해양 에너지 저장 시스템용 배터리 기술 발전

머리말

세계가 친환경 에너지 솔루션으로 전환함에 따라 리튬 배터리에 대한 관심이 높아지고 있습니다. 전기 자동차가 10년 넘게 주목을 받아왔지만 해양 환경에서 전기 에너지 저장 시스템의 잠재력은 간과되어 왔습니다. 그러나 다양한 보트 응용 분야에 대한 저장 리튬 배터리 사용 및 충전 프로토콜 최적화에 초점을 맞춘 연구가 급증했습니다. 이 경우 인산 리튬 이온 딥 사이클 배터리는 높은 에너지 밀도, 우수한 화학적 안정성 및 해양 추진 시스템의 엄격한 요구 사항에 따른 긴 사이클 수명으로 인해 특히 매력적입니다.

저장 리튬 배터리의 설치가 탄력을 받음에 따라 안전을 보장하기 위한 규정의 시행도 탄력을 받고 있습니다. ISO/TS 23625는 배터리 선택, 설치 및 안전에 초점을 맞춘 규정 중 하나입니다. 리튬 배터리를 사용할 때 특히 화재 위험과 관련하여 안전이 가장 중요하다는 점에 유의하는 것이 중요합니다.

해양 에너지 저장 시스템

세계가 보다 지속 가능하고 친환경적인 미래로 나아가면서 해양 에너지 저장 시스템은 해양 산업에서 점점 더 인기 있는 솔루션이 되고 있습니다. 이름에서 알 수 있듯이 이러한 시스템은 해양 환경에서 에너지를 저장하도록 설계되었으며 선박 및 보트 추진부터 비상시 백업 전력 제공까지 다양한 목적으로 사용할 수 있습니다.

해양 에너지 저장 시스템의 가장 일반적인 유형은 높은 에너지 밀도, 신뢰성 및 안전성으로 인해 리튬 이온 배터리입니다. 리튬 이온 배터리는 다양한 해양 응용 분야의 특정 전력 요구 사항을 충족하도록 맞춤화될 수도 있습니다.

해양 에너지 저장 시스템의 주요 이점 중 하나는 디젤 발전기를 대체할 수 있다는 것입니다. 리튬 이온 배터리를 활용함으로써 이러한 시스템은 다양한 응용 분야에 안정적이고 지속 가능한 전원을 제공할 수 있습니다. 여기에는 선박이나 선박의 보조 전원, 조명 및 기타 전기 요구 사항이 포함됩니다. 이러한 응용 분야 외에도 해양 에너지 저장 시스템은 전기 추진 시스템에 전력을 공급하는 데 사용될 수 있으므로 기존 디젤 엔진에 대한 실행 가능한 대안이 됩니다. 특히 상대적으로 제한된 지역에서 운항되는 소형 선박에 적합합니다.

전반적으로 해양 에너지 저장 시스템은 해양 산업에서 보다 지속 가능하고 친환경적인 미래로 전환하는 데 핵심 요소입니다.

리튬 배터리의 장점

디젤 발전기에 비해 저장 리튬 배터리를 사용하는 가장 확실한 장점 중 하나는 독성 및 온실 가스 배출이 없다는 것입니다. 태양광 패널이나 풍력 터빈과 같은 청정 자원을 사용하여 배터리를 충전하면 100% 청정 에너지가 될 수 있습니다. 또한 더 적은 수의 구성 요소로 유지 관리 비용도 저렴합니다. 소음이 훨씬 적기 때문에 주거지나 인구 밀집 지역 근처의 도킹 상황에 이상적입니다.

저장용 리튬 배터리만 사용할 수 있는 배터리 유형은 아닙니다. 실제로 선박용 배터리 시스템은 재충전이 불가능한 1차 배터리와 지속적으로 재충전이 가능한 2차 배터리로 구분할 수 있다. 용량 저하를 고려하더라도 장기적으로 적용할 경우 후자가 경제적으로 더 유리합니다. 초기에는 납축전지가 사용됐고, 축전지는 리튬이온전지가 새롭게 떠오르는 전지로 꼽힌다. 그러나 연구에 따르면 더 높은 에너지 밀도와 긴 수명을 제공하므로 장거리 응용 분야와 높은 부하 및 고속 요구 사항에 더 적합합니다.

이러한 이점에도 불구하고 연구자들은 안주하는 모습을 전혀 보이지 않았습니다. 수년에 걸쳐 수많은 설계와 연구가 해양 응용 분야를 개선하기 위해 저장 리튬 배터리의 성능을 향상시키는 데 중점을 두었습니다. 여기에는 화재 및 열 폭주로부터 보호하기 위해 전극과 변형된 전해질을 위한 새로운 화학 혼합물이 포함됩니다.

리튬 배터리 선택

해양 저장 리튬 배터리 시스템용 저장 리튬 배터리를 선택할 때 고려해야 할 여러 특성이 있습니다. 용량은 해양 에너지 저장을 위한 배터리를 선택할 때 고려해야 할 중요한 사양입니다. 이는 저장할 수 있는 에너지의 양과 충전하기 전에 생산할 수 있는 작업량을 결정합니다. 이는 용량이 보트가 이동할 수 있는 마일리지 또는 거리를 결정하는 추진 응용 분야의 기본 설계 매개변수입니다. 공간이 제한적인 해양 환경에서는 에너지 밀도가 높은 배터리를 찾는 것이 중요합니다. 에너지 밀도가 높은 배터리는 더 작고 가벼우며, 이는 공간과 무게가 중요한 보트에 특히 중요합니다.

해양 에너지 저장 시스템용 저장 리튬 배터리를 선택할 때 전압 및 전류 정격도 고려해야 할 중요한 사양입니다. 이러한 사양은 배터리가 얼마나 빨리 충전 및 방전될 수 있는지를 결정하며, 이는 전력 수요가 급격하게 변하는 애플리케이션에 중요합니다.

해양용으로 특별히 설계된 배터리를 선택하는 것이 중요합니다. 해양 환경은 염수, 습도, 극한의 온도에 노출되어 가혹합니다. 해양용으로 설계된 저장 리튬 배터리는 일반적으로 방수 및 부식 방지 기능은 물론 진동 방지 및 충격 방지와 같은 기타 기능도 갖추고 있어 까다로운 조건에서도 안정적인 성능을 보장합니다.

화재 안전도 중요합니다. 해양 응용 분야에서는 배터리 보관 공간이 제한되어 있으며 화재가 확산되면 독성 연기가 방출되어 값비싼 피해가 발생할 수 있습니다. 확산을 제한하기 위해 설치 조치를 취할 수 있습니다. 중국 리튬이온 배터리 제조사 로이포우(RoyPow)는 배터리 팩 프레임에 마이크로 소화기를 내장한 사례다. 이 소화기는 전기 신호 또는 열선을 태워 활성화됩니다. 이렇게 하면 산화 환원 반응을 통해 냉각수를 화학적으로 분해하고 확산시키는 에어로졸 발생기를 활성화하여 화재가 확산되기 전에 신속하게 진압됩니다. 이 방법은 신속한 개입에 이상적이며 해양 저장 리튬 배터리와 같은 좁은 공간 애플리케이션에 매우 적합합니다.

안전 및 요구 사항

해양 응용 분야에서 저장 리튬 배터리의 사용이 증가하고 있지만 적절한 설계와 설치를 위해서는 안전이 최우선 과제입니다. 리튬 배터리는 특히 염수에 노출되고 습도가 높은 혹독한 해양 환경에서 올바르게 취급하지 않으면 열 폭주 및 화재 위험에 취약합니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 ISO 표준과 규정이 제정되었습니다. 이러한 표준 중 하나는 해양 응용 분야에서 리튬 배터리를 선택하고 설치하기 위한 지침을 제공하는 ISO/TS 23625입니다. 이 표준은 배터리의 내구성과 안전한 작동을 보장하기 위한 배터리 설계, 설치, 유지 관리 및 모니터링 요구 사항을 명시합니다. 또한 ISO 19848-1은 해양 응용 분야에서 저장 리튬 배터리를 포함한 배터리의 테스트 및 성능에 대한 지침을 제공합니다.

ISO 26262는 또한 해양 선박 및 기타 차량 내 전기 및 전자 시스템의 기능 안전에 중요한 역할을 합니다. 이 표준에서는 다른 안전 요구 사항 중에서도 배터리 전력이 부족할 때 작업자에게 시각적 또는 청각적 경고를 제공하도록 배터리 관리 시스템(BMS)을 설계해야 한다고 규정합니다. ISO 표준 준수는 자발적이지만 이러한 지침을 준수하면 배터리 시스템의 안전성, 효율성 및 수명이 향상됩니다.

요약

저장 리튬 배터리는 높은 에너지 밀도와 까다로운 조건에서 연장된 수명으로 인해 해양 응용 분야에서 선호되는 에너지 저장 솔루션으로 빠르게 부상하고 있습니다. 이 배터리는 다목적이며 전기 보트에 전원을 공급하는 것부터 내비게이션 시스템을 위한 백업 전원을 제공하는 것까지 다양한 해양 애플리케이션에 사용할 수 있습니다. 또한 새로운 배터리 시스템의 지속적인 개발은 심해 탐사 및 탐사를 포함하도록 가능한 애플리케이션 범위를 확장하고 있습니다. 다른 어려운 환경. 해양산업의 저장리튬전지 채택은 온실가스 배출을 줄이고 물류 및 운송에 혁신을 가져올 것으로 기대됩니다.