Progresoj en bateria teknologio por maraj energi-stokaj sistemoj

Antaŭparolo

Dum la mondo moviĝas al pli verdaj energiaj solvoj, litiaj kuirilaroj akiris pli grandan atenton. Dum elektraj veturiloj estas en la spoto dum pli ol jardeko, la potencialo de elektraj energi-stokaj sistemoj en maraj medioj estis preteratentita. Tamen, estis pliiĝo en esplorado fokusanta al optimumigo de uzado de stokaj litiobaterioj kaj ŝarĝo de protokoloj por malsamaj boataplikoj. Litio-jonaj fosfataj profundaj ciklaj kuirilaroj en ĉi tiu kazo estas precipe allogaj pro siaj altaj energidensecoj, bona kemia stabileco kaj longedaŭra cikla vivo sub la striktaj postuloj de maraj propulssistemoj.

Dum la instalado de stokaj litiaj kuirilaroj akiras impeton, tiel ankaŭ faras la efektivigon de regularoj por certigi sekurecon. La ISO/TS 23625 estas unu tia regularo, kiu fokusiĝas al elektado, instalado kaj sekureco de baterio. Estas grave noti, ke sekureco estas plej grava kiam temas pri la uzo de litiaj kuirilaroj, precipe koncerne fajrodanĝerojn.

Sistemoj de konservado de maraj energioj

Marenergiaj stokadsistemoj fariĝas ĉiam pli populara solvo en la mara industrio dum la mondo moviĝas al pli daŭrigebla kaj ekologia estonteco. Kiel la nomo sugestas, ĉi tiuj sistemoj estas dizajnitaj por stoki energion en mara medio kaj povas esti uzitaj por diversaj celoj, de propulsado de ŝipoj kaj boatoj ĝis disponigado de rezerva potenco en kazo de krizo.

La plej ofta speco de mara energi-stoka sistemo estas litiojona baterio, pro sia alta energidenseco, fidindeco kaj sekureco. Litio-jonaj kuirilaroj ankaŭ povas esti adaptitaj por plenumi la specifajn potencajn postulojn de malsamaj maraj aplikoj.

Unu el la ĉefaj avantaĝoj de maraj energi-stokaj sistemoj estas ilia kapablo anstataŭigi dizelgeneratorojn. Uzante litijonajn bateriojn, ĉi tiuj sistemoj povas oferti fidindan kaj daŭrigeblan energifonton por diversaj aplikoj. Ĉi tio inkluzivas helpan potencon, lumigadon kaj aliajn elektrajn bezonojn sur ŝipo aŭ ŝipo. Aldone al tiuj aplikoj, marenergiaj stokadsistemoj ankaŭ povas esti uzitaj por funkciigi elektrajn propulssistemojn, igante ilin realigebla alternativo al konvenciaj dizelmotoroj. Ili estas precipe taŭgaj por pli malgrandaj ŝipoj funkciigantaj en relative limigita areo.

Ĝenerale, marenergiaj stokadsistemoj estas ŝlosila komponento de la transiro al pli daŭrigebla kaj eko-amika estonteco en la mara industrio.

Avantaĝoj de litio-kuirilaroj

Unu el la plej evidentaj avantaĝoj de uzado de stokaj litiobaterioj kompare kun dizelgeneratoro estas la manko de toksaj kaj forcej-efikaj gasoj. Se la kuirilaroj estas ŝargitaj per puraj fontoj kiel sunpaneloj aŭ ventoturbinoj, ĝi povus konsistigi 100% pura energio. Ili ankaŭ estas malpli kostaj laŭ prizorgado kun malpli da komponantoj. Ili produktas multe malpli da bruo, igante ilin idealaj por aldokaj situacioj proksime de loĝdomaj aŭ loĝataj areoj.

Stokado Litio-kuirilaroj ne estas la sola tipo de kuirilaroj uzeblaj. Fakte, maraj baterisistemoj povas esti dividitaj en primarajn bateriojn (kiuj ne povas esti reŝargitaj) kaj malĉefajn bateriojn (kiuj povas esti reŝargitaj senĉese). Ĉi-lasta estas pli ekonomie utila en longdaŭra apliko, eĉ kiam oni konsideras kapacitdegeneron. Plumbo-acidaj baterioj estis komence uzitaj, kaj stokaj litiobaterioj estas konsideritaj lastatempe emerĝantaj baterioj. Tamen, esplorado montris ke ili disponigas pli altajn energidensecojn kaj longedaŭran vivon, signifante ke ili estas pli taŭgaj por longdistancaj aplikoj, kaj alta ŝarĝo kaj altrapidaj postuloj.

Sendepende de ĉi tiuj avantaĝoj, esploristoj ne montris ajnajn signojn de memkontento. Tra la jaroj, multaj dezajnoj kaj studoj koncentriĝis pri plibonigo de la agado de stokaj litiobaterioj por plibonigi sian maran aplikon. Ĉi tio inkluzivas novajn kemiajn miksaĵojn por la elektrodoj kaj modifitajn elektrolitojn por protekti kontraŭ fajroj kaj termikaj forkurantoj.

Elekto de litia kuirilaro

Estas multoblaj karakterizaĵoj por konsideri dum elektado de stokaj litiaj baterioj por mara stokado litiobateriosistemo. Kapacito estas kritika specifo por pripensi dum elektado de abaterio por mara energistokado. Ĝi determinas kiom da energio ĝi povas stoki kaj poste, la kvanton de laboro kiu povas esti produktita antaŭ reŝargi ĝin. Ĉi tio estas fundamenta dezajna parametro en propulsaplikoj kie kapacito diktas la kilometraĵon aŭ distancon la boato povas vojaĝi. En mara kunteksto, kie spaco ofte estas limigita, gravas trovi kuirilaron kun alta energia denseco. Pli alta energidenseca kuirilaroj estas pli kompaktaj kaj malpezaj, kio estas precipe grava sur boatoj kie spaco kaj pezo estas altkvalitaj.

Tensio- kaj nunaj rangigoj ankaŭ estas gravaj specifoj por konsideri dum elektado de stokaj litiaj baterioj por maraj energi-stokaj sistemoj. Ĉi tiuj specifoj determinas kiom rapide la baterio povas ŝargi kaj malŝarĝi, kio estas grava por aplikoj kie potencaj postuloj povas varii rapide.

Gravas elekti kuirilaron, kiu estas desegnita specife por mara uzo. Maraj medioj estas severaj, kun eksponiĝo al sala akvo, humideco, kaj ekstremaj temperaturoj. Stokaj litio-kuirilaroj kiuj estas dezajnitaj por mara uzo kutime prezentas akvoreziston kaj korodan reziston, same kiel aliajn funkciojn kiel vibroreziston kaj ŝokreziston por certigi fidindan agadon en malfacilaj kondiĉoj.

Fajrosekureco ankaŭ estas decida. En maraj aplikoj, estas limigita kvanto de spaco por stokado de kuirilaroj kaj ajna fajrodisvastiĝo povus konduki al toksaj fumaj ellasoj kaj multekostaj damaĝoj. Instalaj mezuroj povas esti prenitaj por limigi la disvastiĝon. RoyPow, ĉina litio-jona baterioproduktadfirmao, estas unu ekzemplo kie enkonstruitaj mikroestingiloj estas metitaj en la bateripakkadron. Tiuj estingiloj estas aktivigitaj per aŭ elektra signalo aŭ bruligante la termikan linion. Ĉi tio aktivigos aerosolgeneratoron kiu kemie malkomponas la fridigaĵon per redox-reago kaj disvastigas ĝin por estingi la fajron rapide antaŭ ol ĝi disvastiĝas. Ĉi tiu metodo estas ideala por rapidaj intervenoj, bone taŭga por mallozaj spacaj aplikoj kiel maraj stokaj litiobaterioj.

Sekureco kaj postuloj

La uzo de stokaj litiaj baterioj por maraj aplikoj pliiĝas, sed sekureco devas esti ĉefa prioritato por certigi taŭgan dezajnon kaj instaladon. Litiaj baterioj estas minacataj per termika forkuriĝo kaj fajrodanĝeroj se ne traktitaj ĝuste, precipe en la severa mara medio kun salakva malkovro kaj alta humideco. Por trakti ĉi tiujn zorgojn, ISO-normoj kaj regularoj estis establitaj. Unu el ĉi tiuj normoj estas ISO/TS 23625, kiu provizas gvidliniojn por elekti kaj instali litiajn bateriojn en maraj aplikoj. Ĉi tiu normo specifas la bateriodezajnon, instaladon, prizorgadon kaj monitoradon por certigi la fortikecon kaj sekuran funkciadon de la baterio. Aldone, ISO 19848-1 provizas gvidon pri la testado kaj agado de baterioj, inkluzive de stokaj litiobaterioj, en maraj aplikoj.

ISO 26262 ankaŭ ludas signifan rolon en la funkcia sekureco de elektraj kaj elektronikaj sistemoj ene de maraj ŝipoj, same kiel aliaj veturiloj. Ĉi tiu normo postulas ke la baterio-administra sistemo (BMS) devas esti dizajnita por disponigi vidajn aŭ aŭdeblajn avertojn al la funkciigisto kiam la baterio estas malalta sur potenco, inter aliaj sekurecpostuloj. Dum sekvado al ISO-normoj estas libervola, observado de ĉi tiuj gvidlinioj antaŭenigas sekurecon, efikecon kaj longvivecon de la bateriosistemoj.

Resumo

Stokaj litiobaterioj rapide aperas kiel preferata energistoka solvo por maraj aplikoj pro sia alta energidenseco kaj plilongigita vivdaŭro sub postulemaj kondiĉoj. Ĉi tiuj kuirilaroj estas multflankaj kaj povas esti uzataj por gamo da maraj aplikoj, de funkciigi elektrajn boatojn ĝis provizi rezervan potencon por navigaciaj sistemoj. Krome, la kontinua evoluo de novaj bateriosistemoj vastigas la gamon de eblaj aplikoj por inkluzivi profundamara esploradon kaj aliaj malfacilaj medioj. La adopto de stokaj litiobaterioj en la mara industrio estas atendita redukti forcej-efikaj gasoj kaj revolucii loĝistikon kaj transportadon.