Kemajuan teknologi baterai untuk sistem penyimpanan energi laut

Kata pengantar

Ketika dunia beralih ke solusi energi yang lebih ramah lingkungan, baterai litium semakin mendapat perhatian. Meskipun kendaraan listrik telah menjadi sorotan selama lebih dari satu dekade, potensi sistem penyimpanan energi listrik di lingkungan laut masih terabaikan. Namun, terdapat lonjakan penelitian yang berfokus pada optimalisasi penggunaan penyimpanan baterai litium dan protokol pengisian daya untuk berbagai aplikasi kapal. Baterai siklus dalam litium-ion fosfat dalam hal ini sangat menarik karena kepadatan energinya yang tinggi, stabilitas kimia yang baik, dan masa pakai siklus yang lama di bawah persyaratan ketat sistem propulsi kelautan.

Seiring dengan semakin maraknya pemasangan baterai litium, penerapan peraturan untuk menjamin keselamatan juga meningkat. ISO/TS 23625 adalah salah satu peraturan yang berfokus pada pemilihan, pemasangan, dan keselamatan baterai. Penting untuk diingat bahwa keselamatan adalah hal terpenting dalam penggunaan baterai litium, terutama terkait bahaya kebakaran.

Sistem penyimpanan energi laut

Sistem penyimpanan energi kelautan menjadi solusi yang semakin populer di industri kelautan seiring dengan pergerakan dunia menuju masa depan yang lebih berkelanjutan dan ramah lingkungan. Seperti namanya, sistem ini dirancang untuk menyimpan energi di lingkungan laut dan dapat digunakan untuk berbagai tujuan, mulai dari menggerakkan kapal hingga menyediakan daya cadangan jika terjadi keadaan darurat.

Jenis sistem penyimpanan energi kelautan yang paling umum adalah baterai lithium-ion, karena kepadatan energi, keandalan, dan keamanannya yang tinggi. Baterai litium-ion juga dapat disesuaikan untuk memenuhi kebutuhan daya spesifik pada berbagai aplikasi kelautan.

Salah satu manfaat utama sistem penyimpanan energi laut adalah kemampuannya untuk menggantikan generator diesel. Dengan memanfaatkan baterai litium-ion, sistem ini dapat menawarkan sumber daya yang andal dan berkelanjutan untuk berbagai aplikasi. Ini termasuk tenaga tambahan, penerangan, dan kebutuhan listrik lainnya di atas kapal atau kapal. Selain penerapan ini, sistem penyimpanan energi laut juga dapat digunakan untuk menggerakkan sistem propulsi listrik, menjadikannya alternatif yang layak dibandingkan mesin diesel konvensional. Mereka sangat cocok untuk kapal kecil yang beroperasi di wilayah yang relatif terbatas.

Secara keseluruhan, sistem penyimpanan energi kelautan merupakan komponen kunci transisi menuju masa depan industri kelautan yang lebih berkelanjutan dan ramah lingkungan.

Keuntungan baterai litium

Salah satu keuntungan paling nyata menggunakan baterai litium penyimpanan dibandingkan generator diesel adalah kurangnya emisi gas beracun dan rumah kaca. Jika baterai diisi menggunakan sumber yang bersih seperti panel surya atau turbin angin, hal ini dapat menghasilkan energi bersih 100%. Mereka juga lebih murah dalam hal pemeliharaan dengan komponen yang lebih sedikit. Mereka menghasilkan lebih sedikit kebisingan, sehingga ideal untuk situasi docking di dekat pemukiman atau daerah berpenduduk padat.

Penyimpanan Baterai lithium bukan satu-satunya jenis baterai yang dapat digunakan. Faktanya, sistem baterai kelautan dapat dibagi menjadi baterai primer (yang tidak dapat diisi ulang) dan baterai sekunder (yang dapat diisi ulang secara terus menerus). Yang terakhir ini lebih menguntungkan secara ekonomi jika diterapkan dalam jangka panjang, bahkan ketika mempertimbangkan penurunan kapasitas. Baterai timbal-asam pada awalnya digunakan, dan baterai litium penyimpanan dianggap sebagai baterai baru. Namun, penelitian telah menunjukkan bahwa bahan ini memberikan kepadatan energi yang lebih tinggi dan masa pakai yang lebih lama, yang berarti bahan ini lebih cocok untuk aplikasi jarak jauh, dan kebutuhan beban tinggi serta kecepatan tinggi.

Terlepas dari keuntungan-keuntungan ini, para peneliti belum menunjukkan tanda-tanda rasa puas diri. Selama bertahun-tahun, banyak desain dan penelitian berfokus pada peningkatan kinerja baterai lithium penyimpanan untuk meningkatkan aplikasi kelautannya. Hal ini mencakup campuran bahan kimia baru untuk elektroda dan elektrolit yang dimodifikasi untuk mencegah kebakaran dan pelepasan panas.

Pemilihan baterai litium

Ada beberapa karakteristik yang perlu dipertimbangkan ketika memilih baterai litium penyimpanan untuk sistem baterai litium penyimpanan laut. Kapasitas merupakan spesifikasi penting untuk dipertimbangkan ketika memilih baterai untuk penyimpanan energi laut. Ini menentukan berapa banyak energi yang dapat disimpan dan selanjutnya, jumlah kerja yang dapat dihasilkan sebelum diisi ulang. Ini adalah parameter desain mendasar dalam aplikasi propulsi di mana kapasitas menentukan jarak tempuh atau jarak yang dapat ditempuh kapal. Dalam konteks kelautan, dimana ruang seringkali terbatas, penting untuk menemukan baterai dengan kepadatan energi yang tinggi. Baterai dengan kepadatan energi yang lebih tinggi lebih kompak dan ringan, yang sangat penting pada kapal yang ruang dan bobotnya sangat mahal.

Peringkat tegangan dan arus juga merupakan spesifikasi penting untuk dipertimbangkan ketika memilih baterai lithium penyimpanan untuk sistem penyimpanan energi laut. Spesifikasi ini menentukan seberapa cepat baterai dapat diisi dan dikosongkan, yang penting untuk aplikasi dimana kebutuhan daya dapat bervariasi dengan cepat.

Penting untuk memilih baterai yang dirancang khusus untuk penggunaan di laut. Lingkungan laut sangat keras, dengan paparan air asin, kelembapan, dan suhu ekstrem. Baterai litium penyimpanan yang dirancang untuk penggunaan di laut biasanya memiliki fitur tahan air dan tahan korosi, serta fitur lain seperti tahan getaran dan tahan guncangan untuk memastikan kinerja yang andal dalam kondisi yang menantang.

Keamanan kebakaran juga penting. Dalam aplikasi kelautan, ruang penyimpanan baterai terbatas dan penyebaran api dapat menyebabkan pelepasan asap beracun dan kerusakan yang merugikan. Tindakan instalasi dapat diambil untuk membatasi penyebaran. RoyPow, sebuah perusahaan manufaktur baterai lithium-ion Tiongkok, adalah salah satu contoh di mana alat pemadam mikro built-in ditempatkan dalam rangka paket baterai. Alat pemadam ini diaktifkan oleh sinyal listrik atau dengan membakar saluran termal. Ini akan mengaktifkan generator aerosol yang menguraikan cairan pendingin secara kimia melalui reaksi redoks dan menyebarkannya untuk memadamkan api dengan cepat sebelum menyebar. Metode ini ideal untuk intervensi cepat, juga cocok untuk aplikasi ruang sempit seperti baterai litium penyimpanan laut.

Keamanan dan persyaratan

Penggunaan baterai lithium penyimpanan untuk aplikasi kelautan sedang meningkat, namun keselamatan harus menjadi prioritas utama untuk memastikan desain dan pemasangan yang tepat. Baterai litium rentan terhadap pelepasan panas dan bahaya kebakaran jika tidak ditangani dengan benar, terutama di lingkungan laut yang keras dengan paparan air asin dan kelembapan tinggi. Untuk mengatasi masalah ini, standar dan peraturan ISO telah ditetapkan. Salah satu standar tersebut adalah ISO/TS 23625, yang memberikan pedoman untuk memilih dan memasang baterai litium dalam aplikasi kelautan. Standar ini menetapkan persyaratan desain, pemasangan, pemeliharaan, dan pemantauan baterai untuk memastikan daya tahan baterai dan pengoperasian yang aman. Selain itu, ISO 19848-1 memberikan panduan tentang pengujian dan kinerja baterai, termasuk baterai lithium penyimpanan, dalam aplikasi kelautan.

ISO 26262 juga memainkan peran penting dalam keselamatan fungsional sistem kelistrikan dan elektronik di dalam kapal laut, serta kendaraan lainnya. Standar ini mengamanatkan bahwa sistem manajemen baterai (BMS) harus dirancang untuk memberikan peringatan visual atau suara kepada operator ketika daya baterai hampir habis, di antara persyaratan keselamatan lainnya. Meskipun kepatuhan terhadap standar ISO bersifat sukarela, kepatuhan terhadap pedoman ini meningkatkan keselamatan, efisiensi, dan umur panjang sistem baterai.

Ringkasan

Baterai lithium penyimpanan dengan cepat muncul sebagai solusi penyimpanan energi pilihan untuk aplikasi kelautan karena kepadatan energinya yang tinggi dan masa pakai yang lebih lama dalam kondisi yang menuntut. Baterai ini serba guna dan dapat digunakan untuk berbagai aplikasi kelautan, mulai dari memberi daya pada kapal listrik hingga menyediakan daya cadangan untuk sistem navigasi. Selain itu, pengembangan sistem baterai baru yang berkelanjutan memperluas cakupan aplikasi yang mungkin mencakup eksplorasi laut dalam dan lingkungan menantang lainnya. Penerapan baterai lithium penyimpanan di industri kelautan diharapkan dapat mengurangi emisi gas rumah kaca dan merevolusi logistik dan transportasi.