Các loại pin mặt trời năm 2025: Hướng dẫn toàn diện

Bởi Sam Wigness | Ngày 23 tháng 1 năm 2025

Pin năng lượng mặt trời là câu trả lời rõ ràng và hiển nhiên cho câu hỏi “Năng lượng mặt trời hoạt động như thế nào khi mặt trời lặn?”

Nhưng trong khi hầu hết chủ nhà đều thích ý tưởng có nguồn năng lượng độc lập và nguồn điện dự phòng khi mất điện lưới, thì pin mặt trời lại là một khoản chi lớn và khó hiểu — chưa nói đến việc mua sắm.

Vì vậy, trong bài viết này, chúng tôi sẽ thảo luận về các loại pin mặt trời khác nhau, bao gồm điểm mạnh, điểm yếu và trường hợp sử dụng tốt nhất của chúng. Hy vọng của chúng tôi là giúp bạn thu hẹp loại pin mặt trời nào phù hợp nhất với nhu cầu của mình để bạn có thể tập trung tìm kiếm vào một hoặc hai thương hiệu hoặc kiểu máy cụ thể.

Mục lục bài viết:

• Tại sao nên sử dụng pin năng lượng mặt trời?

• Các loại pin mặt trời

• Pin dự phòng so với pin tự tiêu thụ

• Pin AC so với pin DC

• Những câu hỏi thường gặp

Chúng ta hãy bắt đầu bằng cách tóm tắt nhanh lý do và cách chủ nhà sử dụng pin để lưu trữ năng lượng mặt trời.

Tại sao nên sử dụng pin năng lượng mặt trời?

Mặc dù thường được coi là nguồn điện dự phòng, nhưng có một số lý do bổ sung để thêm bộ lưu trữ pin vào hệ thống năng lượng mặt trời của bạn. Bao gồm:

• Tăng mức tiết kiệm hóa đơn ở những khu vực có giá theo thời gian sử dụng và/hoặc chính sách đo đếm ròng không thuận lợi

• Có được sự độc lập từ nhà cung cấp tiện ích của bạn

• Giảm sự phụ thuộc của bạn vào điện bẩn từ lưới điện

• Góp phần tạo nên một mạng lưới điện bền vững hơn

Và đừng quên rằng một số người chỉ thích áp dụng công nghệ mới và đi đầu.

Chúng tôi chào đón tất cả những chủ nhà quan tâm đến lưu trữ pin, nhưng điều quan trọng là phải thiết lập mục tiêu trước khi dấn thân vào thế giới pin mặt trời vì mục tiêu của bạn sẽ giúp xác định loại pin mặt trời nào phù hợp nhất với nhu cầu của bạn. Ví dụ, một người đam mê công nghệ mới có thể sẽ chọn một loại pin mặt trời hoàn toàn khác so với một chủ nhà muốn tối đa hóa khoản tiết kiệm chi phí của mình.

Sau khi đã đặt ra một số mục tiêu, chúng ta hãy bắt đầu bằng cách khám phá các loại pin mặt trời khác nhau theo thành phần hóa học của chúng.

Có những loại pin sạc năng lượng mặt trời nào?

Pin mặt trời có thể được chia thành sáu loại dựa trên thành phần hóa học của chúng: Lithium-ion, lithium sắt phosphate (LFP), axit chì, dòng chảy, nước muối và niken-cadmium.

Thành thật mà nói, ba loại đầu tiên (lithium-ion, LFP và axit chì) chiếm phần lớn các loại pin mặt trời dành cho gia đình. Tuy nhiên, công nghệ pin đang phát triển với tốc độ chóng mặt, vì vậy, bạn nên chú ý đến tất cả chúng.

Chúng ta hãy bắt đầu với loại pin mà chúng ta đều đã nghe nói đến: Lithium-ion.

Pin Lithium Ion

Pin lithium-ion (Li-ion) đã trở thành lựa chọn hàng đầu cho việc lưu trữ năng lượng tại nhà (cùng nhiều thứ khác) chủ yếu là do mật độ năng lượng cao của chúng. Về cơ bản, bạn có thể tích trữ một tấn năng lượng trong một không gian nhỏ – lý tưởng để lưu trữ hàng nghìn Watt năng lượng mặt trời trong gara của bạn.

Một lý do khác khiến pin lithium-ion trở nên phổ biến là vì nó là một loại pin bao gồm sáu loại hóa chất khác nhau:

• Lithium Sắt Phosphate (LFP)

• Liti Coban Oxit (LCO)

• Liti Mangan Oxit (LMO)

• Liti Niken Mangan Coban Oxit (NMC)

• Liti Niken Coban Nhôm Oxit (NCA)

• Liti Titanat (LTO)

Pin mặt trời lithium-ion có một số nhược điểm lớn. Đầu tiên, là một công nghệ mới được tạo thành từ các thành phần có nhu cầu cao, chúng tương đối đắt tiền. Thứ hai, nếu một số loại pin lithium-ion không được lắp đặt đúng cách, chúng có nguy cơ bắt lửa thông qua một quá trình gọi là nhiệt độ tăng đột biến. Cuối cùng, một số loại pin Li-ion có chứa niken và coban, trong một số trường hợp, được khai thác thông qua các hoạt động đáng ngờ.

Các loại pin mặt trời lithium-ion phổ biến bao gồm LG RESU Prime , LG ESS Home 8, Generac PWRcell và Tesla Powerwall .

Ưu và nhược điểm của pin năng lượng mặt trời lithium-ion

Ưu điểm	Nhược điểm
Mật độ cao	Chi phí cao hơn
Không cần bảo trì	Nguy cơ mất kiểm soát nhiệt (cháy) nếu không được lắp đặt đúng cách
Tuổi thọ dài (trên 10 năm)	Hoạt động khai thác niken và coban đáng ngờ
>80% độ sâu xả
Phạm vi lựa chọn nhãn hiệu/mẫu mã rộng nhất

Pin lithium sắt phosphate (LFP)

Đợi đã, lại là lithium sao? Đúng vậy, về mặt kỹ thuật , pin lithium sắt phosphate (LFP) thuộc loại pin lithium-ion, nhưng loại pin hóa học cụ thể này đã trở thành lựa chọn lý tưởng cho việc lưu trữ năng lượng mặt trời tại nhà và do đó xứng đáng được xem xét riêng biệt với lithium-ion.

So với các loại pin lithium-ion khác, pin LFP:

• Kéo dài lâu hơn

• Có độ sâu xả sâu hơn

• Thân thiện với môi trường hơn vì chúng không sử dụng niken hoặc coban

• Có thể xử lý phạm vi nhiệt độ rộng hơn

• Có nguy cơ mất kiểm soát nhiệt độ gần như không tồn tại

Nhược điểm của pin LFP là ở thời điểm này, chúng thường đắt hơn pin Li-ion tiêu chuẩn vì đây là công nghệ mới hơn và có ít nhà cung cấp hơn.

Bất chấp điều đó, pin LFP chiếm bốn trong tám loại pin năng lượng mặt trời tốt nhất năm 2024 của chúng tôi . Các mẫu được đánh giá cao nhất của chúng tôi bao gồm Franklin Home Power, Panasonic EverVolt, SunPower SunVault và Enphase IQ .

Lithium sắt phosphate (LFP) so với Lithium-ion (Li-ion)

Tính năng	LFP	Li-ion
Vòng đời trước khi suy thoái	1.000 đến 10.000	500 đến 1.000
Mật độ năng lượng	40-55 Wh trên một pound	45-120 Wh trên pound
Độ sâu xả	Lên đến 100%	80-95%
Nhiệt độ hoạt động	-4 F đến 140 F	32 F đến 113 F
Nguy cơ mất kiểm soát nhiệt độ?	Gần như không tồn tại	Đáng chú ý nếu không được cài đặt đúng cách
Sử dụng lý tưởng	Chế độ tự tiêu thụ và TOU	Chế độ sao lưu
Trị giá	$$$	$$

Pin axit chì

Pin axit chì từng là lựa chọn hàng đầu cho lưu trữ năng lượng mặt trời (và vẫn là lựa chọn cho nhiều ứng dụng khác) đơn giản vì công nghệ này đã có từ trước Nội chiến Hoa Kỳ . Tuy nhiên, loại pin này kém hơn pin lithium-ion và LFP ở hầu hết mọi khía cạnh và rất ít (nếu có) pin năng lượng mặt trời dân dụng được sản xuất bằng loại hóa chất này.

So với pin lithium-ion được mô tả ở trên, pin axit chì lớn hơn nhiều, nặng hơn và thường cần bảo dưỡng thường xuyên. Nhìn chung, loại pin này tốt nhất trong việc cung cấp năng lượng trong thời gian ngắn – rất tốt để khởi động xe chạy bằng xăng nhưng không lý tưởng cho nhu cầu dự phòng kéo dài tại nhà.

Ưu và nhược điểm của pin axit chì

Ưu điểm	Nhược điểm
Chi phí trả trước thấp	Độ sâu xả thấp (~50%)
Công nghệ đã được chứng minh	Tuổi thọ ngắn hơn (khoảng 5 năm)
Khoảng 95% có thể tái chế	Mật độ năng lượng thấp (chiếm nhiều không gian hơn)
Phạm vi nhiệt độ hoạt động rộng	Chi phí dài hạn cao hơn sau khi bảo trì và thay thế

Pin lưu lượng

Pin lưu lượng là một công nghệ thú vị nhưng vẫn chưa thực sự thâm nhập vào thị trường lưu trữ năng lượng mặt trời dân dụng.

Thay vì một bình chứa dung dịch pin (như axit chì và lithium-ion), pin dòng chảy có hai bình chứa dung dịch tích điện dương và âm được ngăn cách bằng một màng mỏng. Khi pin đang sạc, dung dịch chảy từ bình này sang bình khác để lưu trữ năng lượng. Và khi pin đang xả, dung dịch giải phóng electron khi chảy trở lại bình ban đầu.

Pin dòng chảy có thể xả 100% mà không ảnh hưởng đến tình trạng pin, không có nguy cơ mất kiểm soát nhiệt và có tuổi thọ khoảng 30 năm. Tuy nhiên, chúng cần nhiều không gian do mật độ năng lượng thấp.

Do đó, pin lưu lượng dân dụng hiện nay rất ít, cách xa nhau và đắt tiền.

Ưu và nhược điểm của pin lưu lượng

Ưu điểm	Nhược điểm
Độ sâu xả 100%	Tương đối đắt (kể cả đối với pin)
Tuổi thọ cao (~30 năm)	Cồng kềnh do mật độ năng lượng thấp
Không có nguy cơ mất kiểm soát nhiệt	Chưa có sẵn để sử dụng cho mục đích dân dụng
Không cần bảo trì
Có thể tái chế hoàn toàn

Pin nước mặn

Tương tự như pin dòng chảy, pin nước muối là công nghệ mới hơn với tiềm năng lưu trữ năng lượng gia đình lâu dài hơn, thân thiện với môi trường hơn. Như tên gọi của nó, loại pin mặt trời này sử dụng nước muối làm chất điện phân thay vì các giải pháp gốc lithium được sử dụng trong pin lithium-ion. Nước muối dễ kiếm hơn và ít nguy hiểm hơn trong suốt quá trình sản xuất và hiệu suất.

Tuy nhiên, giống như pin dòng chảy, hiện nay có những hạn chế đáng kể cản trở việc sử dụng trong dân dụng. Pin nước mặn hiện tại quá cồng kềnh và đắt tiền đối với các ứng dụng năng lượng mặt trời tại nhà và có thể sẽ cần áp dụng rộng rãi ở quy mô tiện ích trước khi đưa vào thị trường dân dụng.

Ưu và nhược điểm của pin nước mặn

Ưu điểm	Nhược điểm
Tuổi thọ dài	Đắt
Thân thiện với môi trường (không chứa kim loại nặng/độc hại và dễ tái chế)	Mật độ năng lượng thấp hơn (yêu cầu nhiều không gian)
Độ sâu xả 100%	Có ít (nếu có) sản phẩm dân dụng có sẵn
Không có nguy cơ mất kiểm soát nhiệt

Pin Niken Cadmium (Ni-Cd)

Pin niken-cadmium là công nghệ tiên tiến được sử dụng để cung cấp năng lượng cho mọi thứ, từ đồ chơi đến máy bay. Tuy nhiên, do độc tính cao của cadmium và "hiệu ứng bộ nhớ" (có thể khiến loại pin này đột nhiên chết), pin niken-cadmium hiếm khi được sử dụng để lưu trữ năng lượng mặt trời tại nhà.

Rất khó có thể tìm thấy pin niken-cadmium thông qua dịch vụ lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời trọn gói.

Ưu và nhược điểm của pin nước mặn

Ưu điểm	Nhược điểm
Tuổi thọ dài	Cadmium cực kỳ độc hại
Hoạt động ở nhiệt độ khắc nghiệt	Dễ bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng bộ nhớ
Bảo trì thấp

Pin dự phòng so với pin chỉ tiêu thụ

Nếu bạn mua pin trong vài năm tới, quyết định đầu tiên của bạn sẽ là giữa lithium-ion hoặc lithium-iron phosphate (LFP). Quyết định thứ hai của bạn - đặc biệt nếu bạn sống ở California - sẽ là bạn có muốn pin của mình cung cấp nguồn điện dự phòng hay không.

Nhờ chính sách Thanh toán năng lượng mặt trời NEM 3.0 của California , chính sách này đã giảm đáng kể khoản bồi thường mà chủ nhà nhận được khi đưa điện mặt trời dư thừa vào lưới điện, một loại pin "chỉ tiêu thụ" mới đã ra đời vào năm 2023, được thiết kế riêng để cung cấp mọi lợi ích tiết kiệm chi phí khi lưu trữ và sử dụng điện của riêng bạn mà không phải trả thêm chi phí cho các khả năng dự phòng.

Để hiểu rõ hơn về tùy chọn mới này, trước tiên chúng ta hãy xem xét pin dự phòng truyền thống.

Pin dự phòng

Pin dự phòng thường là thứ đầu tiên xuất hiện trong đầu khi ai đó nói đến “pin năng lượng mặt trời”. Các hệ thống pin này thường bao gồm:

• Tủ pin (nơi lưu trữ điện)

• Hộp điều khiển kiểm soát thời điểm/cách thức sạc và xả pin

• Bảng phụ chỉ định hệ thống điện nào được sao lưu

Trong nhiều năm, nguồn điện dự phòng về cơ bản là lý do duy nhất để đầu tư vào hệ thống lưu trữ pin tại nhà. Tuy nhiên, theo hóa đơn điện mặt trời NEM 3.0, pin hiện đóng vai trò quan trọng để tiết kiệm hóa đơn tối đa từ hệ thống điện mặt trời tại nhà – ngay cả khi bạn không nhất thiết cần hoặc muốn có nguồn điện dự phòng.

Vì vậy, ngành công nghiệp đã phản ứng bằng một loại pin mặt trời mới mà chúng ta gọi là pin chỉ tiêu thụ.

Pin chỉ tiêu thụ

Như tên gọi của nó, pin chỉ tiêu thụ cho phép chủ nhà lưu trữ và tiêu thụ điện mặt trời của riêng họ thay vì nhập và xuất từ ​​lưới điện. Còn được gọi là pin không dự phòng, pin tiết kiệm giá và nhiều loại khác, pin chỉ tiêu thụ về cơ bản là phiên bản rút gọn và ít tốn kém hơn của pin dự phòng truyền thống.

Bằng cách loại bỏ các thiết bị bổ sung (hộp điều khiển và bảng điều khiển phụ), lập trình và nhân công cho phép có khả năng sao lưu, pin chỉ tiêu thụ cung cấp tất cả các chức năng tiết kiệm chi phí của pin sao lưu truyền thống với chi phí ban đầu chỉ bằng khoảng hai phần ba.

Những loại pin này cho phép khách hàng của các công ty tiện ích do nhà đầu tư sở hữu của California (PG&E, SCE, SDG&E) tránh xuất khẩu sản lượng điện mặt trời của họ vào lưới điện với giá trị thấp hoặc không có và tránh mua điện lưới trong thời gian cao điểm sử dụng. Tuy nhiên, khi lưới điện bị sập, hệ thống của họ sẽ bị tắt giống như hệ thống chỉ sử dụng năng lượng mặt trời .

Loại pin mặt trời này rất phù hợp với những chủ nhà chỉ muốn tiết kiệm chi phí tối đa và không bận tâm (hoặc bị ảnh hưởng) bởi tình trạng mất điện lưới. Loại pin này có khả năng sẽ trở nên phổ biến hơn khi nhiều công ty tiện ích áp dụng chính sách đo lường ròng yếu hơn.

 

Pin ghép nối AC và DC

Cách thứ ba để phân loại các loại pin mặt trời là theo pin ghép AC so với pin ghép DC. Pin ghép AC chiếm phần lớn thị trường pin mặt trời dân dụng, tuy nhiên, pin ghép DC đang ngày càng phổ biến – và có lý do chính đáng.

Sự khác biệt thực tế giữa pin ghép AC và DC là hiệu suất khứ hồi của chúng (tức là lượng điện năng đi vào pin thực sự được sử dụng để cung cấp điện cho ngôi nhà của bạn). Trong các hệ thống ghép AC, năng lượng mặt trời cần được đảo ngược (chuyển từ AC sang DC hoặc ngược lại) nhiều lần trước khi được xả từ pin vào nhà của bạn. Mỗi lần điện bị đảo ngược, một chút bị mất trong quá trình này, khiến hệ thống kém hiệu quả hơn. Do đó, các hệ thống ghép AC thường có hiệu suất khứ hồi khoảng 85-90%, nghĩa là 10-15% năng lượng bị mất trong quá trình đảo ngược.

Trong hệ thống kết nối DC, chỉ cần một lần đảo ngược, cho phép hiệu suất khứ hồi lên tới 97,5%.

Pin năng lượng mặt trời AC hay DC tốt hơn?

Trong khi pin DC-coupled là lựa chọn rõ ràng về hiệu suất khứ hồi, chúng lại rất khó để cấu hình vào các hệ thống năng lượng mặt trời hiện có. Đó là vì các hệ thống năng lượng mặt trời hiện có đã có bộ biến tần chuyển đổi điện DC do các tấm pin tạo ra thành điện AC có thể sử dụng trong nhà.

Vì vậy, pin nối AC thường là lựa chọn chính cho những chủ nhà muốn bổ sung hệ thống lưu trữ pin vào hệ thống hiện có, trong khi pin nối DC ngày càng được những chủ nhà lắp đặt tấm pin mặt trời và hệ thống lưu trữ pin cùng lúc ưa chuộng.

Loại pin mặt trời nào tốt nhất?

Pin lithium-ion – đặc biệt là lithium iron phosphate (LFP) – được coi là loại pin tốt nhất để lưu trữ năng lượng mặt trời dân dụng hiện có trên thị trường. Tuy nhiên, nếu pin dòng chảy và nước mặn trở nên nhỏ gọn và đủ hiệu quả về mặt chi phí để sử dụng tại nhà, chúng có thể thay thế lithium-ion để trở thành loại pin năng lượng mặt trời tốt nhất.

Bất kể thành phần hóa học nào, pin mặt trời tốt nhất là loại pin giúp bạn đạt được mục tiêu năng lượng của mình. Nếu mục tiêu của bạn là giảm chi phí năng lượng càng nhiều càng tốt, hãy cân nhắc đến pin lithium-ion nhỏ hơn, chỉ tiêu thụ. Nếu mục tiêu của bạn là lắp đặt hệ thống pin mặt trời và pin có thể sao lưu toàn bộ ngôi nhà của bạn, hãy cân nhắc đến pin LFP lớn hơn, ghép nối DC.

Những câu hỏi thường gặp về pin năng lượng mặt trời

Có những loại pin sạc năng lượng mặt trời nào?

Sáu loại pin năng lượng mặt trời có thể sạc lại bao gồm lithium-ion, lithium sắt phosphate (LFP), axit chì, dòng chảy, nước muối và niken-cadmium. Hiện tại, pin lithium-ion và LFP (về mặt kỹ thuật là một loại lithium-ion) là những lựa chọn chính cho mục đích dân dụng, mặc dù có những nỗ lực đang diễn ra để làm cho pin dòng chảy và nước muối đủ nhỏ và giá cả phải chăng cho các ứng dụng gia đình.

Loại pin nào tốt nhất cho năng lượng mặt trời?

Pin lithium-ion – đặc biệt là lithium iron phosphate (LFP) – được coi là loại pin tốt nhất để lưu trữ năng lượng mặt trời dân dụng hiện có trên thị trường. Tuy nhiên, nếu pin dòng chảy và nước mặn trở nên nhỏ gọn và đủ hiệu quả về mặt chi phí để sử dụng tại nhà, chúng có thể thay thế lithium-ion để trở thành loại pin năng lượng mặt trời tốt nhất.

Bất kể thành phần hóa học nào, pin mặt trời tốt nhất là loại pin giúp bạn đạt được mục tiêu năng lượng của mình.

Pin mặt trời phổ biến nhất là gì?

Pin lithium-ion là loại pin phổ biến nhất được sử dụng trong hệ thống năng lượng mặt trời dân dụng, tiếp theo là lithium sắt phosphate (LFP) và axit chì. Pin lithium-ion và LFP có tuổi thọ dài hơn, không cần bảo dưỡng và có độ xả sâu hơn (80-100%). Do đó, chúng đã thay thế phần lớn axit chì trong thị trường pin năng lượng mặt trời dân dụng.

Theo SOLAR