Fremskridt inden for batteriteknologi til marine energilagringssystemer

Forord

Når verden skifter mod grønnere energiløsninger, har lithiumbatterier fået øget opmærksomhed. Mens elektriske køretøjer har været i rampelyset i over et årti, er potentialet for elektriske energilagringssystemer i marine omgivelser overset. Der har dog været en stigning i forskning med fokus på at optimere opbevaring af lithiumbatterier og opladningsprotokoller til forskellige bådapplikationer. Lithium-ion-fosfatdybe cyklusbatterier i dette tilfælde er især attraktive på grund af deres høje energitætheder, god kemisk stabilitet og langvarig cyklusliv under de strenge krav til marine fremdrivningssystemer

Efterhånden som installationen af opbevaring af lithiumbatterier får fart, gør det også implementering af regler for at sikre sikkerhed. ISO/TS 23625 er en sådan regulering, der fokuserer på batterivalg, installation og sikkerhed. Det er vigtigt at bemærke, at sikkerhed er vigtigst, når det kommer til brugen af lithiumbatterier, især hvad angår brandfarer.

Marine Energy Storage Systems

Marine Energy Storage Systems bliver en stadig mere populær løsning i den marine industri, når verden bevæger sig mod en mere bæredygtig og miljøvenlig fremtid. Som navnet antyder, er disse systemer designet til at opbevare energi i en marine indstilling og kan bruges til forskellige formål, fra at drive skibe og både til at levere backup -strøm i tilfælde af en nødsituation.

Det mest almindelige type marine energilagringssystem er et lithium-ion-batteri på grund af dets høje energitæthed, pålidelighed og sikkerhed. Lithium-ion-batterier kan også tilpasses til at imødekomme de specifikke strømkrav i forskellige marine applikationer.

En af de vigtigste fordele ved marine energilagringssystemer er deres evne til at erstatte dieselgeneratorer. Ved at bruge lithium-ion-batterier kan disse systemer tilbyde en pålidelig og bæredygtig strømkilde til forskellige applikationer. Dette inkluderer hjælpekraft, belysning og andre elektriske behov om bord på et skib eller fartøj. Ud over disse applikationer kan marine energilagringssystemer også bruges til at drive elektriske fremdrivningssystemer, hvilket gør dem til et levedygtigt alternativ til konventionelle dieselmotorer. De er især velegnet til mindre fartøjer, der opererer i et relativt begrænset område.

Generelt er marine energilagringssystemer en nøglekomponent i overgangen til en mere bæredygtig og miljøvenlig fremtid i marineindustrien.

Fordele ved lithiumbatterier

En af de mest tydelige fordele ved at bruge opbevaringslithiumbatterier sammenlignet med dieselgenerator er manglen på giftige og drivhusgasemissioner. Hvis batterierne oplades ved hjælp af rene kilder såsom solcellepaneler eller vindmøller, kan det udgøre en 100% ren energi. De er også billigere med hensyn til vedligeholdelse med færre komponenter. De producerer meget mindre støj, hvilket gør dem ideelle til dockingsituationer i nærheden af bolig- eller befolkede områder.

Opbevaring af lithiumbatterier er ikke den eneste type batterier, der kan bruges. Faktisk kan marine batterisystemer opdeles i primære batterier (som ikke kan genoplades) og sekundære batterier (som kan genoplades kontinuerligt). Sidstnævnte er mere økonomisk fordelagtigt i en langsigtet anvendelse, selv når man overvejer kapacitets nedbrydning. Ledesyrebatterier blev oprindeligt brugt, og opbevaring af lithiumbatterier betragtes som nyopståede batterier. Imidlertid har forskning vist, at de giver højere energitætheder og langvarig levetid, hvilket betyder, at de er bedre egnet til langdistancerede applikationer og høje belastning og højhastighedskrav.

Uanset disse fordele har forskere ikke vist tegn på selvtilfredshed. I årenes løb har adskillige design og undersøgelser fokuseret på at forbedre ydelsen af opbevaring af lithiumbatterier for at forbedre deres marine anvendelse. Dette inkluderer nye kemiske blandinger til elektroderne og modificerede elektrolytter for at beskytte mod brande og termiske løb.

Valg af lithiumbatteri

Der er flere egenskaber, der skal overvejes, når du vælger opbevaring af lithiumbatterier til et marin opbevarings lithiumbatterisystem. Kapacitet er en kritisk specifikation, der skal overvejes, når man vælger at skræmme op til opbevaring af havenergi. Det bestemmer, hvor meget energi den kan opbevare, og efterfølgende mængden af arbejde, der kan produceres, før den genoplades. Dette er en grundlæggende designparameter i fremdrivningsapplikationer, hvor kapaciteten dikterer kilometertal eller afstand, som båden kan rejse. I en marine sammenhæng, hvor pladsen ofte er begrænset, er det vigtigt at finde et batteri med en høj energitæthed. Batterier med højere energitæthed er mere kompakte og lette, hvilket er især vigtigt på både, hvor plads og vægt er på en præmie.

Spænding og aktuelle ratings er også vigtige specifikationer, der skal overvejes, når du vælger opbevaring af lithiumbatterier til opbevaringssystemer til havenergi. Disse specifikationer bestemmer, hvor hurtigt batteriet kan oplade og decharge, hvilket er vigtigt for applikationer, hvor strømkrav kan variere hurtigt.

Det er vigtigt at vælge et batteri, der er designet specifikt til marinbrug. Marine miljøer er hårde med udsættelse for saltvand, fugtighed og ekstreme temperaturer. Opbevaring af lithiumbatterier, der er designet til marinbrug, vil typisk have vandtætning og korrosionsbestandighed, såvel som andre træk, såsom vibrationsmodstand og chokresistens for at sikre pålidelig ydeevne under udfordrende forhold.

Brandsikkerhed er også afgørende. I marine applikationer er der en begrænset mængde plads til batterilagring, og enhver brandspredning kan føre til giftige røgnedgang og dyre skader. Installationsforanstaltninger kan træffes for at begrænse spredningen. Roypow, et kinesisk lithium-ion-batteriproduktionsfirma, er et eksempel, hvor indbyggede mikro-slukkere placeres i batteripakkerammen. Disse slukkere aktiveres af enten et elektrisk signal eller ved at brænde den termiske linje. Dette vil aktivere en aerosolgenerator, der kemisk nedbryder kølevæsken via en redoxreaktion og spreder den for at slukke ilden hurtigt, før den spreder sig. Denne metode er ideel til hurtige interventioner, velegnet til stramme pladsapplikationer som marine opbevaring lithiumbatterier.

Sikkerhed og krav

Brugen af opbevaring lithiumbatterier til marine applikationer er stigende, men sikkerhed skal være en højeste prioritet for at sikre korrekt design og installation. Lithiumbatterier er sårbare over for termisk løb og brandfarer, hvis de ikke håndteres korrekt, især i det hårde marine miljø med saltvandseksponering og høj luftfugtighed. For at tackle disse bekymringer er ISO -standarder og forskrifter fastlagt. En af disse standarder er ISO/TS 23625, der giver retningslinjer for valg og installation af lithiumbatterier i marine applikationer. Denne standard specificerer batteridesign, installation, vedligeholdelse og overvågningskrav for at sikre batteriets holdbarhed og sikre drift. Derudover giver ISO 19848-1 vejledning om test og ydelse af batterier, herunder opbevaring af lithiumbatterier, i marine applikationer.

ISO 26262 spiller også en betydelig rolle i den funktionelle sikkerhed for elektriske og elektroniske systemer inden for marine fartøjer såvel som andre køretøjer. Denne standardmandater om, at batteristyringssystemet (BMS) skal være designet til at give visuelle eller hørbare advarsler til operatøren, når batteriet er lavt på strøm, blandt andre sikkerhedskrav. Mens overholdelse af ISO -standarder er frivillig, fremmer overholdelse af disse retningslinjer sikkerhed, effektivitet og levetid for batterisystemerne.

Oversigt

Opbevaring af lithiumbatterier fremkommer hurtigt som en foretrukken energilagringsløsning til marine applikationer på grund af deres høje energitæthed og udvidede levetid under krævende forhold. Disse batterier er alsidige og kan bruges til en række marine applikationer, fra at drive elektriske både til levering af backup-strøm til navigationssystemer. Andre udfordrende miljøer. Vedtagelsen af opbevaring af lithiumbatterier i marineindustrien forventes at reducere drivhusgasemissioner og revolutionere logistik og transport.