Avancement de la technologie des batteries pour les systèmes de stockage d'énergie marine

Préface

Alors que le monde se déplace vers des solutions d'énergie plus vertes, les batteries au lithium ont attiré une attention accrue. Alors que les véhicules électriques sont sous les projecteurs depuis plus d'une décennie, le potentiel des systèmes de stockage d'énergie électrique dans des milieux marins a été négligé. Cependant, il y a eu une augmentation de la recherche axée sur l'optimisation des protocoles d'utilisation et de charge des batteries au lithium pour différentes applications de bateaux. Les batteries à cycle profond du phosphate de lithium-ion dans ce cas sont particulièrement attrayantes en raison de leurs densités d'énergie élevées, de leur bonne stabilité chimique et de leur durée de vie cyclable sous les exigences strictes des systèmes de propulsion marine

À mesure que l'installation de batteries au lithium de stockage prend de l'ampleur, il en va de même pour la mise en œuvre des réglementations pour assurer la sécurité. L'ISO / TS 23625 est l'une de ces règlements qui se concentre sur la sélection, l'installation et la sécurité des batteries. Il est crucial de noter que la sécurité est primordiale en ce qui concerne l'utilisation de batteries au lithium, en particulier en ce qui concerne les risques d'incendie.

Systèmes de stockage d'énergie maritime

Les systèmes de stockage d'énergie marine deviennent une solution de plus en plus populaire dans l'industrie marine alors que le monde évolue vers un avenir plus durable et respectueux de l'environnement. Comme son nom l'indique, ces systèmes sont conçus pour stocker l'énergie dans un cadre marin et peuvent être utilisés à diverses fins, de la propulsion des navires et des bateaux à l'offre de secours en cas d'urgence.

Le type le plus courant de système de stockage d'énergie marine est une batterie lithium-ion, en raison de sa densité d'énergie élevée, de sa fiabilité et de sa sécurité élevées. Les batteries au lithium-ion peuvent également être adaptées pour répondre aux besoins en puissance spécifiques de différentes applications marines.

L'un des principaux avantages des systèmes de stockage d'énergie marine est leur capacité à remplacer les générateurs diesel. En utilisant des batteries lithium-ion, ces systèmes peuvent offrir une source d'alimentation fiable et durable pour une variété d'applications. Cela comprend la puissance auxiliaire, l'éclairage et d'autres besoins électriques à bord d'un navire ou d'un navire. En plus de ces applications, les systèmes de stockage d'énergie marine peuvent également être utilisés pour alimenter les systèmes de propulsion électrique, ce qui en fait une alternative viable aux moteurs diesel conventionnels. Ils sont particulièrement adaptés aux petits navires opérant dans une zone relativement limitée.

Dans l'ensemble, les systèmes de stockage d'énergie marine sont un élément clé de la transition vers un avenir plus durable et respectueux de l'environnement de l'industrie maritime.

Avantages des batteries au lithium

L'un des avantages les plus évidents de l'utilisation de batteries au lithium de stockage par rapport au générateur diesel est le manque d'émissions de gaz toxiques et de gaz à effet de serre. Si les batteries sont chargées à l'aide de sources propres telles que des panneaux solaires ou des éoliennes, cela pourrait constituer une énergie 100% propre. Ils sont également moins coûteux en termes de maintenance avec moins de composants. Ils produisent beaucoup moins de bruit, ce qui les rend idéaux pour amortir des situations à proximité des zones résidentielles ou peuplées.

Les batteries au lithium de stockage ne sont pas le seul type de batteries qui peuvent être utilisées. En fait, les systèmes de batteries marines peuvent être divisés en batteries primaires (qui ne peuvent pas être rechargées) et des batteries secondaires (qui peuvent être rechargées en continu). Ce dernier est plus bénéfique sur le plan économique dans une application à long terme, même lorsque l'on considère la dégradation des capacités. Les batteries au plomb-acide ont été initialement utilisées et les batteries au lithium de stockage sont considérées comme des batteries nouvellement émergentes. Cependant, la recherche a montré qu'ils fournissent des densités d'énergie plus élevées et une durée de vie prolongée, ce qui signifie qu'elles sont mieux adaptées aux applications à longue portée, et à une charge élevée et à des demandes à grande vitesse.

Quels que soient ces avantages, les chercheurs n'ont montré aucun signe de complaisance. Au fil des ans, de nombreuses conceptions et études se sont concentrées sur l'amélioration des performances des batteries au lithium de stockage pour améliorer leur application marine. Cela comprend de nouveaux mélanges chimiques pour les électrodes et les électrolytes modifiés afin de se prémunir contre les incendies et les runnaways thermiques.

Sélection de la batterie au lithium

Il existe plusieurs caractéristiques à considérer lors de la sélection des batteries de lithium de stockage pour un système de batterie au lithium de stockage marin. La capacité est une spécification critique à considérer lors de la sélection de la abattre pour le stockage d'énergie marine. Il détermine la quantité d'énergie qu'il peut stocker et par la suite, la quantité de travail qui peut être produite avant de la recharger. Il s'agit d'un paramètre de conception fondamental dans les applications de propulsion où la capacité dicte le kilométrage ou la distance que le bateau peut parcourir. Dans un contexte marin, où l'espace est souvent limité, il est important de trouver une batterie avec une densité d'énergie élevée. Les batteries de densité d'énergie plus élevées sont plus compactes et plus légères, ce qui est particulièrement important sur les bateaux où l'espace et le poids sont à un prix supérieur.

Les cotes de tension et de courant sont également des spécifications importantes à considérer lors de la sélection des batteries de lithium de stockage pour les systèmes de stockage d'énergie marine. Ces spécifications déterminent la rapidité avec laquelle la batterie peut se charger et se décharger, ce qui est important pour les applications où les demandes d'énergie peuvent varier rapidement.

Il est important de choisir une batterie conçue spécifiquement pour une utilisation marine. Les environnements marins sont durs, avec une exposition à l'eau salée, à l'humidité et aux températures extrêmes. Les batteries de lithium de stockage conçues pour l'utilisation marine comprendront généralement une résistance à l'étanchéité et à la corrosion, ainsi que d'autres fonctionnalités telles que la résistance aux vibrations et la résistance aux chocs pour assurer des performances fiables dans des conditions difficiles.

La sécurité incendie est également cruciale. Dans les applications marines, il y a une quantité limitée d'espace pour le stockage des batteries et toute propagation d'incendie pourrait entraîner des versions de fumées toxiques et des dommages coûteux. Des mesures d'installation peuvent être prises pour limiter la propagation. Roypow, une entreprise chinoise de fabrication de batteries au lithium-ion, est un exemple où des micro-extincteurs intégrés sont placés dans le cadre de la batterie. Ces extincteurs sont activés soit par un signal électrique, soit en brûlant la ligne thermique. Cela activera un générateur d'aérosols qui décompose chimiquement le liquide de refroidissement via une réaction redox et l'écarte pour éteindre le feu rapidement avant qu'il ne se propage. Cette méthode est idéale pour des interventions rapides, bien adaptées aux applications d'espace serré comme les batteries au lithium de stockage marin.

Sécurité et exigences

L'utilisation de batteries au lithium de stockage pour les applications marines est en augmentation, mais la sécurité doit être une priorité absolue pour assurer une conception et une installation appropriées. Les batteries au lithium sont vulnérables aux risques de fugue thermique et incendie s'ils ne sont pas gérés correctement, en particulier dans le milieu marin dur avec une exposition à l'eau salée et une humidité élevée. Pour répondre à ces préoccupations, des normes et règlements de l'ISO ont été établies. L'une de ces normes est ISO / TS 23625, qui fournit des directives pour sélectionner et installer des batteries au lithium dans les applications marines. Cette norme spécifie les exigences de conception, d'installation, d'entretien et de surveillance de la batterie pour garantir la durabilité et le fonctionnement de la batterie. De plus, ISO 19848-1 fournit des conseils sur les tests et les performances des batteries, y compris les batteries au lithium de stockage, dans les applications marines.

L'ISO 26262 joue également un rôle important dans la sécurité fonctionnelle des systèmes électriques et électroniques dans les navires marins, ainsi que d'autres véhicules. Cette norme exige que le système de gestion de la batterie (BMS) doit être conçu pour fournir des avertissements visuels ou audibles à l'opérateur lorsque la batterie est faible en puissance, entre autres exigences de sécurité. Bien que l'adhésion aux normes ISO soit volontaire, la conformité à ces directives favorise la sécurité, l'efficacité et la longévité des systèmes de batterie.

Résumé

Les batteries au lithium de stockage émergent rapidement comme une solution de stockage d'énergie préférée pour les applications marines en raison de leur densité d'énergie élevée et de leur durée de vie prolongée dans des conditions exigeantes. Ces batteries sont polyvalentes et peuvent être utilisées pour une gamme d'applications marines, de l'alimentation des bateaux électriques à l'alimentation de secours pour les systèmes de navigation. Autres environnements difficiles. L'adoption des batteries de lithium de stockage dans l'industrie marine devrait réduire les émissions de gaz à effet de serre et révolutionner la logistique et le transport.