Теңіз энергиясын сақтау жүйелеріне арналған аккумуляторлық технологияның жетістіктері

Алғы сөз

Әлем жасыл энергия шешімдеріне ауысқан сайын, литий батареяларына көбірек назар аударылды. Электрлік көліктер он жылдан астам уақыт назарында болғанымен, теңіз жағдайында электр энергиясын сақтау жүйелерінің әлеуеті назардан тыс қалды. Дегенмен, әртүрлі қайық қолданбалары үшін литий батареяларын пайдалануды және зарядтау хаттамаларын оңтайландыруға бағытталған зерттеулердің өсуі байқалды. Бұл жағдайда литий-ионды фосфатты терең циклді аккумуляторлар олардың жоғары энергия тығыздығымен, жақсы химиялық тұрақтылығымен және теңіз қозғаушы жүйелерінің қатаң талаптары кезінде ұзақ циклдік қызмет ету мерзімімен ерекше тартымды.

Сақтау литий батареяларын орнату қарқын алған сайын, қауіпсіздікті қамтамасыз ету ережелерін енгізу де қарқын алуда. ISO/TS 23625 аккумуляторды таңдауға, орнатуға және қауіпсіздікке бағытталған осындай ережелердің бірі болып табылады. Литий батареяларын пайдалану кезінде, әсіресе өрт қаупіне қатысты қауіпсіздік ең маңызды екенін атап өту өте маңызды.

Теңіз энергиясын сақтау жүйелері

Әлем тұрақты және экологиялық таза болашаққа қарай жылжып келе жатқанда, теңіз энергиясын сақтау жүйелері теңіз өнеркәсібінде барған сайын танымал шешімге айналуда. Аты айтып тұрғандай, бұл жүйелер теңіз жағдайында энергияны сақтауға арналған және кемелер мен қайықтарды қозғаудан бастап төтенше жағдайда резервтік қуатпен қамтамасыз етуге дейін әртүрлі мақсаттарда пайдаланылуы мүмкін.

Теңіздегі энергияны сақтау жүйесінің ең көп тараған түрі жоғары энергия тығыздығына, сенімділігіне және қауіпсіздігіне байланысты литий-ионды батарея болып табылады. Литий-ионды аккумуляторларды теңіздегі әртүрлі қолданбалардың арнайы қуат талаптарын қанағаттандыру үшін де бейімдеуге болады.

Теңіз энергиясын сақтау жүйелерінің негізгі артықшылықтарының бірі олардың дизельдік генераторларды ауыстыру мүмкіндігі болып табылады. Литий-ионды батареяларды пайдалану арқылы бұл жүйелер әртүрлі қолданбалар үшін сенімді және тұрақты қуат көзін ұсына алады. Бұған кеме немесе кеме бортындағы қосалқы қуат, жарықтандыру және басқа электр қажеттіліктері кіреді. Осы қолданбалардан басқа, теңіз энергиясын сақтау жүйелері электр қозғалтқыш жүйелерін қуаттандыру үшін де пайдаланылуы мүмкін, бұл оларды кәдімгі дизельдік қозғалтқыштарға өміршең балама етеді. Олар әсіресе салыстырмалы түрде шектеулі аумақта жұмыс істейтін кішігірім кемелер үшін қолайлы.

Тұтастай алғанда, теңіз энергиясын сақтау жүйелері теңіз өнеркәсібінде неғұрлым тұрақты және экологиялық таза болашаққа көшудің негізгі құрамдас бөлігі болып табылады.

Литий батареяларының артықшылықтары

Дизельдік генератормен салыстырғанда жинақтаушы литий батареяларын пайдаланудың ең айқын артықшылықтарының бірі улы және парниктік газдар шығарындыларының болмауы болып табылады. Батареялар күн панельдері немесе жел турбиналары сияқты таза көздер арқылы зарядталса, бұл 100% таза энергияны құрауы мүмкін. Сондай-ақ, олар аз құрамдас бөліктермен техникалық қызмет көрсету тұрғысынан аз шығынға ие. Олар шуды әлдеқайда аз шығарады, бұл оларды тұрғын үйлердің немесе елді мекендердің жанында қондыру жағдайлары үшін өте қолайлы етеді.

Сақтау Литий батареялары пайдалануға болатын батареялардың жалғыз түрі емес. Шын мәнінде, теңіз аккумуляторлық жүйелерін негізгі батареяларға (қайта зарядтауға болмайтын) және қосымша батареяларға (үздіксіз қайта зарядтауға болады) бөлуге болады. Соңғысы ұзақ мерзімді қолдануда, тіпті қуаттың нашарлауын қарастырғанда да экономикалық тұрғыдан тиімдірек. Бастапқыда қорғасын-қышқылды аккумуляторлар қолданылды, ал жинақталатын литий батареялары жаңадан пайда болған батареялар болып саналады. Дегенмен, зерттеулер олардың жоғары энергия тығыздығы мен ұзақ қызмет мерзімін қамтамасыз ететінін көрсетті, яғни олар ұзақ мерзімді қолданбаларға, жоғары жүктеме мен жоғары жылдамдықты талаптарға жақсырақ келеді.

Осы артықшылықтарға қарамастан, зерттеушілер тоқмейілсу белгілерін көрсетпеді. Көптеген жылдар бойы көптеген конструкциялар мен зерттеулер литий батареяларының теңізде қолданылуын жақсарту үшін олардың өнімділігін жақсартуға бағытталған. Бұған өрттен және термиялық ағындардан қорғау үшін электродтар мен модификацияланған электролиттер үшін жаңа химиялық қоспалар кіреді.

Литий батареясын таңдау

Теңізде сақтау литий батареялары жүйесі үшін сақтау литий батареяларын таңдау кезінде ескеру қажет көптеген сипаттамалар бар. Сыйымдылық теңіздегі энергияны сақтауға арналған аккумуляторды таңдау кезінде ескерілетін маңызды сипаттама болып табылады. Ол қанша энергияны сақтай алатынын және кейіннен оны қайта зарядтау алдында жасалуы мүмкін жұмыс көлемін анықтайды. Бұл қуаттылық қайық жүре алатын жүгірісті немесе қашықтықты белгілейтін қозғалтқыш қолданбаларында негізгі дизайн параметрі болып табылады. Кеңістік жиі шектеулі болатын теңіз жағдайында энергия тығыздығы жоғары батареяны табу маңызды. Энергия тығыздығы жоғары батареялар ықшам және жеңіл, бұл әсіресе кеңістік пен салмақ жоғары болатын қайықтарда маңызды.

Кернеу мен ток көрсеткіштері де теңіздегі энергияны сақтау жүйелеріне арналған сақтау литий батареяларын таңдау кезінде ескерілетін маңызды сипаттамалар болып табылады. Бұл спецификациялар батареяның қаншалықты жылдам зарядталатынын және зарядсыздануын анықтайды, бұл қуат сұраныстары тез өзгеретін қолданбалар үшін маңызды.

Теңізде пайдалану үшін арнайы жасалған аккумуляторды таңдау маңызды. Теңіз ортасы қатал, тұзды суға, ылғалдылыққа және экстремалды температураға ұшырайды. Теңізде пайдалануға арналған сақтау литий батареялары әдетте гидрооқшаулағыш пен коррозияға төзімділікпен, сондай-ақ күрделі жағдайларда сенімді өнімділікті қамтамасыз ету үшін дірілге төзімділік пен соққыға төзімділік сияқты басқа мүмкіндіктермен ерекшеленеді.

Өрт қауіпсіздігі де маңызды. Теңіз қолданбаларында батареяны сақтау үшін шектеулі орын бар және кез келген өрттің таралуы улы түтіннің бөлінуіне және қымбат шығынға әкелуі мүмкін. Таралуды шектеу үшін орнату шараларын қолдануға болады. RoyPow, қытайлық литий-ионды аккумуляторларды шығаратын компания, батарея жинағының жақтауына кірістірілген микро сөндіргіштер орналастырылған мысалдардың бірі болып табылады. Бұл сөндіргіштер электрлік сигнал арқылы немесе жылу желісін жағу арқылы іске қосылады. Бұл тотығу-тотықсыздану реакциясы арқылы салқындатқышты химиялық түрде ыдырататын аэрозоль генераторын іске қосады және өрт таралмай тұрып тез сөндіру үшін оны таратады. Бұл әдіс жылдам араласу үшін өте қолайлы, теңізде сақтау литий батареялары сияқты тар кеңістік қолданбалары үшін өте қолайлы.

Қауіпсіздік және талаптар

Сақтау литий батареяларын теңіз қолданбалары үшін пайдалану артып келеді, бірақ дұрыс дизайн мен орнатуды қамтамасыз ету үшін қауіпсіздік бірінші кезектегі міндет болуы керек. Литий батареялары дұрыс пайдаланылмаса, әсіресе тұзды суы және жоғары ылғалдылығы бар қатал теңіз ортасында термиялық ағып кетуге және өрт қаупіне осал. Осы мәселелерді шешу үшін ISO стандарттары мен ережелері белгіленді. Осы стандарттардың бірі ISO/TS 23625 болып табылады, ол теңіз қолданбаларында литий батареяларын таңдау және орнату бойынша нұсқаулар береді. Бұл стандарт батареяның беріктігі мен қауіпсіз жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін батареяның дизайнын, орнатуын, техникалық қызмет көрсетуін және бақылау талаптарын анықтайды. Сонымен қатар, ISO 19848-1 аккумуляторларды, соның ішінде литий батареяларын теңіз қолданбаларында сынау және өнімділігі бойынша нұсқаулықты қамтамасыз етеді.

ISO 26262 теңіз кемелеріндегі, сондай-ақ басқа көлік құралдарының электр және электрондық жүйелерінің функционалдық қауіпсіздігінде маңызды рөл атқарады. Бұл стандарт аккумуляторды басқару жүйесі (BMS) басқа қауіпсіздік талаптарымен қатар, батарея қуаты аз болған кезде операторға визуалды немесе дыбыстық ескертулер беруге арналған болуын міндеттейді. ISO стандарттарын сақтау ерікті болғанымен, осы нұсқауларды сақтау батарея жүйелерінің қауіпсіздігіне, тиімділігіне және ұзақ қызмет ету мерзіміне ықпал етеді.

Түйіндеме

Сақтау литий батареялары жоғары энергия тығыздығы мен талап етілетін жағдайларда ұзақ қызмет ету мерзіміне байланысты теңіз қолданбалары үшін артықшылықты энергия сақтау шешімі ретінде тез дамып келеді. Бұл аккумуляторлар жан-жақты және электр қайықтарын қуаттандырудан бастап навигация жүйелерін резервтік қуатпен қамтамасыз етуге дейінгі бірқатар теңіз қолданбалары үшін пайдаланылуы мүмкін. Сонымен қатар, жаңа аккумуляторлық жүйелердің үздіксіз дамуы терең теңізде барлау мен теңізді барлауды қамтитын ықтимал қолданбалар ауқымын кеңейтуде. басқа да қиын орталар. Теңіз өнеркәсібінде сақтау литий батареяларын қабылдау парниктік газдар шығарындыларын азайтады және логистика мен көлікте төңкеріс жасайды деп күтілуде.