Merenergian varastointijärjestelmien akkutekniikan kehitys

Esipuhe

Kun maailma siirtyy kohti vihreämpiä energiaratkaisuja, litiumparistot ovat saaneet lisääntynyttä huomiota. Vaikka sähköajoneuvot ovat olleet valokeilassa yli kymmenen vuoden ajan, merenkäyttöjärjestelmien potentiaali meri -asetuksissa on jätetty huomiotta. Tutkimuksessa on kuitenkin lisääntynyt, että keskitytään litiumparistojen käytön ja latausprotokollien optimointiin eri venesovelluksiin. Litium-ionifosfaatti syvän syklin paristot ovat tässä tapauksessa erityisen houkuttelevia niiden korkean energian tiheyksien, hyvän kemiallisen stabiilisuuden ja pitkittyneen syklin käyttöiän vuoksi merenkäyttöjärjestelmien tiukat vaatimukset

Kun varastointilitiumparistojen asentaminen saa vauhtia, niin myös määräysten toteuttaminen turvallisuuden varmistamiseksi. ISO/TS 23625 on yksi tällainen asetus, joka keskittyy akun valintaan, asennukseen ja turvallisuuteen. On tärkeää huomata, että turvallisuus on ensiarvoisen tärkeää, kun kyse on litiumparistojen käytöstä, etenkin palovaaroista.

Merenergian varastointijärjestelmät

Merenergian varastointijärjestelmistä on tulossa yhä suositumpi ratkaisu meriteollisuudessa, kun maailma siirtyy kohti kestävämpää ja ympäristöystävällisempää tulevaisuutta. Kuten nimestä voi päätellä, nämä järjestelmät on suunniteltu tallentamaan energiaa meriympäristössä, ja niitä voidaan käyttää moniin tarkoituksiin alusten ja veneiden ajamisesta varmuuskopiointivoiman tarjoamiseen hätätilanteessa.

Yleisin merenergian varastointijärjestelmän tyyppi on litium-ioni-akku sen korkean energian tiheyden, luotettavuuden ja turvallisuuden vuoksi. Litium-ion-paristot voidaan myös räätälöidä vastaamaan eri merisovellusten erityisiä sähkövaatimuksia.

Yksi merenergian varastointijärjestelmien tärkeimmistä eduista on niiden kyky korvata dieselgeneraattorit. Hyödyntämällä litium-ioni-akkuja nämä järjestelmät voivat tarjota luotettavan ja kestävän virtalähteen monille sovelluksille. Tähän sisältyy lisävoima, valaistus ja muut laivan tai aluksen sähkötarpeet. Näiden sovellusten lisäksi merenergian varastointijärjestelmiä voidaan käyttää myös sähkökäyttöjärjestelmien voimistamiseen, mikä tekee niistä toteuttamiskelpoinen vaihtoehto tavanomaisille dieselmoottoreille. Ne sopivat erityisesti pienemmille aluksille, jotka toimivat suhteellisen rajoitetulla alueella.

Kaiken kaikkiaan merenergian varastointijärjestelmät ovat avainasemassa siirtymässä meriteollisuuden kestävämmälle ja ympäristöystävällisemmälle tulevaisuudelle.

Litiumparistojen edut

Yksi ilmeisimmistä eduista varastointilitiumparistojen käytöstä dieselgeneraattoriin verrattuna on myrkyllisten ja kasvihuonekaasupäästöjen puute. Jos paristot ladataan käyttämällä puhtaita lähteitä, kuten aurinkopaneeleja tai tuuliturbiineja, se voi olla 100% puhdasta energiaa. Ne ovat myös halvempia ylläpidossa, jossa on vähemmän komponentteja. Ne tuottavat paljon vähemmän melua, mikä tekee niistä ihanteellisia telakointitilanteita asuin- tai asutuiden alueiden lähellä.

Varastointi litiumparistot eivät ole ainoita käytettyjä paristoja. Itse asiassa meriakkujärjestelmät voidaan jakaa ensisijaisiin paristoihin (joita ei voida ladata) ja toissijaisiin akkuihin (jotka voidaan ladata jatkuvasti). Jälkimmäinen on taloudellisesti hyödyllisempi pitkäaikaisessa sovelluksessa, jopa kun otetaan huomioon kapasiteetin heikkeneminen. Alun perin käytettiin lyijyakkuja, ja säilytyslitium-akkuja pidetään vasta nousevina akkuina. Tutkimukset ovat kuitenkin osoittaneet, että ne tarjoavat korkeamman energiatiheydet ja pitkittyneen elämän, mikä tarkoittaa, että ne soveltuvat paremmin pitkän kantaman sovelluksiin sekä korkean kuormituksen ja nopeiden vaatimuksiin.

Näistä eduista riippumatta tutkijat eivät ole osoittaneet omahyväisyyden merkkejä. Vuosien varrella lukuisat mallit ja tutkimukset ovat keskittyneet säilytyslitiumparistojen suorituskyvyn parantamiseen niiden meren käytön parantamiseksi. Tämä sisältää elektrodien ja muokattujen elektrolyyttien uudet kemialliset seokset tulipalojen ja lämpökatkojen suojaamiseksi.

Litium -akun valinta

Meren varastointilitium -akkujärjestelmää varten on otettava huomioon useita ominaisuuksia, kun valitaan säilytyslitiumparistoja. Kapasiteetti on kriittinen eritelmä, joka on otettava huomioon valittaessa merenergian varastointia varten. Se määrittelee, kuinka paljon energiaa se voi säilyttää ja myöhemmin sen tuottavan työn määrän, ennen sen lataamista. Tämä on perustavanlaatuinen suunnitteluparametri työntösovelluksissa, joissa kapasiteetti sanelee mittarilukeman tai etäisyyden, jota vene voi kulkea. Merenkulkuyhteydessä, jossa tilaa on usein rajoitettu, on tärkeää löytää akku, jolla on korkea energiatiheys. Korkeammat energiatiheysparistot ovat kompakti ja kevyempiä, mikä on erityisen tärkeää veneissä, joissa tila ja paino ovat palkkiot.

Jännite- ja virran luokitukset ovat myös tärkeitä eritelmiä, jotka on otettava huomioon valittaessa meren energian varastointijärjestelmiä varten. Nämä tekniset tiedot määrittävät, kuinka nopeasti akku voi ladata ja purkaa, mikä on tärkeää sovelluksissa, joissa virrantarpeet voivat vaihdella nopeasti.

On tärkeää valita akku, joka on suunniteltu erityisesti merenkäyttöön. Meriympäristöt ovat ankaria, altistuminen suolavedelle, kosteudelle ja äärimmäisille lämpötiloille. Merenkäyttöön suunniteltujen litiumparistojen varastointi on tyypillisesti vedeneristys ja korroosionkestävyys, samoin kuin muita ominaisuuksia, kuten tärinänkestävyyttä ja iskunkestävyyttä, jotta varmistetaan luotettava suorituskyky haastavissa olosuhteissa.

Paloturvallisuus on myös ratkaisevan tärkeää. Merisovelluksissa on rajoitettu määrä tilaa akun varastointiin, ja kaikki palon leviäminen voi johtaa myrkyllisiin hölynpölyihin ja kalliisiin vaurioihin. Asennustoimenpiteet voidaan toteuttaa leviämisen rajoittamiseksi. Kiinalainen litium-ion-akkuvalmistusyritys Roypow on yksi esimerkki, jossa sisäänrakennetut mikrohäiriöt asetetaan akkukehykseen. Nämä sammuttimet aktivoidaan joko sähköisellä signaalilla tai polttamalla lämpöviiva. Tämä aktivoi aerosoligeneraattorin, joka hajottaa jäähdytysnesteen kemiallisesti redox -reaktion kautta ja levittää sen tulen sammuttamiseksi nopeasti ennen leviämistä. Tämä menetelmä on ihanteellinen nopeaan interventioon, joka sopii hyvin tiukkoihin avaruussovelluksiin, kuten meren varastointihiumparistoihin.

Turvallisuus ja vaatimukset

Storage -litiumparistojen käyttö merisovelluksiin on nousussa, mutta turvallisuuden on oltava ensisijainen tavoite asianmukaisen suunnittelun ja asennuksen varmistamiseksi. Litium -akut ovat alttiita lämmön karkaavalle ja palovaaroille, jos niitä ei käsitellä oikein, etenkin ankarassa meriympäristössä, jossa on suolaveden altistuminen ja korkea kosteus. Näiden huolenaiheiden ratkaisemiseksi on vahvistettu ISO -standardit ja määräykset. Yksi näistä standardeista on ISO/TS 23625, joka tarjoaa ohjeita litiumparistojen valitsemiseksi ja asentamiseksi merisovelluksiin. Tämä standardi määrittelee akun suunnittelun, asennus-, huolto- ja valvontavaatimukset varmistaakseen akun kestävyyden ja turvallisen toiminnan. Lisäksi ISO 19848-1 antaa ohjeita paristojen, mukaan lukien varastointilitiumparistot, testaamisesta ja suorituskyvystä merisovelluksissa.

ISO 26262: lla on myös merkittävä rooli sähkö- ja elektronisten järjestelmien funktionaalisessa turvallisuudessa merisuonissa sekä muiden ajoneuvojen sisällä. Tämä standardi valtuutetaan, että akun hallintajärjestelmä (BMS) on suunniteltava tarjoamaan visuaalisia tai kuultavia varoituksia operaattorille, kun akku on alhainen, muun muassa turvallisuusvaatimukset. Vaikka ISO -standardien noudattaminen on vapaaehtoista, näiden ohjeiden noudattaminen edistää akkujärjestelmien turvallisuutta, tehokkuutta ja pitkäikäisyyttä.

Yhteenveto

Varastointi litiumparistot ovat nopeasti nousseet ensisijaisena energian varastointiratkaisuna merisovelluksiin niiden korkean energian tiheyden ja pidentyneiden elinajan vuoksi vaativissa olosuhteissa. Nämä paristot ovat monipuolisia ja niitä voidaan käyttää useisiin merisovelluksiin, sähköveneistä sähköveneistä navigointijärjestelmien varmuuskopiointivirran tarjoamiseen. Uusien akkujärjestelmien jatkuva kehitys laajentaa mahdollisten sovellusten valikoimaa syvänmeren etsinnän ja syvänmeren etsinnän sisältämiseksi ja Muut haastavat ympäristöt. Storage -litium -akkujen käyttöönoton meriteollisuudessa odotetaan vähentävän kasvihuonekaasupäästöjä ja mullistavan logistiikan ja kuljetuksen.