序文
世界がより環境に優しいエネルギーソリューションに移行するにつれて、リチウム電池への注目が高まっています。電気自動車は 10 年以上にわたって脚光を浴びてきましたが、海洋環境における電気エネルギー貯蔵システムの可能性は見過ごされてきました。しかし、さまざまなボート用途に合わせて蓄電池リチウム電池の使用と充電プロトコルの最適化に焦点を当てた研究が急増しています。この場合のリン酸リチウムイオンディープサイクルバッテリーは、高いエネルギー密度、優れた化学的安定性、船舶推進システムの厳しい要件下での長いサイクル寿命により、特に魅力的です。
リチウム蓄電池の導入が進むにつれて、安全性を確保するための規制の導入も進んでいます。ISO/TS 23625 は、バッテリーの選択、設置、安全性に焦点を当てた規制の 1 つです。リチウム電池の使用に関しては、特に火災の危険性に関して安全性が最優先であることに注意することが重要です。
海洋エネルギー貯蔵システム
世界がより持続可能で環境に優しい未来に向かって進むにつれて、海洋エネルギー貯蔵システムは海洋産業におけるソリューションとしてますます人気が高まっています。名前が示すように、これらのシステムは海洋環境でエネルギーを貯蔵するように設計されており、船やボートの推進から緊急時のバックアップ電力の供給まで、さまざまな目的に使用できます。
海洋エネルギー貯蔵システムの最も一般的なタイプは、エネルギー密度、信頼性、安全性が高いリチウムイオン電池です。リチウムイオン電池は、さまざまな海洋用途の特定の電力要件を満たすように調整することもできます。
海洋エネルギー貯蔵システムの主な利点の 1 つは、ディーゼル発電機を置き換えることができることです。リチウムイオン電池を利用することで、これらのシステムはさまざまな用途に信頼性が高く持続可能な電源を提供できます。これには、船上での補助電源、照明、その他の電気ニーズが含まれます。これらの用途に加えて、海洋エネルギー貯蔵システムは電気推進システムに電力を供給するためにも使用できるため、従来のディーゼル エンジンの有力な代替手段となります。これらは、比較的限られたエリアで運航する小型船舶に特に適しています。
全体として、海洋エネルギー貯蔵システムは、海洋産業におけるより持続可能で環境に優しい未来への移行の重要な要素です。
リチウム電池の利点
ディーゼル発電機と比較してリチウム蓄電池を使用することの最も明白な利点の 1 つは、有毒ガスや温室効果ガスの排出がないことです。ソーラーパネルや風力タービンなどのクリーンな電源を使用してバッテリーを充電すれば、100% クリーンなエネルギーを構成できる可能性があります。また、コンポーネントが少ないため、メンテナンスのコストも低くなります。発生する騒音がはるかに少ないため、住宅地や人口密集地の近くのドッキング状況に最適です。
保管 使用できる電池の種類はリチウム電池だけではありません。実際、船舶用電池システムは、一次電池 (再充電不可) と二次電池 (継続的に充電可能) に分けることができます。容量の低下を考慮した場合でも、後者の方が長期的なアプリケーションでは経済的に有利です。当初は鉛蓄電池が使用されていましたが、蓄電池は新しく登場した電池と考えられています。ただし、研究により、それらはより高いエネルギー密度と長い寿命を提供することが示されており、これは長距離用途、高負荷および高速要求により適していることを意味します。
こうした利点にもかかわらず、研究者らは決して満足している様子はありません。長年にわたり、海洋用途を改善するためにリチウム蓄電池の性能を向上させることに多くの設計や研究が焦点を当ててきました。これには、火災や熱暴走を防ぐための電極用の新しい化学ブレンドと改質電解質が含まれます。
リチウム電池の選択
海洋蓄電池システム用の蓄電池を選択する際には、考慮すべき特性が複数あります。容量は、海洋エネルギー貯蔵用のバッテリーを選択する際に考慮すべき重要な仕様です。これは、ボートがどれだけのエネルギーを蓄えることができ、その後、再充電するまでに生産できる仕事の量を決定します。これは、容量によってボートの走行距離や移動距離が決まる推進用途における基本的な設計パラメータです。スペースが限られていることが多い海洋環境では、エネルギー密度の高いバッテリーを見つけることが重要です。エネルギー密度が高いバッテリーはよりコンパクトで軽量ですが、これはスペースと重量が重要視されるボートでは特に重要です。
電圧と電流定格も、海洋エネルギー貯蔵システム用の蓄電池を選択する際に考慮すべき重要な仕様です。これらの仕様は、バッテリーの充電と放電の速度を決定します。これは、電力需要が急速に変化する可能性があるアプリケーションにとって重要です。
船舶用に特別に設計されたバッテリーを選択することが重要です。海洋環境は、塩水、湿気、極端な温度にさらされる過酷な環境です。海洋用に設計された蓄電池は通常、防水性と耐腐食性に加えて、耐振動性や耐衝撃性などの他の機能を備えており、厳しい条件下でも信頼性の高い性能を保証します。
火災に対する安全性も重要です。海洋用途では、バッテリーを保管できるスペースが限られており、火災が広がると有毒ガスの放出や高額な損害につながる可能性があります。拡散を制限するために設置措置を講じることができます。中国のリチウムイオン電池製造会社である RoyPow は、内蔵のマイクロ消火器が電池パックのフレームに配置されている一例です。これらの消火器は、電気信号または熱線の燃焼によって作動します。これにより、酸化還元反応によって冷却剤を化学的に分解し、拡散させて火災が広がる前に素早く消火するエアロゾル発生装置が作動します。この方法は迅速な介入に最適であり、海洋蓄電池のような狭いスペースでの用途に適しています。
安全性と要件
海洋用途でのリチウム蓄電池の使用は増加していますが、適切な設計と設置を確保するには安全性が最優先されなければなりません。リチウム電池は、正しく取り扱わないと、特に塩水にさらされ、高湿度の厳しい海洋環境では、熱暴走や火災の危険にさらされます。これらの懸念に対処するために、ISO 規格と規制が確立されました。これらの規格の 1 つは ISO/TS 23625 で、海洋用途でのリチウム電池の選択と設置に関するガイドラインを提供します。この規格は、バッテリーの耐久性と安全な動作を保証するためのバッテリーの設計、設置、メンテナンス、および監視の要件を指定します。さらに、ISO 19848-1 は、海洋用途における蓄電池（リチウム蓄電池を含む）の試験と性能に関するガイダンスを提供します。
ISO 26262 は、船舶やその他の車両内の電気および電子システムの機能安全においても重要な役割を果たします。この規格では、安全要件の中でも特に、バッテリの電力が低下したときにオペレータに視覚的または聴覚的な警告を発するようにバッテリ管理システム (BMS) を設計することが義務付けられています。ISO 規格への準拠は任意ですが、これらのガイドラインへの準拠により、バッテリー システムの安全性、効率性、寿命が促進されます。
まとめ
蓄電池リチウム電池は、エネルギー密度が高く、厳しい条件下でも寿命が長いため、海洋用途に好ましいエネルギー貯蔵ソリューションとして急速に台頭しています。これらのバッテリーは多用途であり、電気ボートへの電力供給からナビゲーション システムへのバックアップ電源の供給まで、さまざまな海洋用途に使用できます。さらに、新しいバッテリー システムの継続的な開発により、可能な用途の範囲が深海探査や海洋探査などに拡大しています。その他の困難な環境。海洋産業における蓄電池の採用により、温室効果ガスの排出量が削減され、物流と輸送に革命が起こると期待されています。
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