Pròleg
A mesura que el món es dirigeix cap a solucions energètiques més verdes, les bateries de liti han guanyat una atenció més gran. Mentre que els vehicles elèctrics han estat al punt de mira des de fa més d’una dècada, s’ha passat per alt el potencial dels sistemes d’emmagatzematge d’energia elèctrica en entorns marins. No obstant això, hi ha hagut un augment de la investigació centrada en l’optimització de l’ús de bateries de liti d’emmagatzematge i protocols de càrrega per a diferents aplicacions en vaixell. Les bateries de cicle profund de fosfat d’ions de liti en aquest cas són especialment atractives a causa de les seves altes densitats d’energia, una bona estabilitat química i una vida prolongada del cicle sota els estrictes requisits dels sistemes de propulsió marina
A mesura que la instal·lació de bateries de liti d’emmagatzematge guanya impuls, també la implementació de regulacions per garantir la seguretat. L’ISO/TS 23625 és un dels regulacions que se centra en la selecció de bateries, la instal·lació i la seguretat. És crucial tenir en compte que la seguretat és primordial quan es tracta de l’ús de bateries de liti, sobretot pel que fa a riscos d’incendi.
Sistemes d’emmagatzematge d’energia marina
Els sistemes d’emmagatzematge d’energia marina s’estan convertint en una solució cada cop més popular a la indústria marina a mesura que el món es dirigeix cap a un futur més sostenible i ecològic. Com el seu nom indica, aquests sistemes estan dissenyats per emmagatzemar energia en un entorn marí i es poden utilitzar amb diversos propòsits, des de propulsar vaixells i vaixells fins a proporcionar potència de còpia de seguretat en cas d’emergència.
El tipus més comú de sistema d’emmagatzematge d’energia marina és una bateria d’ions de liti, a causa de la seva alta densitat d’energia, fiabilitat i seguretat. Les bateries d’ions de liti també es poden adaptar per complir els requisits de potència específics de diferents aplicacions marines.
Un dels principals avantatges dels sistemes d’emmagatzematge d’energia marina és la seva capacitat per substituir els generadors de gasoil. Utilitzant bateries d’ions de liti, aquests sistemes poden oferir una font d’energia fiable i sostenible per a diverses aplicacions. Inclou energia auxiliar, il·luminació i altres necessitats elèctriques a bord d’un vaixell o vaixell. A més d’aquestes aplicacions, els sistemes d’emmagatzematge d’energia marina també es poden utilitzar per alimentar sistemes de propulsió elèctrica, cosa que els converteix en una alternativa viable als motors dièsel convencionals. S’adapten especialment als vaixells més petits que operen en una àrea relativament limitada.
En general, els sistemes d’emmagatzematge d’energia marina són un component clau de la transició cap a un futur més sostenible i ecològic de la indústria marina.
Avantatges de les bateries de liti
Un dels avantatges més evidents d’utilitzar bateries de liti d’emmagatzematge en comparació amb el generador de gasoil és la manca d’emissions de gasos tòxics i d’efecte hivernacle. Si les bateries es carreguen amb fonts netes com ara panells solars o aerogeneradors, podria constituir una energia 100% neta. També són menys costosos en termes de manteniment amb menys components. Produeixen molt menys soroll, cosa que els fa ideals per a situacions d’atracament a prop de zones residencials o poblades.
Les bateries de liti d’emmagatzematge no són l’únic tipus de bateries que es poden utilitzar. De fet, els sistemes de bateries marines es poden dividir en bateries primàries (que no es poden recarregar) i bateries secundàries (que es poden recarregar contínuament). Aquest últim és més beneficiós econòmicament en una aplicació a llarg termini, fins i tot quan es considera degradació de la capacitat. Les bateries de plom-àcid es van utilitzar inicialment i les bateries de liti d'emmagatzematge es consideren bateries recentment emergents. Tot i això, les investigacions han demostrat que proporcionen densitats energètiques més elevades i una vida prolongada, cosa que significa que s’adapten millor a les aplicacions de llarg abast i a les exigències d’alta càrrega i d’alta velocitat.
Independentment d’aquests avantatges, els investigadors no han mostrat cap signe de complaença. Al llarg dels anys, nombrosos dissenys i estudis s’han centrat en millorar el rendiment de les bateries de liti d’emmagatzematge per millorar la seva aplicació marina. Inclou noves barreges químiques per als elèctrodes i els electròlits modificats per tal de protegir -se contra incendis i fugides tèrmiques.
Selecció de bateria de liti
Hi ha diverses característiques a tenir en compte a l’hora de seleccionar les bateries de liti d’emmagatzematge per a un sistema de bateries de liti d’emmagatzematge marí. La capacitat és una especificació crítica a tenir en compte a l’hora de seleccionar una fallada per a l’emmagatzematge d’energia marina. Determina quina energia pot emmagatzemar i, posteriorment, la quantitat de treballs que es poden produir abans de recarregar -lo. Aquest és un paràmetre de disseny fonamental en les aplicacions de propulsió on la capacitat dicta el quilometratge o la distància que pot recórrer el vaixell. En un context marí, on l’espai és sovint limitat, és important trobar una bateria amb una alta densitat d’energia. Les bateries de densitat energètica més elevades són més compactes i lleugeres, cosa que és particularment important en els vaixells on l’espai i el pes són de primera qualitat.
Les valoracions de tensió i de corrent també són especificacions importants a tenir en compte a l’hora de seleccionar les bateries de liti d’emmagatzematge per als sistemes d’emmagatzematge d’energia marina. Aquestes especificacions determinen la rapidesa que la bateria es pot carregar i descarregar, que és important per a les aplicacions on les demandes d’energia poden variar ràpidament.
És important triar una bateria dissenyada específicament per a ús marí. Els ambients marins són durs, amb exposició a l’aigua salada, la humitat i les temperatures extremes. Les bateries de liti d’emmagatzematge dissenyades per a ús marí solen comptar amb la resistència a l’aigua i la resistència a la corrosió, així com altres funcions com la resistència a les vibracions i la resistència a xoc per assegurar un rendiment fiable en condicions difícils.
La seguretat contra incendis també és crucial. A les aplicacions marines, hi ha una quantitat limitada d’espai per a l’emmagatzematge de bateries i qualsevol propagació d’incendis podria provocar llançaments de fum tòxics i danys costosos. Es poden prendre mesures d’instal·lació per limitar la propagació. Roypow, una empresa de fabricació de bateries d'ions de liti xinès, és un exemple en què es col·loquen micro-extintors integrats al marc de la bateria. Aquests extintors estan activats per un senyal elèctric o per cremar la línia tèrmica. D’aquesta manera s’activarà un generador d’aerosol que es descompon químicament el refrigerant mitjançant una reacció redox i el difon per extingir el foc ràpidament abans que es propagui. Aquest mètode és ideal per a intervencions ràpides, adequades per a aplicacions espacials ajustades com les bateries de liti d’emmagatzematge marí.
Seguretat i requisits
L’ús de bateries de liti d’emmagatzematge per a aplicacions marines està en augment, però la seguretat ha de ser una prioritat màxima per assegurar un disseny i una instal·lació adequats. Les bateries de liti són vulnerables a la fugida tèrmica i als perills de foc si no es manegen correctament, particularment en el dur entorn marí amb exposició a les aigües saals i una alta humitat. Per solucionar aquestes preocupacions, s’han establert normes i regulacions ISO. Un d’aquests estàndards és ISO/TS 23625, que proporciona directrius per seleccionar i instal·lar bateries de liti en aplicacions marines. Aquesta norma especifica els requisits de disseny, instal·lació, manteniment i control de bateries per assegurar la durabilitat i el funcionament segur de la bateria. A més, ISO 19848-1 proporciona orientació sobre les proves i el rendiment de les bateries, incloses les bateries de liti d’emmagatzematge, en aplicacions marines.
ISO 26262 també té un paper important en la seguretat funcional dels sistemes elèctrics i electrònics dins dels vasos marins, així com en altres vehicles. Aquest estàndard ordena que el sistema de gestió de bateries (BMS) hagi de ser dissenyat per proporcionar advertències visuals o audibles a l'operador quan la bateria tingui poca potència, entre d'altres requisits de seguretat. Si bé l’adherència als estàndards ISO és voluntari, el compliment d’aquestes directrius promou la seguretat, l’eficiència i la longevitat dels sistemes de bateries.
Sumari
Les bateries de liti d’emmagatzematge s’estrenen ràpidament com a solució d’emmagatzematge d’energia preferida per a aplicacions marines a causa de la seva elevada densitat d’energia i la seva vida útil estesa en condicions exigents. Aquestes bateries són versàtils i es poden utilitzar per a una gamma d'aplicacions marines, des de l'alimentació de vaixells elèctrics fins a proporcionar potència de còpia de seguretat per als sistemes de navegació. Altres entorns difícils. Es preveu que l’adopció de bateries de liti d’emmagatzematge a la indústria marina redueixi les emissions de gasos d’efecte hivernacle i revolucioni la logística i el transport.
Article relacionat:
Els serveis marins a bord ofereixen un millor treball mecànic marí amb Roypow Marine ESS
El nou paquet de bateries de liti Roypow 24 V eleva la potència de les aventures marines
