Ծովային էներգիայի պահպանման համակարգերի մարտկոցների տեխնոլոգիայի առաջընթացներ

Նախաբան

Քանի որ աշխարհը շարժվում է դեպի ավելի կանաչ էներգիայի լուծումներ, լիթիումային մարտկոցները մեծ ուշադրություն են գրավում: Մինչ էլեկտրական մեքենաները ուշադրության կենտրոնում են եղել ավելի քան մեկ տասնամյակ, ծովային միջավայրում էլեկտրական էներգիայի պահպանման համակարգերի ներուժը անտեսվել է: Այնուամենայնիվ, նկատվել է հետազոտությունների աճ, որը կենտրոնացած է պահեստավորման լիթիումային մարտկոցների օգտագործման և լիցքավորման արձանագրությունների օպտիմալացման վրա նավակների տարբեր կիրառությունների համար: Լիթիում-իոն ֆոսֆատ խորը ցիկլի մարտկոցները այս դեպքում հատկապես գրավիչ են իրենց բարձր էներգիայի խտության, լավ քիմիական կայունության և երկարատև ցիկլի կյանքի շնորհիվ ծովային շարժիչ համակարգերի խիստ պահանջների ներքո:

Քանի որ պահեստային լիթիումային մարտկոցների տեղադրումը թափ է հավաքում, նույնքան մեծանում է նաև անվտանգության ապահովման կանոնակարգերի իրականացումը: ISO/TS 23625-ը նման կանոնակարգերից մեկն է, որը կենտրոնանում է մարտկոցի ընտրության, տեղադրման և անվտանգության վրա: Կարևոր է նշել, որ անվտանգությունը առաջնային է լիթիումային մարտկոցների օգտագործման դեպքում, հատկապես հրդեհային վտանգների հետ կապված:

Ծովային էներգիայի պահպանման համակարգեր

Ծովային էներգիայի պահպանման համակարգերը դառնում են ավելի տարածված լուծում ծովային արդյունաբերության մեջ, քանի որ աշխարհը շարժվում է դեպի ավելի կայուն և էկոլոգիապես մաքուր ապագա: Ինչպես անունն է հուշում, այս համակարգերը նախագծված են էներգիան ծովային միջավայրում պահելու համար և կարող են օգտագործվել տարբեր նպատակների համար՝ նավերի և նավակների շարժիչից մինչև արտակարգ իրավիճակների դեպքում պահեստային էներգիա ապահովելու համար:

Ծովային էներգիայի պահպանման համակարգի ամենատարածված տեսակը լիթիում-իոնային մարտկոցն է՝ շնորհիվ իր բարձր էներգիայի խտության, հուսալիության և անվտանգության: Լիթիում-իոնային մարտկոցները կարող են նաև հարմարեցվել տարբեր ծովային կիրառությունների հատուկ էներգիայի պահանջներին համապատասխանելու համար:

Ծովային էներգիայի պահպանման համակարգերի հիմնական առավելություններից մեկը դիզելային գեներատորները փոխարինելու նրանց կարողությունն է: Օգտագործելով լիթիում-իոնային մարտկոցներ՝ այս համակարգերը կարող են ապահովել հուսալի և կայուն էներգիայի աղբյուր տարբեր կիրառությունների համար: Սա ներառում է օժանդակ էներգիա, լուսավորություն և այլ էլեկտրական կարիքներ նավի կամ նավի վրա: Ի հավելումն այս հավելվածների, ծովային էներգիայի պահպանման համակարգերը կարող են օգտագործվել նաև էլեկտրական շարժիչ համակարգերի սնուցման համար՝ դրանք դարձնելով սովորական դիզելային շարժիչների կենսունակ այլընտրանք: Դրանք հատկապես հարմար են համեմատաբար սահմանափակ տարածքում գործող փոքր նավերի համար:

Ընդհանուր առմամբ, ծովային էներգիայի պահպանման համակարգերը ծովային արդյունաբերության ավելի կայուն և էկոլոգիապես մաքուր ապագայի անցման հիմնական բաղադրիչն են:

Լիթիումի մարտկոցների առավելությունները

Դիզելային գեներատորի համեմատ պահեստային լիթիումային մարտկոցների օգտագործման առավել ակնհայտ առավելություններից մեկը թունավոր և ջերմոցային գազերի արտանետումների բացակայությունն է: Եթե մարտկոցները լիցքավորվեն մաքուր աղբյուրների միջոցով, ինչպիսիք են արևային մարտկոցները կամ հողմային տուրբինները, դա կարող է լինել 100% մաքուր էներգիա: Դրանք նաև ավելի քիչ ծախսատար են պահպանման առումով՝ ավելի քիչ բաղադրիչներով: Նրանք շատ ավելի քիչ աղմուկ են արտադրում, ինչը նրանց դարձնում է իդեալական բնակելի կամ բնակեցված տարածքների մոտակայքում նստելու համար:

Պահեստավորում Լիթիումի մարտկոցները միակ տեսակը չեն, որ կարելի է օգտագործել: Իրականում ծովային մարտկոցների համակարգերը կարելի է բաժանել առաջնային մարտկոցների (որոնք հնարավոր չէ վերալիցքավորել) և երկրորդական մարտկոցների (որոնք կարող են անընդհատ վերալիցքավորվել): Վերջինս տնտեսապես ավելի ձեռնտու է երկարաժամկետ կիրառման դեպքում, նույնիսկ եթե հաշվի ենք առնում հզորությունների դեգրադացումը: Սկզբում օգտագործվել են կապարաթթվային մարտկոցներ, իսկ պահեստային լիթիումային մարտկոցները համարվում են նոր առաջացող մարտկոցներ։ Այնուամենայնիվ, հետազոտությունը ցույց է տվել, որ դրանք ապահովում են էներգիայի ավելի մեծ խտություն և երկարատև կյանք, ինչը նշանակում է, որ դրանք ավելի հարմար են երկարաժամկետ օգտագործման համար, ինչպես նաև բարձր բեռի և բարձր արագության պահանջների համար:

Անկախ այս առավելություններից՝ հետազոտողները ինքնագոհության որևէ նշան չեն ցույց տվել։ Տարիների ընթացքում բազմաթիվ նախագծեր և ուսումնասիրություններ կենտրոնացել են պահեստային լիթիումային մարտկոցների աշխատանքի բարելավման վրա՝ բարելավելու դրանց ծովային կիրառումը: Սա ներառում է նոր քիմիական խառնուրդներ էլեկտրոդների և մոդիֆիկացված էլեկտրոլիտների համար՝ հրդեհներից և ջերմային փախուստներից պաշտպանվելու համար:

Լիթիումի մարտկոցի ընտրություն

Կան բազմաթիվ բնութագրեր, որոնք պետք է հաշվի առնել ծովային պահեստային լիթիումային մարտկոցների համակարգի համար պահեստային լիթիումային մարտկոցներ ընտրելիս: Տարողությունը կարևոր հատկանիշ է, որը պետք է հաշվի առնել ծովային էներգիայի պահպանման համար մարտկոց ընտրելիս: Այն որոշում է, թե որքան էներգիա կարող է այն պահել, և հետագայում՝ աշխատանքի ծավալը, որը կարող է արտադրվել նախքան այն լիցքավորելը: Սա նախագծման հիմնարար պարամետր է շարժիչային կիրառություններում, որտեղ հզորությունը թելադրում է վազքը կամ հեռավորությունը, որը կարող է անցնել նավը: Ծովային համատեքստում, որտեղ տարածքը հաճախ սահմանափակ է, կարևոր է գտնել էներգիայի բարձր խտությամբ մարտկոց: Ավելի բարձր էներգիայի խտությամբ մարտկոցները ավելի կոմպակտ և թեթև են, ինչը հատկապես կարևոր է նավակների համար, որտեղ տարածությունն ու քաշը բարձր են:

Լարման և հոսանքի գնահատականները նույնպես կարևոր առանձնահատկություններ են, որոնք պետք է հաշվի առնել ծովային էներգիայի պահպանման համակարգերի համար պահեստային լիթիումային մարտկոցներ ընտրելիս: Այս բնութագրերը որոշում են, թե որքան արագ կարող է լիցքավորվել և լիցքաթափվել մարտկոցը, ինչը կարևոր է այն ծրագրերի համար, որտեղ էներգիայի պահանջարկը կարող է արագ տատանվել:

Կարևոր է ընտրել մարտկոց, որը նախատեսված է հատուկ ծովային օգտագործման համար: Ծովային միջավայրը կոշտ է, աղի ջրի, խոնավության և ծայրահեղ ջերմաստիճանի ազդեցության տակ: Պահպանման լիթիումային մարտկոցները, որոնք նախատեսված են ծովային օգտագործման համար, սովորաբար կունենան ջրամեկուսացում և կոռոզիոն դիմադրություն, ինչպես նաև այլ առանձնահատկություններ, ինչպիսիք են թրթռման դիմադրությունը և ցնցումների դիմադրությունը՝ դժվարին պայմաններում հուսալի աշխատանք ապահովելու համար:

Հրդեհային անվտանգությունը նույնպես կարևոր է: Ծովային ծրագրերում մարտկոցների պահեստավորման համար սահմանափակ տարածք կա, և կրակի ցանկացած տարածում կարող է հանգեցնել թունավոր գոլորշիների արտազատման և թանկարժեք վնասների: Տեղադրման միջոցներ կարող են ձեռնարկվել տարածումը սահմանափակելու համար: RoyPow-ը՝ չինական լիթիում-իոնային մարտկոցներ արտադրող ընկերություն, օրինակներից մեկն է, որտեղ ներկառուցված միկրո կրակմարիչները տեղադրվում են մարտկոցի փաթեթի շրջանակում: Այս կրակմարիչները ակտիվանում են կամ էլեկտրական ազդանշանի կամ ջերմային գիծը այրելու միջոցով: Սա կակտիվացնի աերոզոլային գեներատորը, որը քիմիապես քայքայում է հովացուցիչ նյութը ռեդոքս ռեակցիայի միջոցով և տարածում այն՝ արագ մարելու կրակը, նախքան դրա տարածումը: Այս մեթոդը իդեալական է արագ միջամտությունների համար, լավ հարմարեցված է ամուր տարածության համար, ինչպիսիք են ծովային պահեստային լիթիումային մարտկոցները:

Անվտանգություն և պահանջներ

Ծովային կիրառությունների համար պահեստային լիթիումային մարտկոցների օգտագործումը աճում է, սակայն անվտանգությունը պետք է լինի առաջնահերթություն՝ պատշաճ ձևավորում և տեղադրում ապահովելու համար: Լիթիումային մարտկոցները խոցելի են ջերմային փախուստի և հրդեհային վտանգների նկատմամբ, եթե դրանք ճիշտ չօգտագործվեն, հատկապես ծովային կոշտ միջավայրում, որտեղ առկա է աղի ջրի ազդեցություն և բարձր խոնավություն: Այս մտահոգությունները լուծելու համար սահմանվել են ISO ստանդարտներ և կանոնակարգեր: Այս ստանդարտներից մեկը ISO/TS 23625-ն է, որը ուղեցույց է տալիս ծովային կիրառություններում լիթիումային մարտկոցների ընտրության և տեղադրման համար: Այս ստանդարտը սահմանում է մարտկոցի նախագծման, տեղադրման, պահպանման և մոնիտորինգի պահանջները՝ մարտկոցի երկարակեցությունն ու անվտանգ շահագործումն ապահովելու համար: Բացի այդ, ISO 19848-1-ը ուղեցույց է տրամադրում ծովային կիրառություններում մարտկոցների, ներառյալ պահեստային լիթիումային մարտկոցների փորձարկման և կատարման վերաբերյալ:

ISO 26262-ը նաև կարևոր դեր է խաղում ծովային նավերի, ինչպես նաև այլ տրանսպորտային միջոցների էլեկտրական և էլեկտրոնային համակարգերի ֆունկցիոնալ անվտանգության գործում: Այս ստանդարտը պահանջում է, որ մարտկոցի կառավարման համակարգը (BMS) պետք է նախագծված լինի օպերատորին տեսողական կամ ձայնային նախազգուշացումներ տրամադրելու համար, երբ մարտկոցի հզորությունը քիչ է, ի թիվս այլ անվտանգության պահանջների: Թեև ISO ստանդարտներին համապատասխանելը կամավոր է, այս ուղեցույցներին համապատասխանելը նպաստում է մարտկոցների համակարգերի անվտանգությանը, արդյունավետությանը և երկարակեցությանը:

Ամփոփում

Պահպանման լիթիումային մարտկոցները արագորեն հայտնվում են որպես էներգիայի պահպանման նախընտրելի լուծում ծովային կիրառությունների համար՝ շնորհիվ իրենց բարձր էներգիայի խտության և պահանջկոտ պայմաններում երկարատև կյանքի: Այս մարտկոցները բազմակողմանի են և կարող են օգտագործվել ծովային մի շարք ծրագրերի համար՝ էլեկտրական նավակների սնուցումից մինչև նավիգացիոն համակարգերի համար պահեստային էներգիա ապահովելու համար: Ավելին, մարտկոցների նոր համակարգերի շարունակական զարգացումն ընդլայնում է հնարավոր կիրառությունների շրջանակը՝ ներառելով խորը ծովային հետազոտություններ և այլ դժվարին միջավայրեր: Ակնկալվում է, որ ծովային արդյունաբերության մեջ պահեստային լիթիումային մարտկոցների ընդունումը կնվազեցնի ջերմոցային գազերի արտանետումները և հեղափոխություն կառաջացնի լոգիստիկայի և տրանսպորտի ոլորտում: