Trong bối cảnh quá trình chuyển dịch sang năng lượng sạch của Trung Quốc đang được đẩy nhanh, Zsen Risun Energy Technologies hôm nay đã ra mắt Hệ thống Lưu trữ Năng lượng Gia đình NovaGuard S5 tại Triển lãm Công nghệ Lưu trữ Năng lượng Quốc tế 2024 tổ chức tại Thượng Hải. Sự ra mắt này đánh dấu một cột mốc quan trọng trong hành trình nghiên cứu và phát triển (R&D) của công ty, bởi NovaGuard S5 được phát triển thông qua quy trình làm việc liên chức năng kéo dài 12 tháng, mang lại mật độ năng lượng cao hơn 25%, tốc độ sạc nhanh hơn 40% và tuổi thọ lên tới 15 năm — thiết lập một tiêu chuẩn mới cho hiệu suất pin dân dụng. Triển lãm, với chủ đề “Lưu trữ Xanh, Năng lượng Tương lai”, đã thu hút hơn 35.000 lượt khách tham dự đến từ 42 quốc gia, trở thành sự kiện quy tụ đông đảo nhất các bên liên quan đến lĩnh vực lưu trữ năng lượng tại châu Á trong năm nay.
Bối cảnh: Cuộc đua hướng tới khử carbon
Hội chợ diễn ra vào một thời điểm then chốt: Theo báo cáo của Cục Năng lượng Quốc gia Trung Quốc, số lượng hệ thống điện mặt trời kết hợp lưu trữ lắp đặt tại hộ gia đình đã tăng mạnh 98% so với cùng kỳ năm 2024 trong nửa đầu năm 2024, nhờ các chính sách khuyến khích quốc gia và lo ngại về độ tin cậy của lưới điện. Tuy nhiên, nhiều hộ gia đình vẫn phải đối mặt với những sự đánh đổi giữa chi phí hệ thống, tuổi thọ và độ an toàn. Một cuộc khảo sát gần đây do Hiệp hội Năng lượng tái tạo Trung Quốc thực hiện cho thấy 62% chủ nhà nêu 'tuổi thọ pin' là mối quan tâm hàng đầu, trong khi 48% lo ngại về chi phí ban đầu cao.
“Lưu trữ năng lượng tại nhà không chỉ là nguồn điện dự phòng—mà còn là nền tảng cho một lưới điện phi tập trung và không phát thải carbon,” Tiến sĩ Wei Qiang, Trưởng Bộ phận Phát triển Sản phẩm của Zsen Risun, phát biểu trong lễ ra mắt sản phẩm. “NovaGuard S5 là câu trả lời của chúng tôi trước nhu cầu thị trường về một hệ thống không bắt buộc chủ sở hữu nhà phải lựa chọn giữa hiệu suất và sự an tâm.” Hệ thống này, được trưng bày tại gian hàng triển lãm 200 mét vuông của Zsen Risun (ảnh), đã nhận được đơn đặt hàng trước với tổng số lượng 21.000 đơn vị từ các nhà phân phối tại châu Âu và Úc, khẳng định sức hút toàn cầu của sản phẩm.
Hành trình Nghiên cứu & Phát triển kéo dài 12 tháng đằng sau NovaGuard S5
Quy trình Nghiên cứu & Phát triển của Zsen Risun dành cho NovaGuard S5 là một bài học xuất sắc về hợp tác linh hoạt, tích hợp khoa học vật liệu, kỹ thuật nhiệt và kiểm tra dựa trên trí tuệ nhân tạo nhằm mang đến một sản phẩm vượt trội so với các tiêu chuẩn ngành. Dự án, có tên mã là “Dự án Aurora”, đã thu hút 87 kỹ sư, thực hiện 12 đợt triển khai liên chức năng và hơn 14.000 giờ kiểm tra trong phòng thí nghiệm.
1. Giai đoạn 1: Thu thập yêu cầu lấy người dùng làm trung tâm (tháng 1–tháng 2 năm 2024)
Dự án bắt đầu bằng một cuộc khảo sát toàn cầu đối với 3.500 khách hàng dân dụng và 200 kỹ thuật viên lắp đặt, từ đó xác định ba vấn đề nan giải chính:
Tốc độ sạc chậm, làm giảm khả năng sẵn sàng cung cấp điện dự phòng trong các sự cố mất điện lưới
Chi phí ban đầu cao so với tuổi thọ sản phẩm, dẫn đến thời gian hoàn vốn kéo dài
Lo ngại về nguy cơ chạy nhiệt ngoài kiểm soát (thermal runaway), đặc biệt gia tăng ở các khu vực có khí hậu nóng
Phản hồi này trực tiếp định hướng lộ trình nghiên cứu và phát triển (R&D): nhóm nghiên cứu ưu tiên đạt được tuổi thọ 10.000 chu kỳ, thời gian sạc từ 0–80% trong vòng 90 phút và hệ thống quản lý nhiệt thụ động nhằm loại bỏ hoàn toàn nhu cầu sử dụng quạt làm mát gây tiếng ồn và tốn kém chi phí bảo trì. Để kiểm chứng những ưu tiên này, nhóm đã tổ chức 12 nhóm thảo luận tập trung tại Thượng Hải, Berlin và Sydney, nơi các chủ nhà đã thử nghiệm giao diện sạc mẫu và đưa ra góp ý về thiết kế hệ thống dạng đứng sàn, nhỏ gọn.
2. Giai đoạn 2: Đổi mới vật liệu và công thức pin (tháng 3–tháng 4 năm 2024)
Tại Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển (R&D) ở Tô Châu của Zsen Risun, các nhà khoa học vật liệu tập trung tối ưu hóa thành phần hóa học pin lithium-sắt-phốt-phát (LFP), nền tảng cốt lõi của dòng pin NovaGuard S5. Họ đã phát triển một loại anốt composite nano-silicon độc quyền, giúp nâng mật độ năng lượng lên mức 165 Wh/kg — cao hơn 25% so với các pin LFP tiêu chuẩn — trong khi vẫn duy trì tính ổn định nhiệt vốn khiến LFP trở thành loại hóa học pin an toàn nhất trên thị trường.
Đội ngũ cũng đã thiết kế một lớp điện phân thể rắn giúp giảm 18% điện trở nội, từ đó đạt được khả năng sạc nhanh trong vòng 90 phút. Tiến sĩ Lâm Mỹ, Nhà hóa học pin trưởng dự án, giải thích: “Chúng tôi đã thử nghiệm hơn 70 công thức điện phân khác nhau trước khi lựa chọn được một công thức cân bằng tốt giữa độ dẫn điện và độ ổn định.” Theo bà, “chỉ riêng đột phá này đã giúp cắt giảm một nửa thời gian sạc mục tiêu của chúng tôi.” Để thương mại hóa sáng kiến này, Zsen Risun đã hợp tác với Viện Khoa học Vật liệu thuộc Đại học Thanh Hoa nhằm hoàn thiện quy trình sản xuất lớp phủ, qua đó giảm 32% lượng phế thải vật liệu.
3. Giai đoạn 3: Thiết kế mô-đun và Kỹ thuật nhiệt (tháng 5–tháng 6 năm 2024)
Một thách thức then chốt là tản nhiệt sinh ra trong quá trình sạc nhanh mà không sử dụng hệ thống làm mát chủ động. Đội ngũ kỹ sư đã thiết kế một lớp giao diện nhiệt dạng bọt graphite bao quanh từng pin, giúp dẫn nhiệt ra ngoài tới một bộ tản nhiệt nhôm được tích hợp vào đáy mô-đun. Hệ thống thụ động này không chỉ loại bỏ tiếng ồn và nhu cầu bảo trì do quạt gây ra, mà còn đảm bảo nhiệt độ pin luôn duy trì dưới 45°C ngay cả khi xả liên tục ở dòng 1C.
“Chúng tôi đã thực hiện 3.000 giờ thử nghiệm chu kỳ nhiệt để xác nhận thiết kế này,” Tiến sĩ Trần Hạo, Kỹ sư Cơ khí Trưởng, cho biết. “Trong tình huống xấu nhất—tiếp xúc trực tiếp với ánh nắng mặt trời trong môi trường có nhiệt độ 40°C—nhiệt độ của các mô-đun chúng tôi chưa bao giờ vượt quá 42°C.” Thiết kế nhỏ gọn, đứng sàn của NovaGuard S5 (hiển thị rõ trên gian hàng) cũng được tối ưu hóa nhằm lắp đặt dễ dàng, với hệ thống quản lý dây cáp tích hợp và tấm panel phía trước không cần dụng cụ để truy cập vào hệ thống quản lý pin (BMS). Các kỹ thuật viên lắp đặt tham gia nhóm tập trung đánh giá cao thiết kế này, lưu ý rằng nó giúp giảm thời gian thiết lập tại hiện trường trung bình 45 phút mỗi đơn vị.
4. Giai đoạn 4: Phát triển Hệ thống Quản lý Pin (BMS) dựa trên Trí tuệ Nhân tạo (Tháng 7–Tháng 8 năm 2024)
Đội ngũ BMS nội bộ của Zsen Risun đã phát triển một hệ thống quản lý pin (BMS) dựa trên trí tuệ nhân tạo, có khả năng học hỏi từ các mẫu sử dụng thực tế nhằm tối đa hóa tuổi thọ pin. Hệ thống BMS này bao gồm:
Cân bằng tế bào dự báo: Điều chỉnh dòng sạc để ngăn ngừa tình trạng quá tải đối với từng tế bào riêng lẻ, kéo dài tuổi thọ chu kỳ lên 12%
Các thuật toán tích hợp với lưới điện: Tự động chuyển đổi giữa nguồn điện từ lưới, năng lượng mặt trời và pin để giảm thiểu chi phí điện
Chẩn đoán an toàn theo thời gian thực: Giám sát 24 thông số, bao gồm điện áp, dòng điện và nhiệt độ, với thời gian phản hồi đối với các bất thường chỉ 100 mili giây
Trong các thử nghiệm thực địa tại Quảng Đông, hệ thống quản lý pin (BMS) đã giúp giảm hóa đơn điện của khách hàng trung bình 38% nhờ tận dụng các tín hiệu giá điện theo khung giờ—tính năng này đã trở thành điểm bán hàng nổi bật nhất đối với các nhà phân phối châu Âu. Đội ngũ cũng đã tích hợp hệ thống cập nhật firmware dựa trên đám mây, cho phép triển khai bản vá và nâng cao hiệu năng từ xa mà không cần phải đến hiện trường. Trong một thử nghiệm gần đây, tính năng này đã giúp đội ngũ khắc phục một lỗi phần mềm nhỏ ảnh hưởng đến 300 thiết bị đang vận hành tại hiện trường trong vòng 72 giờ, mà không gây gián đoạn dịch vụ cho bất kỳ khách hàng nào.
5. Giai đoạn 5: Kiểm tra và xác nhận tăng tốc (tháng 9–tháng 10 năm 2024)
Trước khi sản xuất hàng loạt, NovaGuard S5 đã trải qua chương trình lão hóa tăng tốc kéo dài 6 tháng, mô phỏng 15 năm sử dụng thực tế. Các bài kiểm tra chính bao gồm:
Mô phỏng hiện tượng mất kiểm soát nhiệt: Sạc quá mức pin để xác minh hệ thống làm mát thụ động và vỏ bọc chống cháy có thể khống chế mọi sự cố
Chu kỳ nhiệt độ cực đoan: Kiểm tra hiệu năng trong dải nhiệt từ -20°C đến 55°C nhằm đảm bảo độ tin cậy trong điều kiện khí hậu khắc nghiệt
Các bài kiểm tra ứng suất cơ học: Thả mô-đun từ độ cao 1,5 mét và chịu tác động rung ở gia tốc 5G để xác nhận độ bền
Hệ thống đã vượt qua toàn bộ các bài kiểm tra mà không phát sinh bất kỳ sự cố nghiêm trọng nào; khả năng giữ dung lượng vẫn trên 80% sau 10.000 chu kỳ — vượt tiêu chuẩn ngành 20%. Kết quả kiểm tra độc lập của TÜV Rheinland xác nhận rằng NovaGuard S5 đáp ứng tiêu chuẩn an toàn IEC 62619, với tỷ lệ độ tin cậy đạt 99,97% trong điều kiện thực tế.
6. Giai đoạn 6: Sản xuất thử nghiệm và chạy thử thực địa (tháng 10 năm 2024)
Một đợt chạy thử nghiệm với 500 đơn vị đã được triển khai tại 120 hộ gia đình trên khắp Trung Quốc, Đức và Úc. Phản hồi ban đầu hết sức tích cực: một chủ nhà ở Melbourne cho biết hệ thống đã cung cấp điện cho toàn bộ ngôi nhà của họ trong 36 giờ liên tục trong một sự cố mất điện lưới gần đây, trong khi một gia đình ở Quảng Châu ghi nhận mức giảm 42% trong hóa đơn tiền điện hàng tháng. Các kỹ thuật viên lắp đặt tại Đức đánh giá cao khả năng tương thích của hệ thống với các giao thức lưới điện châu Âu; một người trong số họ nhận xét rằng “NovaGuard S5 tích hợp liền mạch với các hệ thống pin mặt trời hiện có của chúng tôi, giúp rút ngắn thời gian hiệu chỉnh lên đến 20%.”
Tác động tới ngành công nghiệp và lộ trình phát triển trong tương lai
NovaGuard S5 đã nhận được sự công nhận từ các chuyên gia trong ngành. James O’Connor, Chuyên gia Phân tích Cấp cao tại Wood Mackenzie, nhận định: “Khả năng tích hợp đổi mới vật liệu, kỹ thuật nhiệt và trí tuệ nhân tạo vào một sản phẩm duy nhất của Zsen Risun là yếu tố đột phá mang tính cách mạng.” Hệ thống này giải quyết những rào cản lớn nhất đối với việc áp dụng lưu trữ năng lượng quy mô hộ gia đình, và chúng tôi dự báo sản phẩm sẽ chiếm 8–10% thị phần châu Âu vào năm 2026.
Để tận dụng đà tăng trưởng này, Zsen Risun lên kế hoạch:
Mở rộng Trung tâm Nghiên cứu & Phát triển (R&D) tại Tô Châu thêm 40% vào năm 2025 nhằm đẩy nhanh tiến độ phát triển pin thể rắn
Triển khai chương trình bảo hành 10 năm cho NovaGuard S5 — chương trình bảo hành dài nhất trong ngành
Hợp tác cùng các nhà lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời tại châu Âu để tích hợp hệ thống này với các tấm pin mái, từ đó thúc đẩy mạnh hơn nữa việc áp dụng sản phẩm
Đầu tư 50 triệu đô la Mỹ vào một cơ sở sản xuất mới tại Hungary nhằm phục vụ thị trường châu Âu, giúp giảm 60% thời gian giao hàng
Khi cả thế giới đang chạy đua để khử carbon, NovaGuard S5 là minh chứng rõ ràng cho những điều khả thi khi nghiên cứu và phát triển (R&D) được xây dựng trên nền tảng nhu cầu người dùng và sự xuất sắc trong kỹ thuật. Tại triển lãm Thượng Hải, nơi đông đảo khách tham quan đổ xô về gian hàng của Zsen Risun để tận mắt chứng kiến hệ thống vận hành, điều rõ ràng là tương lai của lưu trữ năng lượng gia đình đã chính thức hiện diện.
