Fejlődés a tengeri energiatároló rendszerek akkumulátortechnológiájában

Előszó

Ahogy a világ a zöldebb energiamegoldások felé tolódik el, a lítium akkumulátorok egyre nagyobb figyelmet kaptak. Míg az elektromos járművek több mint egy évtizede a reflektorfényben vannak, figyelmen kívül hagyták az elektromos energiatároló rendszerekben rejlő lehetőségeket a tengeri környezetben. A lítium-akkumulátorok használatának optimalizálására és a töltési protokollok különféle hajóalkalmazásokhoz való optimalizálására összpontosító kutatás azonban megnövekedett. A lítium-ion-foszfát mélyciklusú akkumulátorok ebben az esetben különösen vonzóak nagy energiasűrűségük, jó kémiai stabilitásuk és a tengeri meghajtórendszerek szigorú követelményei melletti hosszú élettartamuk miatt.

A tároló lítium akkumulátorok beszerelésének fellendülésével a biztonságot szolgáló előírások végrehajtása is felgyorsul. Az ISO/TS 23625 egy ilyen szabályozás, amely az akkumulátor kiválasztására, telepítésére és biztonságára összpontosít. Kulcsfontosságú megjegyezni, hogy a biztonság a legfontosabb a lítium akkumulátorok használatakor, különösen a tűzveszély tekintetében.

Tengeri energiatároló rendszerek

A tengeri energiatároló rendszerek egyre népszerűbb megoldásokká válnak a tengeri iparban, ahogy a világ egy fenntarthatóbb és környezetbarátabb jövő felé halad. Ahogy a neve is sugallja, ezeket a rendszereket úgy tervezték, hogy tengeri környezetben tárolják az energiát, és különféle célokra használhatók, a hajók és csónakok meghajtásától a vészhelyzeti tartalék energiaellátásig.

A tengeri energiatároló rendszerek leggyakoribb típusa a lítium-ion akkumulátor, nagy energiasűrűsége, megbízhatósága és biztonsága miatt. A lítium-ion akkumulátorok testreszabhatók a különböző tengeri alkalmazások speciális energiaszükségleteinek kielégítésére is.

A tengeri energiatároló rendszerek egyik legfontosabb előnye, hogy képesek kiváltani a dízelgenerátorokat. A lítium-ion akkumulátorok használatával ezek a rendszerek megbízható és fenntartható energiaforrást kínálnak számos alkalmazáshoz. Ebbe beletartozik a segédenergia, a világítás és egyéb elektromos igények a hajón vagy hajón. Ezeken az alkalmazásokon kívül a tengeri energiatároló rendszerek elektromos meghajtórendszerek meghajtására is használhatók, így a hagyományos dízelmotorok életképes alternatívája. Különösen alkalmasak kisebb hajókhoz, amelyek viszonylag korlátozott területen közlekednek.

Összességében a tengeri energiatároló rendszerek kulcsfontosságú elemei a tengeri ipar fenntarthatóbb és környezetbarátabb jövőjére való átmenetnek.

A lítium akkumulátorok előnyei

A lítium akkumulátorok használatának egyik legszembetűnőbb előnye a dízelgenerátorokhoz képest a mérgező és üvegházhatású gázok kibocsátásának hiánya. Ha az akkumulátorokat tiszta forrásból, például napelemekből vagy szélturbinákból töltik, az 100%-ban tiszta energiát jelenthet. Kevesebb alkatrészükkel a karbantartás szempontjából is olcsóbbak. Sokkal kevesebb zajt bocsátanak ki, így ideálisak lakó- vagy lakott területek közelében történő dokkoláshoz.

Tárolás A lítium akkumulátor nem az egyetlen használható akkumulátortípus. Valójában a tengeri akkumulátorrendszerek elsődleges akkumulátorokra (amelyek nem tölthetők újra) és másodlagos akkumulátorokra (amelyek folyamatosan újratölthetők) oszthatók. Ez utóbbi gazdaságilag előnyösebb hosszú távú alkalmazás esetén, még akkor is, ha figyelembe vesszük a kapacitás csökkenését. Eredetileg savas ólomakkumulátorokat használtak, a tároló lítium akkumulátorokat pedig újonnan megjelenő akkumulátoroknak tekintik. A kutatások azonban kimutatták, hogy nagyobb energiasűrűséget és hosszabb élettartamot biztosítanak, ami azt jelenti, hogy jobban megfelelnek a nagy hatótávolságú alkalmazásokhoz, valamint nagy terhelési és nagy sebességű igényekhez.

Ezektől az előnyöktől függetlenül a kutatók nem mutatták az önelégültség jeleit. Az évek során számos terv és tanulmány összpontosított a lítium akkumulátorok teljesítményének javítására, hogy javítsák tengeri alkalmazásukat. Ez magában foglalja az új kémiai keverékeket az elektródákhoz és a módosított elektrolitokat a tüzek és a hőkitörések elkerülése érdekében.

Lítium akkumulátor kiválasztása

Több jellemzőt is figyelembe kell venni, amikor lítium akkumulátorokat választunk egy tengeri tároló lítium akkumulátor rendszerhez. A kapacitás kritikus specifikáció, amelyet figyelembe kell venni a tengeri energiatároláshoz használt akkumulátor kiválasztásakor. Meghatározza, hogy mennyi energiát tud tárolni, és ezt követően, az újratöltés előtt megtermelhető munka mennyiségét. Ez alapvető tervezési paraméter a meghajtási alkalmazásokban, ahol a kapacitás határozza meg a hajó által megtehető futásteljesítményt vagy távolságot. Tengeri környezetben, ahol gyakran korlátozott a hely, fontos, hogy nagy energiasűrűségű akkumulátort találjunk. A nagyobb energiasűrűségű akkumulátorok kompaktabbak és könnyebbek, ami különösen fontos azoknál a hajóknál, ahol a hely és a súly prémium.

A feszültség és áramerősség szintén fontos szempont, amelyet figyelembe kell venni, amikor a lítium akkumulátorokat tengeri energiatároló rendszerekhez választják. Ezek a specifikációk határozzák meg, hogy az akkumulátor milyen gyorsan tud tölteni és lemerülni, ami fontos olyan alkalmazásoknál, ahol az energiaigény gyorsan változhat.

Fontos, hogy olyan akkumulátort válasszunk, amelyet kifejezetten tengeri használatra terveztek. A tengeri környezet zord, sós víznek, páratartalomnak és szélsőséges hőmérsékletnek van kitéve. A tengeri használatra tervezett lítium-akkumulátorok jellemzően víz- és korrózióállósággal rendelkeznek, valamint olyan egyéb jellemzőkkel rendelkeznek, mint a rezgés- és ütésállóság, hogy megbízható teljesítményt biztosítsanak nehéz körülmények között.

A tűzbiztonság is kulcsfontosságú. A tengeri alkalmazásokban korlátozott mennyiségű hely áll rendelkezésre az akkumulátor tárolására, és a tűz bármilyen terjedése mérgező füstök kibocsátásához és költséges károkhoz vezethet. A terjedés korlátozása érdekében beépítési intézkedéseket lehet tenni. A RoyPow, a kínai lítium-ion akkumulátorokat gyártó vállalat az egyik példa arra, hogy beépített mikro oltókészülékeket helyeznek el az akkumulátorcsomag keretébe. Ezeket a tűzoltó készülékeket elektromos jel vagy a hővezeték elégetése aktiválja. Ez aktiválja az aeroszolgenerátort, amely redox-reakcióval kémiailag lebontja a hűtőfolyadékot, és szétszórja, hogy gyorsan eloltassa a tüzet, mielőtt továbbterjedne. Ez a módszer ideális a gyors beavatkozásokhoz, jól alkalmazható szűk helyen végzett alkalmazásokhoz, például tengeri lítium akkumulátorokhoz.

Biztonság és követelmények

A tároló lítium akkumulátorok tengeri alkalmazásokban való felhasználása egyre növekszik, de a biztonságnak elsődleges prioritásnak kell lennie a megfelelő tervezés és telepítés érdekében. A lítium akkumulátorok sebezhetőek a hőkitöréssel és a tűzveszélyekkel szemben, ha nem megfelelően kezelik őket, különösen zord tengeri környezetben, ahol sós víznek van kitéve és magas a páratartalom. Ezen aggodalmak megoldására ISO-szabványokat és előírásokat hoztak létre. Az egyik ilyen szabvány az ISO/TS 23625, amely iránymutatást ad a lítium akkumulátorok kiválasztásához és beszereléséhez tengeri alkalmazásokban. Ez a szabvány meghatározza az akkumulátor tervezési, telepítési, karbantartási és felügyeleti követelményeit, hogy biztosítsa az akkumulátor tartósságát és biztonságos működését. Ezenkívül az ISO 19848-1 útmutatást ad az akkumulátorok tesztelésére és teljesítményére vonatkozóan, beleértve a tároló lítium akkumulátorokat is, tengeri alkalmazásokban.

Az ISO 26262 jelentős szerepet játszik a tengeri hajókon és más járműveken lévő elektromos és elektronikus rendszerek funkcionális biztonságában is. Ez a szabvány előírja, hogy az akkumulátor-kezelő rendszert (BMS) úgy kell megtervezni, hogy vizuális vagy hangos figyelmeztetést adjon a kezelőnek, ha az akkumulátor lemerülőben van, más biztonsági követelmények mellett. Míg az ISO szabványok betartása önkéntes, ezen irányelveknek való megfelelés elősegíti az akkumulátorrendszerek biztonságát, hatékonyságát és hosszú élettartamát.

Összegzés

A tároló lítium akkumulátorok nagy energiasűrűségük és a nehéz körülmények között meghosszabbított élettartamuk miatt gyorsan felbukkannak a tengeri alkalmazások kedvelt energiatároló megoldásaként. Ezek az akkumulátorok sokoldalúak, és számos tengeri alkalmazáshoz használhatók, az elektromos csónakok meghajtásától a navigációs rendszerek tartalék energiaellátásáig. Ezenkívül az új akkumulátorrendszerek folyamatos fejlesztése a lehetséges alkalmazások körét bővíti, beleértve a mélytengeri feltárást és egyéb kihívást jelentő környezetek. A tároló lítium akkumulátorok alkalmazása a tengeri iparban várhatóan csökkenti az üvegházhatású gázok kibocsátását, és forradalmasítja a logisztikát és a szállítást.