Datblygiadau mewn technoleg batri ar gyfer systemau storio ynni morol

Rhagymadrodd

Wrth i'r byd symud tuag at atebion ynni gwyrddach, mae batris lithiwm wedi ennill mwy o sylw. Er bod cerbydau trydan wedi bod yn y chwyddwydr ers dros ddegawd, mae potensial systemau storio ynni trydan mewn lleoliadau morol wedi'i anwybyddu. Fodd bynnag, bu ymchwydd mewn ymchwil sy'n canolbwyntio ar optimeiddio defnydd batris lithiwm storio a phrotocolau codi tâl ar gyfer gwahanol gymwysiadau cychod. Mae batris cylch dwfn ffosffad lithiwm-ion yn yr achos hwn yn arbennig o ddeniadol oherwydd eu dwysedd egni uchel, sefydlogrwydd cemegol da, a bywyd beicio hir o dan ofynion llym systemau gyrru morol.

Wrth i osod batris lithiwm storio ennill momentwm, felly hefyd y mae gweithredu rheoliadau i sicrhau diogelwch. Mae'r ISO / TS 23625 yn un rheoliad o'r fath sy'n canolbwyntio ar ddewis, gosod a diogelwch batri. Mae'n hanfodol nodi bod diogelwch yn hollbwysig o ran defnyddio batris lithiwm, yn enwedig o ran peryglon tân.

Systemau storio ynni morol

Mae systemau storio ynni morol yn dod yn ateb cynyddol boblogaidd yn y diwydiant morol wrth i'r byd symud tuag at ddyfodol mwy cynaliadwy ac ecogyfeillgar. Fel y mae'r enw'n awgrymu, mae'r systemau hyn wedi'u cynllunio i storio ynni mewn lleoliad morol a gellir eu defnyddio at amrywiaeth o ddibenion, o yrru llongau a chychod i ddarparu pŵer wrth gefn rhag ofn y bydd argyfwng.

Y math mwyaf cyffredin o system storio ynni morol yw batri lithiwm-ion, oherwydd ei ddwysedd ynni uchel, ei ddibynadwyedd a'i ddiogelwch. Gellir hefyd teilwra batris lithiwm-ion i fodloni gofynion pŵer penodol gwahanol gymwysiadau morol.

Un o fanteision allweddol systemau storio ynni morol yw eu gallu i ddisodli generaduron disel. Trwy ddefnyddio batris lithiwm-ion, gall y systemau hyn gynnig ffynhonnell pŵer ddibynadwy a chynaliadwy ar gyfer amrywiaeth o gymwysiadau. Mae hyn yn cynnwys pŵer ategol, goleuadau, ac anghenion trydanol eraill ar fwrdd llong neu long. Yn ogystal â'r cymwysiadau hyn, gellir defnyddio systemau storio ynni morol hefyd i bweru systemau gyrru trydan, gan eu gwneud yn ddewis arall ymarferol i beiriannau diesel confensiynol. Maent yn arbennig o addas ar gyfer cychod llai sy'n gweithredu mewn ardal gymharol gyfyngedig.

Yn gyffredinol, mae systemau storio ynni morol yn rhan allweddol o'r newid i ddyfodol mwy cynaliadwy ac ecogyfeillgar yn y diwydiant morol.

Manteision batris lithiwm

Un o fanteision mwyaf amlwg defnyddio batris lithiwm storio o'i gymharu â generadur disel yw diffyg allyriadau gwenwynig a nwyon tŷ gwydr. Os caiff y batris eu gwefru gan ddefnyddio ffynonellau glân fel paneli solar neu dyrbinau gwynt, gallai fod yn ynni glân 100%. Maent hefyd yn llai costus o ran cynnal a chadw gyda llai o gydrannau. Maent yn cynhyrchu llawer llai o sŵn, gan eu gwneud yn ddelfrydol ar gyfer sefyllfaoedd tocio ger ardaloedd preswyl neu boblog.

Storio Nid batris Lithiwm yw'r unig fath o fatris y gellir eu defnyddio. Mewn gwirionedd, gellir rhannu systemau batri morol yn batris cynradd (na ellir eu hailwefru) a batris eilaidd (y gellir eu hailwefru'n barhaus). Mae'r olaf yn fwy buddiol yn economaidd mewn cais hirdymor, hyd yn oed wrth ystyried diraddio gallu. Defnyddiwyd batris asid plwm i ddechrau, ac ystyrir bod batris lithiwm storio yn batris newydd. Fodd bynnag, mae ymchwil wedi dangos eu bod yn darparu dwyseddau ynni uwch a bywyd hir, sy'n golygu eu bod yn fwy addas ar gyfer cymwysiadau hirdymor, a gofynion llwyth uchel a chyflymder uchel.

Waeth beth fo'r manteision hyn, nid yw ymchwilwyr wedi dangos unrhyw arwyddion o hunanfodlonrwydd. Dros y blynyddoedd, mae nifer o ddyluniadau ac astudiaethau wedi canolbwyntio ar wella perfformiad batris lithiwm storio i wella eu cymhwysiad morol. Mae hyn yn cynnwys cyfuniadau cemegol newydd ar gyfer yr electrodau ac electrolytau wedi'u haddasu er mwyn gwarchod rhag tanau a rhedfeydd thermol.

Detholiad o batri lithiwm

Mae nodweddion lluosog i'w hystyried wrth ddewis batris lithiwm storio ar gyfer system batri lithiwm storio morol. Mae cynhwysedd yn fanyleb hollbwysig i'w hystyried wrth ddewis lladd-dy ar gyfer storio ynni morol. Mae'n pennu faint o ynni y gall ei storio ac wedi hynny, faint o waith y gellir ei gynhyrchu cyn ei ailwefru. Mae hwn yn baramedr dylunio sylfaenol mewn cymwysiadau gyriant lle mae cynhwysedd yn pennu'r milltiroedd neu'r pellter y gall y cwch ei deithio. Mewn cyd-destun morol, lle mae gofod yn aml yn gyfyngedig, mae'n bwysig dod o hyd i fatri â dwysedd ynni uchel. Mae batris dwysedd ynni uwch yn fwy cryno ac ysgafn, sy'n arbennig o bwysig ar gychod lle mae gofod a phwysau yn brin.

Mae graddfeydd foltedd a chyfredol hefyd yn fanylebau pwysig i'w hystyried wrth ddewis batris lithiwm storio ar gyfer systemau storio ynni morol. Mae'r manylebau hyn yn pennu pa mor gyflym y gall y batri godi tâl a gollwng, sy'n bwysig ar gyfer cymwysiadau lle gall gofynion pŵer amrywio'n gyflym.

Mae'n bwysig dewis batri sydd wedi'i gynllunio'n benodol ar gyfer defnydd morol. Mae amgylcheddau morol yn llym, gydag amlygiad i ddŵr hallt, lleithder a thymheredd eithafol. Bydd batris lithiwm storio sydd wedi'u cynllunio ar gyfer defnydd morol fel arfer yn cynnwys gwrth-ddŵr a gwrthsefyll cyrydiad, yn ogystal â nodweddion eraill megis ymwrthedd dirgryniad a gwrthsefyll sioc i sicrhau perfformiad dibynadwy mewn amodau heriol.

Mae diogelwch tân hefyd yn hollbwysig. Mewn cymwysiadau morol, ychydig iawn o le sydd ar gyfer storio batris a gallai unrhyw ledaeniad tân arwain at ryddhau mygdarth gwenwynig ac iawndal costus. Gellir cymryd mesurau gosod i gyfyngu ar ymlediad. Mae RoyPow, cwmni gweithgynhyrchu batri lithiwm-ion Tsieineaidd, yn un enghraifft lle mae diffoddwyr micro adeiledig yn cael eu gosod yn y ffrâm pecyn batri. Mae'r diffoddwyr hyn yn cael eu gweithredu naill ai gan signal trydanol neu drwy losgi'r llinell thermol. Bydd hyn yn actifadu generadur aerosol sy'n dadelfennu'r oerydd yn gemegol trwy adwaith rhydocs ac yn ei wasgaru i ddiffodd y tân yn gyflym cyn iddo ledu. Mae'r dull hwn yn ddelfrydol ar gyfer ymyriadau cyflym, sy'n addas iawn ar gyfer cymwysiadau gofod tynn fel batris lithiwm storio morol.

Diogelwch a gofynion

Mae'r defnydd o batris lithiwm storio ar gyfer cymwysiadau morol ar gynnydd, ond rhaid i ddiogelwch fod yn brif flaenoriaeth i sicrhau dyluniad a gosodiad priodol. Mae batris lithiwm yn agored i rediad thermol a pheryglon tân os na chânt eu trin yn gywir, yn enwedig yn yr amgylchedd morol garw gydag amlygiad dŵr halen a lleithder uchel. Er mwyn mynd i'r afael â'r pryderon hyn, mae safonau a rheoliadau ISO wedi'u sefydlu. Un o'r safonau hyn yw ISO/TS 23625, sy'n darparu canllawiau ar gyfer dewis a gosod batris lithiwm mewn cymwysiadau morol. Mae'r safon hon yn nodi'r gofynion dylunio, gosod, cynnal a chadw a monitro batri i sicrhau gwydnwch a gweithrediad diogel y batri. Yn ogystal, mae ISO 19848-1 yn darparu canllawiau ar brofi a pherfformiad batris, gan gynnwys batris lithiwm storio, mewn cymwysiadau morol.

Mae ISO 26262 hefyd yn chwarae rhan arwyddocaol yn niogelwch swyddogaethol systemau trydanol ac electronig o fewn llongau morol, yn ogystal â cherbydau eraill. Mae'r safon hon yn mynnu bod yn rhaid i'r system rheoli batri (BMS) gael ei dylunio i ddarparu rhybuddion gweledol neu glywadwy i'r gweithredwr pan fo'r batri yn isel ar bŵer, ymhlith gofynion diogelwch eraill. Er bod cadw at safonau ISO yn wirfoddol, mae cydymffurfio â'r canllawiau hyn yn hyrwyddo diogelwch, effeithlonrwydd a hirhoedledd y systemau batri.

Crynodeb

Mae batris lithiwm storio yn dod i'r amlwg yn gyflym fel yr ateb storio ynni a ffefrir ar gyfer cymwysiadau morol oherwydd eu dwysedd ynni uchel a'u hoes estynedig o dan amodau anodd. Mae'r batris hyn yn amlbwrpas a gellir eu defnyddio ar gyfer ystod o gymwysiadau morol, o bweru cychod trydan i ddarparu pŵer wrth gefn ar gyfer systemau llywio. Ymhellach, mae datblygiad parhaus systemau batri newydd yn ehangu'r ystod o gymwysiadau posibl i gynnwys archwilio'r môr dwfn a amgylcheddau heriol eraill. Disgwylir i fabwysiadu batris lithiwm storio yn y diwydiant morol leihau allyriadau nwyon tŷ gwydr a chwyldroi logisteg a chludiant.