Napredak u tehnologiji baterije za sustave za pohranu morske energije

Predgovor

Kako se svijet kreće prema zelenijim energetskim otopinama, litijeve baterije privukle su povećanu pažnju. Iako su električna vozila u središtu pozornosti već više od desetljeća, zanemaren je potencijal sustava skladištenja električne energije u morskim postavkama. Međutim, došlo je do porasta istraživanja usredotočenih na optimizaciju pohranjivanja litijskih baterija i protokola punjenja za različite primjene brodica. Litij-ionske fosfatne baterije dubokih ciklusa U ovom su slučaju posebno privlačne zbog njihove velike gustoće energije, dobre kemijske stabilnosti i dugotrajnog životnog vijeka ciklusa pod strogim zahtjevima morskih pogonskih sustava

Kako ugradnja litijevih baterija za skladištenje dobiva na značaju, isto tako i provedba propisa kako bi se osigurala sigurnost. ISO/TS 23625 jedna je takva regulacija koja se fokusira na odabir baterije, ugradnju i sigurnost. Ključno je napomenuti da je sigurnost najvažnija kada je u pitanju upotreba litijevih baterija, posebno u vezi s opasnostima od požara.

Sustavi za skladištenje morskog energije

Sustavi za skladištenje morske energije postaju sve popularnije rješenje u morskoj industriji dok se svijet kreće prema održivijoj i ekološkoj budućnosti. Kao što ime sugerira, ovi su sustavi dizajnirani za skladištenje energije u morskom okruženju i mogu se koristiti u različite svrhe, od pokretanja brodova i brodova do pružanja sigurnosne snage u slučaju nužde.

Najčešća vrsta sustava za skladištenje morske energije je litij-ionska baterija, zbog velike gustoće energije, pouzdanosti i sigurnosti. Litij-ionske baterije također se mogu prilagoditi specifičnim zahtjevima za napajanje različitih morskih aplikacija.

Jedna od ključnih prednosti sustava za skladištenje morske energije je njihova sposobnost zamjene dizelskih generatora. Koristeći litij-ionske baterije, ovi sustavi mogu ponuditi pouzdan i održiv izvor energije za različite aplikacije. To uključuje pomoćnu snagu, rasvjetu i druge električne potrebe na brodu ili plovilu. Uz ove aplikacije, sustavi za skladištenje morske energije mogu se koristiti i za napajanje električnih pogonskih sustava, što ih čini održivom alternativom konvencionalnim dizelskim motorima. Posebno su prikladni za manja plovila koja djeluju u relativno ograničenom području.

Općenito, sustavi za skladištenje morske energije ključna su komponenta prijelaza u održiviju i ekološku budućnost u morskoj industriji.

Prednosti litijevih baterija

Jedna od najočitijih prednosti korištenja litij baterija u usporedbi s dizelskim generatorom je nedostatak toksičnih i emisija stakleničkih plinova. Ako se baterije napune pomoću čistih izvora poput solarnih ploča ili vjetroagregata, to bi moglo predstavljati 100% čistu energiju. Oni su također jeftiniji u pogledu održavanja s manje komponenti. Proizvode mnogo manje buke, što ih čini idealnim za priključne situacije u blizini stambenih ili naseljenih područja.

Litijeve baterije nisu jedina vrsta baterija koje se mogu koristiti. U stvari, sustavi morske baterije mogu se podijeliti u primarne baterije (koje se ne mogu napuniti) i sekundarne baterije (koje se mogu kontinuirano napuniti). Potonji je ekonomski korisni u dugoročnoj primjeni, čak i kada se razmatra degradacija kapaciteta. U početku su korištene baterije s olovnim kiselinama, a litijeve baterije smatraju se novonastalim baterijama. Međutim, istraživanje je pokazalo da pružaju veću gustoću energije i dugotrajni život, što znači da su prikladniji za dugoročne primjene, te velike potrebe za opterećenjem i velike brzine.

Bez obzira na ove prednosti, istraživači nisu pokazali nikakve znakove saučešće. Tijekom godina, brojni dizajni i studije usredotočili su se na poboljšanje performansi litij baterija za poboljšanje njihove morske primjene. To uključuje nove kemijske mješavine za elektrode i modificirane elektrolite kako bi se zaštitili od požara i toplinskih ruma.

Odabir litij baterije

Postoji više karakteristika koje treba uzeti u obzir pri odabiru litij baterija za morsko skladištenje litijskog sustava baterija. Kapacitet je kritična specifikacija koju treba uzeti u obzir prilikom odabira preslikavanja za skladištenje morske energije. Određuje koliko energije može pohraniti, a potom i količina posla koja se može proizvesti prije punjenja. Ovo je temeljni parametar dizajna u aplikacijama za pogon gdje kapacitet diktira kilometražu ili udaljenost koju brod može putovati. U morskom kontekstu, gdje je prostor često ograničen, važno je pronaći bateriju s visokom gustoćom energije. Baterije veće gustoće energije kompaktnije su i lagane, što je posebno važno na brodovima gdje su prostor i težina premium.

Ocjene napona i struje također su važne specifikacije koje treba uzeti u obzir pri odabiru skladišnih litijskih baterija za sustave za skladištenje morske energije. Ove specifikacije određuju koliko brzo baterija može napuniti i ispuštati, što je važno za aplikacije u kojima zahtjevi za napajanje mogu brzo varirati.

Važno je odabrati bateriju koja je dizajnirana posebno za morsku upotrebu. Morska okruženja su oštra, s izlaganjem slanoj vodi, vlažnosti i ekstremnim temperaturama. Litijeve baterije koje su dizajnirane za morsku upotrebu obično imaju hidroizolaciju i otpornost na koroziju, kao i druge značajke kao što su otpornost na vibraciju i otpornost na udarce kako bi se osigurale pouzdane performanse u izazovnim uvjetima.

Požarna sigurnost je također presudna. U morskim aplikacijama postoji ograničena količina prostora za skladištenje baterija, a bilo koji požar može dovesti do otrovnih otpuštanja otrovnih dima i skupe štete. Mjere instalacije mogu se poduzeti kako bi se ograničila širenje. Roypow, kineska tvrtka za proizvodnju litij-ionske baterije, jedan je od primjera gdje se ugrađeni mikrogradi ugrađeni u okvir baterije. Ovi aparat za gašenje aktiviraju se električnim signalom ili sagorijevanjem toplinske linije. To će aktivirati aerosolni generator koji kemijski razgrađuje rashladno sredstvo redoks reakcijom i širi ga da brzo ugasi vatru prije nego što se širi. Ova je metoda idealna za brze intervencije, što je prikladne za uske svemirske aplikacije poput morskih litijskih baterija.

Sigurnost i zahtjevi

Upotreba litijevih baterija za morske baterije je u porastu, ali sigurnost mora biti glavni prioritet kako bi se osigurala pravilan dizajn i instalacija. Litijeve baterije osjetljive su na opasnosti od toplinskog otpada i vatre ako se ne postupa ispravno, posebno u oštrom morskom okolišu s izlaganjem slanom vodu i velikom vlagom. Da bi se riješili te probleme, utvrđeni su ISO standardi i propisi. Jedan od ovih standarda je ISO/TS 23625, koji pruža smjernice za odabir i ugradnju litijskih baterija u morskim aplikacijama. Ovaj standard određuje zahtjeve za dizajn, instalaciju, održavanje i nadzor baterije kako bi se osigurala izdržljivost i siguran rad baterije. Uz to, ISO 19848-1 daje smjernice o testiranju i performansama baterija, uključujući litij baterije, u morskim aplikacijama.

ISO 26262 također igra značajnu ulogu u funkcionalnoj sigurnosti električnih i elektroničkih sustava unutar morskih plovila, kao i drugim vozilima. Ovaj standard nalaže da sustav za upravljanje baterijom (BMS) mora biti dizajniran tako da operatoru osigura vizualne ili zvučne upozorenja kada je baterija niska, između ostalih sigurnosnih zahtjeva. Iako je pridržavanje ISO standarda dobrovoljno, poštivanje ovih smjernica promiče sigurnost, učinkovitost i dugovječnost baterijskih sustava.

Sažetak

Litijeve baterije za skladištenje brzo se pojavljuju kao preferirano rješenje za skladištenje energije za morske primjene zbog velike gustoće energije i produženog životnog vijeka u zahtjevnim uvjetima. Ove su baterije svestrane i mogu se koristiti za niz morskih aplikacija, od napajanja električnih brodica do pružanja sigurnosne snage za navigacijske sustave. BURTERMORE, kontinuirani razvoj novih baterijskih sustava proširuje raspon mogućih aplikacija kako bi uključivao istraživanje dubokog mora i druga izazovna okruženja. Očekuje se da je usvajanje litijevih baterija u morskoj industriji smanjenje emisije stakleničkih plinova i revolucije logistike i transporta.