Jūras enerģijas uzglabāšanas sistēmu akumulatoru tehnoloģijas sasniegumi

Priekšvārds

Tā kā pasaule mainās uz zaļāku enerģijas risinājumiem, litija baterijas ir ieguvušas pastiprinātu uzmanību. Kamēr elektriskie transportlīdzekļi ir bijuši uzmanības centrā vairāk nekā desmit gadu laikā, elektriskās enerģijas uzkrāšanas sistēmu potenciāls jūras iestatījumos nav ņemts vērā. Tomēr ir vērojams pieaugums pētījumos, kas koncentrējas uz litija bateriju lietošanas un uzlādes protokolu optimizēšanu dažādām laivu lietojumiem. Litija jonu fosfāta dziļā cikla baterijas Šajā gadījumā ir īpaši pievilcīgas to augstās enerģijas blīvuma, labas ķīmiskās stabilitātes un ilgstoša cikla dzīves laikā saskaņā ar jūras vilces sistēmu stingrajām prasībām

Tā kā uzglabāšanas litija bateriju uzstādīšana palielinās, tāpat arī noteikumu ieviešana, lai nodrošinātu drošību. ISO/TS 23625 ir viena no šādām regulām, kas koncentrējas uz akumulatora izvēli, uzstādīšanu un drošību. Ir ļoti svarīgi atzīmēt, ka drošība ir ārkārtīgi svarīga, ja runa ir par litija bateriju izmantošanu, īpaši attiecībā uz ugunsgrēka apdraudējumiem.

Jūras enerģijas uzglabāšanas sistēmas

Jūras enerģijas uzkrāšanas sistēmas kļūst par aizvien populārāku risinājumu jūras industrijā, pasaulei virzoties uz ilgtspējīgāku un videi draudzīgāku nākotni. Kā norāda nosaukums, šīs sistēmas ir paredzētas enerģijas glabāšanai jūras apstākļos, un tās var izmantot dažādiem mērķiem, sākot no kuģu un laivu dzenot līdz rezerves jaudas nodrošināšanai ārkārtas gadījumā.

Visizplatītākais jūras enerģijas uzglabāšanas sistēmas veids ir litija jonu akumulators, ņemot vērā tā lielo enerģijas blīvumu, uzticamību un drošību. Litija jonu baterijas var arī pielāgot dažādu jūras pielietojumu īpašajām jaudas prasībām.

Viens no galvenajiem jūras enerģijas uzkrāšanas sistēmu ieguvumiem ir to spēja aizstāt dīzeļdegvielas ģeneratorus. Izmantojot litija jonu baterijas, šīs sistēmas var piedāvāt uzticamu un ilgtspējīgu enerģijas avotu dažādiem lietojumiem. Tas ietver papildu jaudu, apgaismojumu un citas elektriskās vajadzības uz kuģa vai trauka. Papildus šiem lietojumiem jūras enerģijas uzkrāšanas sistēmas var izmantot arī elektrisko vilces sistēmu darbināšanai, padarot tās par dzīvotspējīgu alternatīvu parastajiem dīzeļdzinējiem. Tie ir īpaši piemēroti mazākiem kuģiem, kas darbojas salīdzinoši ierobežotā vietā.

Kopumā jūras enerģijas uzglabāšanas sistēmas ir galvenā pārejas uz ilgtspējīgāku un videi draudzīgāku nākotni jūrniecības nozarē.

Litija bateriju priekšrocības

Viena no acīmredzamākajām priekšrocībām, izmantojot uzglabāšanas litija baterijas, salīdzinot ar dīzeļdegvielas ģeneratoru, ir toksisko un siltumnīcefekta gāzu emisiju trūkums. Ja baterijas tiek uzlādētas, izmantojot tīrus avotus, piemēram, saules paneļus vai vēja turbīnas, tas varētu būt 100% tīra enerģija. Tās ir arī lētākas uzturēšanas ziņā ar mazāk komponentu. Viņi rada daudz mazāk trokšņa, padarot tos ideālus situāciju dokstacijai dzīvojamo vai apdzīvoto vietu tuvumā.

Uzglabāšanas litija baterijas nav vienīgais bateriju veids, ko var izmantot. Faktiski jūras akumulatoru sistēmas var iedalīt primārajās baterijās (kuras nevar uzlādēt) un sekundārās baterijas (kuras var nepārtraukti uzlādēt). Pēdējais ir ekonomiski izdevīgāks ilgtermiņa lietojumprogrammā, pat apsverot kapacitātes degradāciju. Sākotnēji tika izmantotas svina-skābes baterijas, un litija baterijas tiek uzskatītas par tikko jaunām baterijām. Tomēr pētījumi parādīja, ka tie nodrošina lielāku enerģijas blīvumu un ilgstošu dzīvi, kas nozīmē, ka tie ir labāk piemēroti liela attāluma lietojumprogrammām, kā arī lielas slodzes un ātrgaitas prasības.

Neatkarīgi no šīm priekšrocībām, pētnieki nav parādījuši nekādas pašapmierinātības pazīmes. Gadu gaitā daudzi dizainparaugi un pētījumi ir vērsti uz litija akumulatoru uzglabāšanas veiktspējas uzlabošanu, lai uzlabotu to jūras pielietojumu. Tas ietver jaunus ķīmiskos maisījumus elektrodiem un modificētiem elektrolītiem, lai pasargātu no ugunsgrēkiem un termiskām bēgļiem.

Litija akumulatora izvēle

Ir vairākas īpašības, kas jāņem vērā, izvēloties litija baterijas uz jūras glabāšanas litija akumulatoru sistēmu. Iespēja ir kritiska specifikācija, kas jāņem vērā, izvēloties abatery jūras enerģijas uzkrāšanai. Tas nosaka, cik daudz enerģijas tas var uzglabāt, un pēc tam pirms tā uzlādēšanas var radīt darba apjomu. Šis ir pamatprojektēšanas parametrs piedziņas lietojumprogrammās, kad ietilpība nosaka nobraukumu vai attālumu, ko laiva var nobraukt. Jūras kontekstā, kur telpa bieži ir ierobežota, ir svarīgi atrast akumulatoru ar lielu enerģijas blīvumu. Augstāka enerģijas blīvuma baterijas ir kompaktākas un vieglākas, kas ir īpaši svarīgi laivās, kur telpa un svars ir piemaksa.

Sprieguma un strāvas vērtējumi ir arī svarīgas specifikācijas, kas jāņem vērā, izvēloties litija baterijas uz jūras enerģijas uzkrāšanas sistēmām. Šīs specifikācijas nosaka, cik ātri akumulators var uzlādēt un izlādēt, kas ir svarīgi lietojumprogrammām, kurās jaudas prasības var strauji atšķirties.

Ir svarīgi izvēlēties akumulatoru, kas īpaši paredzēts jūras lietošanai. Jūras vide ir skarba, ar sālsūdens, mitruma un ekstrēmu temperatūru iedarbību. Uzglabāšanas litija baterijām, kas paredzētas jūras lietošanai, parasti ir hidroizolācija un izturība pret koroziju, kā arī citas funkcijas, piemēram, vibrācijas izturība un trieciena izturība, lai nodrošinātu uzticamu sniegumu izaicinošos apstākļos.

Arī ugunsdrošība ir izšķiroša. Jūras lietojumprogrammās ir ierobežots vietas daudzums akumulatoru uzglabāšanai, un jebkura ugunsgrēka izplatība var izraisīt toksisku dūmu izlaidumu un dārgus zaudējumus. Lai ierobežotu izplatību, var veikt uzstādīšanas pasākumus. Ķīniešu litija jonu akumulatoru ražošanas uzņēmums Roypow ir viens no piemēriem, kur akumulatora komplekta rāmī ir ievietoti iebūvētie mikroizturīgie aparāti. Šie ugunsdzēšamie aparāti tiek aktivizēti ar elektrisko signālu vai sadedzinot termisko līniju. Tas aktivizēs aerosola ģeneratoru, kas ķīmiski sadalās dzesēšanas šķidrumā, izmantojot redoksa reakciju, un izplata to, lai ātri nodzēstu uguni pirms tā izplatīšanās. Šī metode ir ideāli piemērota ātrai intervencei, kas ir piemērota ciešām telpām, piemēram, jūras uzglabāšanas litija baterijām.

Drošība un prasības

Uzglabāšanas litija bateriju izmantošana jūras lietojumiem pieaug, taču drošībai jābūt galvenajai prioritātei, lai nodrošinātu pareizu projektēšanu un uzstādīšanu. Litija baterijas ir neaizsargātas pret termisko bēgšanu un ugunsbīstamību, ja tās nav pareizi apstrādātas, it īpaši skarbajā jūras vidē ar sālsūdens iedarbību un augstu mitrumu. Lai risinātu šīs bažas, ir noteikti ISO standarti un noteikumi. Viens no šiem standartiem ir ISO/TS 23625, kas nodrošina vadlīnijas litija bateriju izvēlei un uzstādīšanai jūras lietojumos. Šis standarts norāda akumulatora projektēšanu, uzstādīšanu, apkopi un uzraudzības prasības, lai nodrošinātu akumulatora izturību un drošu darbību. Turklāt ISO 19848-1 nodrošina norādījumus par bateriju, ieskaitot litija bateriju, uzglabāšanas testēšanu un veiktspēju jūras lietojumos.

ISO 26262 ir arī nozīmīga loma elektrisko un elektronisko sistēmu funkcionālajā drošībā jūras kuģos, kā arī citos transportlīdzekļos. Šis standarts nosaka, ka akumulatora pārvaldības sistēma (BMS) ir jāprojektē, lai operatoram sniegtu vizuālus vai dzirdamus brīdinājumus, kad akumulatora jauda ir zema, starp citām drošības prasībām. Kaut arī ISO standartu ievērošana ir brīvprātīga, atbilstība šīm vadlīnijām veicina akumulatoru sistēmu drošību, efektivitāti un ilgmūžību.

Kopsavilkums

Uzglabāšanas litija baterijas strauji parādās kā vēlamais enerģijas uzglabāšanas risinājums jūras lietojumiem, pateicoties to lielajam enerģijas blīvumam un pagarinātu kalpošanas laiku prasīgos apstākļos. Šīs baterijas ir daudzpusīgas, un tās var izmantot virknei jūras lietojumprogrammu, sākot no elektrisko laivu barošanas līdz navigācijas sistēmu rezerves enerģijas nodrošināšanai. P. Cita izaicinoša vide. Paredzams, ka uzglabāšanas litija bateriju pieņemšana jūras rūpniecībā samazinātu siltumnīcefekta gāzu emisijas un mainītu loģistiku un transportu.