điện tử năng lượng thông qua blockchain để khuyến khích năng lượng tái tạo. Giao dịch kỹ thuật số về tiền điện tử của công ty khởi nghiệp, TEC token, được liên kết với hệ thống khen thưởng. Khi càng nhiều cá nhân sử dụng và giao dịch năng lượng tái tạo bằng mã thông báo này, thì phần thưởng tự động càng cao. Do đó, hệ thống ban thưởng cho phép các ngành và cá nhân chuyển đổi sang năng lượng tái tạo phân tán trong khi cũng nhận được các ưu đãi tương tự.
Khám phá tất cả các Công nghệ Năng lượng Tái tạo và Khởi nghiệp

Để giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu và tuân thủ các quy định về môi trường, các công ty đang chuyển sang sử dụng năng lượng sạch và bền vững. Thách thức nằm ở việc sản xuất năng lượng tái tạo có chi phí cạnh tranh với nhiên liệu hóa thạch. Trong quy mô giải quyết vấn đề về chi phí, các công nghệ như tự động hóa, blockchain và học máy cải thiện hiệu quả O&M. Ngoài ra, những cải tiến về phần cứng giống như quang điện nâng cấp như sợi nano và tiếp xúc thực hệ phát thụ động đơn (PERC) giúp cải thiện hiệu quả chuyển đổi năng lượng mặt trời.
Trong lĩnh vực năng lượng gió, tuabin gió mini và tuabin gió nổi trên không đang trở nên phổ biến.
Những tiến bộ trong thủy điện đang tạo điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng các cột nước dao động và bộ chuyển đổi năng lượng vượt mức. Hơn nữa, nghiên cứu về các chất xúc tác không chứa platin, chẳng hạn như thiếc carbon, đang cho phép các pin nhiên liệu hydro xanh rẻ hơn. Các công nghệ xúc tác hiệu quả cũng đang tạo điều kiện thuận lợi cho việc sản xuất nhiên liệu chất lượng cao hơn từ các nguyên liệu thô khác nhau. Các xu hướng năng lượng tái tạo và các công ty khởi nghiệp được nêu trên đây chỉ làm nổi bật bề mặt của các xu hướng được xác định trong quá trình nghiên cứu. Trong số những tiến bộ khác nhau, tiến bộ trong nền kinh tế hydro và các giải pháp dựa trên dữ liệu được hỗ trợ bởi AI, học máy và những phân
tích được nâng cấp cùng với những cải tiến trong việc sử dụng năng lượng tái tạo sẽ biến đổi lĩnh vực này như chúng ta biết ngày nay. Việc xác định các cơ hội mới và những công nghệ mới nổi để sớm triển khai vào doanh nghiệp của bạn sẽ giúp bạn đạt được lợi thế cạnh tranh một cách lâu dài.

Cục Thông tin KH&CN Quốc gia – Bộ KH &CN

Bản tin “Khởi nghiệp đổi mới sáng tạo”, Số 03.2022 (ntbtra)