Ắc quy chì axit đã đóng vai trò quan trọng trong việc lưu trữ năng lượng qua nhiều thời đại, đặc biệt là vào cuối thế kỷ 19 khi ô tô bắt đầu trở nên phổ biến. Những loại ắc quy cổ điển này vẫn tồn tại vì chúng hoạt động khá ổn định và không hề đắt đỏ. Dù chúng có trọng lượng năng lượng thấp hơn so với các công nghệ ắc quy mới hiện nay, nhưng điều khiến người dùng yêu thích chính là giá thành. Trung bình, ắc quy chì axit rẻ hơn nhiều mỗi kilowatt giờ so với các loại pin lithium-ion hiện đại đang được mọi người bàn tán. Đó là lý do tại sao người ta vẫn thường chọn ắc quy chì axit khi ngân sách là yếu tố quan trọng nhất. Chúng rất phù hợp cho các hệ thống khởi động xe thông thường, nguồn điện dự phòng trong văn phòng và bệnh viện, cũng như các hệ thống năng lượng mặt trời nhỏ nơi từng đồng tiền đều đáng giá. Những hạn chế về ngân sách thường khiến các loại ắc quy truyền thống này trở thành lựa chọn ưu tiên mặc dù danh tiếng của chúng đã hơi lỗi thời.
Pin lithium ion hiện đã trở thành tiêu chuẩn vàng trong thời đại ngày nay nhờ khả năng tích hợp công suất lớn trong những gói nhỏ gọn, nếu so sánh với các loại pin chì axit truyền thống. Nếu nhìn vào các con số về mật độ năng lượng, lithium hoàn toàn vượt trội so với pin chì axit về lượng năng lượng bạn nhận được trên mỗi pound. Điều này khiến chúng trở thành lựa chọn lý tưởng cho các hệ thống năng lượng mặt trời tại gia đình, nơi không gian đóng vai trò quan trọng, bên cạnh hiệu quả hoạt động tuyệt vời khi kết hợp với các tuabin gió và các hệ thống công nghệ xanh khác. Yếu tố thực sự ấn tượng chính là độ bền của chúng. Những loại pin này có thể chịu được hàng trăm chu kỳ sạc nhiều hơn so với các đối thủ dùng chì axit trước khi cần thay thế, điều này lý giải vì sao chúng ngày càng xuất hiện phổ biến từ các tấm pin mặt trời trong sân vườn cho đến các dự án lưu trữ quy mô lớn. Nghiên cứu thị trường gần đây cho thấy xu hướng chuyển dịch sang các giải pháp nhẹ hơn vẫn đang tiếp diễn mạnh mẽ, với các công ty đang chạy đua để phát triển các bộ pin có thể lắp vừa vào không gian hẹp hơn mà vẫn đảm bảo hiệu suất ổn định trên nhiều ứng dụng khác nhau.
Pin hybride niken hoặc pin NiMH mang lại sự cân bằng tốt về hiệu suất, đặc biệt là đối với các thiết bị như xe hybrid và các thiết bị gia dụng hàng ngày. Người tiêu dùng thường lựa chọn loại pin này ở một số thị trường nhất định vì chúng giữ được điện tích khá tốt và cung cấp nguồn điện ổn định mà không quá cao về mật độ năng lượng. Khi so sánh với pin lithium ion và pin chì axit truyền thống, pin NiMH nằm ở mức trung bình về cả công suất đầu ra và trọng lượng. Về mặt môi trường, phần lớn mọi người đều đồng ý rằng pin NiMH thực sự thân thiện với môi trường hơn vì chúng có thể tái chế dễ dàng hơn so với các loại pin khác. Điều này khiến chúng trở thành lựa chọn xanh hơn cho các doanh nghiệp quan tâm đến tác động của mình lên thiên nhiên.
Lưu trữ pin đang trải qua một số thay đổi khá thú vị vào lúc này với những công nghệ mới như pin thể rắn và pin dòng đang tạo ra những bước tiến mới trong khả năng lưu trữ năng lượng. Pin thể rắn trông rất hứa hẹn vì chúng an toàn hơn và có mật độ năng lượng cao hơn trên mỗi đơn vị trọng lượng, nhưng vẫn còn nhiều việc phải làm để giảm chi phí sản xuất và mở rộng quy mô sản xuất hàng loạt. Trong khi đó, pin dòng lại có những ưu điểm riêng trong các dự án quy mô lớn nhờ tuổi thọ cao hơn và cho phép điều chỉnh đầu ra điện năng độc lập với tổng công suất lưu trữ. Những chuyên gia trong ngành nhận định rằng pin thể rắn có thể sẽ thay đổi cục diện một khi các vấn đề về giá thành được giải quyết. Nhìn về tương lai, nhiều nhà nghiên cứu tin rằng những đổi mới này sẽ tiếp tục phát triển nhờ vào các đột phá diễn ra hàng ngày trong các phòng thí nghiệm vật liệu học trên khắp thế giới. Chúng ta thậm chí có thể chứng kiến những hệ thống lưu trữ năng lượng hoàn toàn mới trong vài năm tới nếu các xu hướng hiện tại tiếp tục được duy trì.
Hiểu về dung lượng và điện áp của pin sẽ giúp xác định lượng năng lượng thực tế mà pin có thể lưu trữ. Dung lượng thường được đo bằng ampere-giờ (Ah) và cơ bản là chỉ ra lượng điện mà pin có thể chứa được tổng thể. Còn điện áp là đại lượng đo chênh lệch áp lực điện bên trong pin, từ đó cho biết mức công suất mà chúng ta có thể lấy ra tại một thời điểm bất kỳ. Khi xem xét các loại pin cho những mục đích sử dụng khác nhau, các thông số lớn hơn thường đồng nghĩa với hiệu suất tốt hơn. Ví dụ như xe điện cần rất nhiều năng lượng so với các thiết bị nhỏ chỉ cần công suất tối thiểu. Xét đến các tấm pin năng lượng mặt trời kết nối với hệ thống điện gia đình, một chiếc pin có điện áp cao hơn sẽ hoạt động hiệu quả hơn khi vận hành nhiều thiết bị điện cùng lúc vào buổi tối khi nhu cầu tăng cao. IEC là tổ chức đặt ra hầu hết các tiêu chuẩn ngành để kiểm tra các thông số này, do đó các nhà sản xuất có những hướng dẫn rõ ràng khi thiết kế sản phẩm cho cả gia đình và doanh nghiệp. Những tiêu chuẩn này cuối cùng ảnh hưởng đến việc người tiêu dùng lựa chọn loại pin phù hợp với nhu cầu và ngân sách của họ.
Khi nói về pin, có hai yếu tố chính nổi bật đối với bất kỳ ai muốn biết chúng có thể kéo dài bao lâu: tuổi thọ chu kỳ và độ sâu xả (DoD). Tuổi thọ chu kỳ cơ bản là số lần mà pin có thể trải qua quá trình sạc và xả trước khi bắt đầu mất đi năng lượng. Phần lớn mọi người không nhận ra rằng độ sâu xả cho biết phần trăm dung lượng tổng thể của pin được sử dụng mỗi lần chúng ta dùng đến mức cạn kiệt. Ví dụ như pin lithium-ion, thông thường chúng có thể chịu được từ 500 đến 1500 chu kỳ đầy đủ, điều này lý giải tại sao rất nhiều thiết bị hiện nay phụ thuộc vào chúng. Về mặt chi phí, những loại pin tồn tại lâu dài đồng nghĩa với việc ít phải thay thế hơn trong tương lai, từ đó tiết kiệm tiền bạc về lâu dài. Làm quen với các con số này giúp mọi người lựa chọn đúng giải pháp lưu trữ cho từng ứng dụng cụ thể, dù là cung cấp năng lượng cho các thiết bị tại công trường hay duy trì ánh sáng trong các trường hợp mất điện.
Tốc độ sạc và xả thực sự rất quan trọng đối với hiệu suất hoạt động của pin trong các tình huống khác nhau. Về cơ bản, các tốc độ này cho chúng ta biết pin có thể nạp điện hay giải phóng điện nhanh đến mức nào, từ đó xác định được loại công việc mà pin phù hợp. Ví dụ như pin lithium ion thường xử lý việc sạc và xả nhanh khá tốt, vì vậy chúng hoạt động rất hiệu quả trong các trường hợp cần những đợt năng lượng mạnh mẽ và nhanh chóng, như trong xe điện. Ngược lại, pin axit-chì không hoạt động tốt trong các chu kỳ sạc/xả diễn ra nhanh, đó chính là lý do tại sao chúng thường được sử dụng nhiều hơn trong các ứng dụng không đòi hỏi cao. Bất kỳ ai làm việc với hệ thống lưu trữ năng lượng đều nên xem xét kỹ các yếu tố này trước khi lựa chọn loại pin. Việc lựa chọn đúng loại pin phù hợp với nhu cầu và công nghệ sẵn có sẽ tạo ra sự khác biệt lớn trong việc xây dựng các hệ thống lưu trữ hoạt động ổn định và đáng tin cậy theo thời gian cho bất kỳ mục đích sử dụng nào.
Các hệ thống lưu trữ năng lượng cho hộ gia đình đóng vai trò quan trọng trong việc làm cho việc sử dụng điện tại nhà vừa hiệu quả vừa bền vững. Hầu hết các hệ thống này bao gồm nhiều bộ phận khác nhau, trong đó pin là thành phần trung tâm của toàn bộ hệ thống. Các loại pin lithium ion gần đây đã trở nên rất phổ biến vì chúng có khả năng lưu trữ nhiều năng lượng hơn trong không gian nhỏ gọn và có tuổi thọ dài hơn nhiều so với các lựa chọn thay thế khác. Việc kết hợp hệ thống lưu trữ với các tấm pin năng lượng mặt trời trên mái nhà là một giải pháp hợp lý, bởi vì nó cho phép các gia đình thực sự sử dụng nguồn điện mà họ tự sản xuất được, thay vì phụ thuộc quá nhiều vào các nguồn điện bên ngoài. Một số nghiên cứu cho thấy việc kết hợp giữa năng lượng mặt trời và lưu trữ có thể giảm hóa đơn điện hàng năm khoảng 40%, đồng nghĩa với việc tiết kiệm chi phí đáng kể và kiểm soát tốt hơn về thời điểm cũng như cách thức sử dụng năng lượng. Tuy nhiên, việc lắp đặt các hệ thống này đòi hỏi sự cẩn thận và chú ý đến từng chi tiết. Chủ nhà nên đảm bảo toàn bộ hệ thống dây điện được kết nối chính xác và thường xuyên kiểm tra tình trạng của các viên pin để phát hiện dấu hiệu mài mòn hoặc hư hỏng, nếu họ muốn đầu tư của mình mang lại hiệu quả lâu dài.
Các hệ thống pin quy mô lớn đang ngày càng trở nên quan trọng để duy trì sự ổn định cho các mạng lưới điện khi tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo. Về cơ bản, những cục pin lớn này sẽ lưu trữ điện được sản xuất từ các nguồn không thể dự đoán trước như trang trại gió và các tấm pin mặt trời khi có sự dư thừa trong sản xuất điện, từ đó giúp duy trì việc phân phối điện ổn định trên toàn hệ thống. Dựa trên các số liệu gần đây, các chuyên gia dự đoán rằng công suất lưu trữ cấp độ lưới điện trên toàn thế giới sẽ tăng từ khoảng 10 gigawatt vào năm 2020 lên đến khoảng 200 gigawatt vào năm 2030. Mức độ tăng trưởng đó rõ ràng cho thấy công nghệ này đã trở nên quan trọng đến mức nào đối với việc quản lý năng lượng hiện đại. Nhiều quốc gia hiện đã bắt đầu đầu tư mạnh vào việc phát triển công nghệ pin tiên tiến hơn, bởi họ xem đây là một thành phần then chốt trong quá trình chuyển đổi từ các nhiên liệu hóa thạch truyền thống sang các giải pháp sạch hơn. Chúng ta có thể kỳ vọng sẽ thấy nhiều thay đổi về chính sách trong thời gian tới nhằm khuyến khích việc áp dụng rộng rãi các giải pháp lưu trữ này, từ đó góp phần thúc đẩy quá trình chuyển đổi sang một tương lai xanh hơn cho cơ sở hạ tầng điện của chúng ta.
Nhu cầu năng lượng cho lưu trữ công nghiệp hoàn toàn khác biệt so với nhu cầu trong các hộ gia đình do quy mô và mức độ yêu cầu về công suất lớn hơn hẳn. Các nhà máy và kho bãi lớn thường cần những cụm pin khổng lồ có khả năng cung cấp đầu ra điện ổn định suốt ngày đêm để duy trì hoạt động trơn tru. Chẳng hạn như các nhà máy sản xuất ô tô hay trung tâm phân phối, họ phụ thuộc rất nhiều vào những hệ thống này nhưng lại gặp khó khăn với chi phí ban đầu cao và việc lắp đặt sao cho phù hợp với cơ sở hạ tầng hiện có. Trong khi đó, các hệ thống dùng cho gia đình vận hành theo cách khác. Chủ nhà thường chọn các hệ thống nhỏ gọn chỉ cần đáp ứng các nhu cầu cơ bản như chiếu sáng, sưởi ấm, hoặc vận hành vài thiết bị điện trong trường hợp mất điện. Phần lớn người dùng lắp pin lưu trữ tại nhà đều khá hài lòng vì chúng giúp tiết kiệm chi phí và làm cho cuộc sống tiện lợi hơn. Trong khi đó, các quản lý nhà máy lại quan tâm nhiều hơn đến việc hệ thống có thể hoạt động liên tục suốt ca một ca sản xuất mà không gặp trục trặc hay không. Việc hiểu rõ sự khác biệt này đóng vai trò quan trọng khi lựa chọn giải pháp lưu trữ phù hợp với từng trường hợp cụ thể.
