Далайн эрчим хүчийг хадгалах системд зориулсан батерейны технологийн дэвшил

Өмнөх үг

Дэлхий ертөнц илүү ногоон эрчим хүчний шийдэл рүү шилжихийн хэрээр литийн батерейнууд улам бүр анхаарал татаж байна. Цахилгаан машинууд арав гаруй жилийн турш олны анхаарлын төвд байсаар байгаа ч далайн орчинд цахилгаан эрчим хүч хадгалах системийн боломжийг үл тоомсорлодог. Гэсэн хэдий ч өөр өөр завины хэрэглээнд зориулж хадгалах лити батерейны ашиглалт, цэнэглэх протоколыг оновчтой болгоход чиглэсэн судалгааны ажил эрс нэмэгдэв. Энэ тохиолдолд лити-ион фосфатын гүний цикл батерейнууд нь эрчим хүчний өндөр нягтрал, химийн сайн тогтвортой байдал, далайн хөдөлгүүрийн системийн хатуу шаардлагын дагуу урт хугацааны мөчлөгийн ашиглалтын улмаас онцгой анхаарал татдаг.

Хадгалах лити батерейг суурилуулах ажил эрч хүчээ авахын хэрээр аюулгүй байдлыг хангах зохицуулалтыг хэрэгжүүлэх ажил эрчимжиж байна. ISO/TS 23625 нь батерейны сонголт, суурилуулалт, аюулгүй байдалд анхаарлаа хандуулдаг ийм зохицуулалтуудын нэг юм. Лити батерейг ашиглах, ялангуяа галын аюулын үед аюулгүй байдал хамгийн чухал гэдгийг анхаарах нь чухал юм.

Далайн эрчим хүчийг хадгалах систем

Дэлхий илүү тогтвортой, байгальд ээлтэй ирээдүй рүү тэмүүлэхийн хэрээр далайн эрчим хүч хадгалах систем нь далайн салбарт улам бүр түгээмэл шийдэл болж байна. Нэрнээс нь харахад эдгээр системүүд нь далайн орчинд эрчим хүч хадгалах зориулалттай бөгөөд хөлөг онгоц, завийг хөдөлгөхөөс эхлээд онцгой байдлын үед нөөц эрчим хүчээр хангах хүртэл янз бүрийн зорилгоор ашиглаж болно.

Далайн эрчим хүч хадгалах системийн хамгийн түгээмэл төрөл бол эрчим хүчний өндөр нягтрал, найдвартай байдал, аюулгүй байдлын улмаас лити-ион батерей юм. Лити-ион батерейг далайн янз бүрийн хэрэглээний тусгай эрчим хүчний хэрэгцээнд нийцүүлэн тохируулах боломжтой.

Далайн эрчим хүч хадгалах системийн гол давуу талуудын нэг нь дизель генераторыг солих чадвар юм. Лити-ион батерейг ашигласнаар эдгээр системүүд нь янз бүрийн хэрэглээнд найдвартай, тогтвортой эрчим хүчний эх үүсвэрийг санал болгож чадна. Үүнд усан онгоц эсвэл хөлөг онгоцны нэмэлт хүч, гэрэлтүүлэг болон бусад цахилгааны хэрэгцээ орно. Эдгээр хэрэглээнээс гадна далайн эрчим хүчийг хадгалах системийг цахилгаан хөдөлгүүрийн системийг тэжээхэд ашиглаж болох бөгөөд энэ нь ердийн дизель хөдөлгүүрээс илүү тохиромжтой хувилбар юм. Эдгээр нь харьцангуй хязгаарлагдмал газар нутагт ажилладаг жижиг хөлөг онгоцуудад тохиромжтой.

Ерөнхийдөө далайн эрчим хүч хадгалах систем нь далайн салбарт илүү тогтвортой, байгальд ээлтэй ирээдүй рүү шилжих гол бүрэлдэхүүн хэсэг юм.

Лити батерейны давуу тал

Дизель генератортой харьцуулахад хадгалах лити батерейг ашиглахын хамгийн тод давуу талуудын нэг нь хорт болон хүлэмжийн хийн ялгаруулалтгүй байх явдал юм. Хэрэв батерейг нарны хавтан эсвэл салхин турбин гэх мэт цэвэр эх үүсвэрээр цэнэглэвэл 100% цэвэр эрчим хүч болж чадна. Тэд мөн цөөн бүрэлдэхүүн хэсэгтэй засвар үйлчилгээний хувьд зардал багатай байдаг. Тэд чимээ шуугиан бага гаргадаг тул орон сууцны болон хүн ам суурьшсан газруудын ойролцоо байрлуулахад тохиромжтой.

Хадгалах Лити батерей нь зөвхөн ашиглаж болох батерей биш юм. Үнэн хэрэгтээ, далайн батерейны системийг үндсэн батерей (цэнэглэх боломжгүй) болон хоёрдогч батерей (тасралтгүй цэнэглэх боломжтой) гэж хувааж болно. Сүүлийнх нь хүчин чадлын доройтлыг авч үзсэн ч урт хугацааны хэрэглээнд эдийн засгийн хувьд илүү ашигтай байдаг. Хар тугалганы хүчлийн батерейг анх ашиглаж байсан бөгөөд хадгалах лити батерейг шинээр гарч ирж буй батерей гэж үздэг. Гэсэн хэдий ч судалгаагаар тэдгээр нь эрчим хүчний өндөр нягтрал, урт наслалтыг хангадаг бөгөөд энэ нь урт хугацааны хэрэглээ, өндөр ачаалал, өндөр хурдны хэрэгцээнд илүү тохиромжтой гэсэн үг юм.

Эдгээр давуу талуудаас үл хамааран судлаачид сэтгэл хангалуун байх шинж тэмдэг илрээгүй байна. Олон жилийн туршид олон тооны дизайн, судалгаанууд нь далайн хэрэглээг сайжруулахын тулд хадгалах лити батерейны гүйцэтгэлийг сайжруулахад чиглэв. Үүнд гал түймэр, дулааны гүйдэлээс хамгаалахын тулд электродууд болон өөрчлөгдсөн электролитуудад зориулсан шинэ химийн хольцууд орно.

Литиум батерейны сонголт

Далайн литийн батерейны системд хадгалах лити батерейг сонгохдоо олон шинж чанарыг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Далайн эрчим хүчийг хадгалах зайг сонгохдоо хүчин чадал нь чухал үзүүлэлт юм. Энэ нь хэр их энерги хуримтлуулж, улмаар цэнэглэхээс өмнө хийж болох ажлын хэмжээг тодорхойлдог. Энэ нь завь явах миль эсвэл зайг хүчин чадал нь тодорхойлдог хөдөлгүүрийн хэрэглээний үндсэн дизайны параметр юм. Далайн нөхцөлд орон зай ихэвчлэн хязгаарлагдмал байдаг тул эрчим хүчний өндөр нягтралтай батерейг олох нь чухал юм. Өндөр эрчим хүчний нягтралтай батерейнууд нь илүү авсаархан, хөнгөн жинтэй байдаг бөгөөд энэ нь орон зай, жин хамгийн чухал байдаг завинд онцгой ач холбогдолтой юм.

Хүчдэл ба гүйдлийн үзүүлэлтүүд нь далайн эрчим хүчийг хадгалах системд хадгалах лити батерейг сонгохдоо анхаарах ёстой чухал үзүүлэлтүүд юм. Эдгээр үзүүлэлтүүд нь батерейг хэр хурдан цэнэглэж, цэнэггүй болгохыг тодорхойлдог бөгөөд энэ нь эрчим хүчний хэрэгцээ маш хурдан өөрчлөгдөж болох програмуудад чухал юм.

Далайн хэрэглээнд тусгайлан зориулсан батерейг сонгох нь чухал юм. Далайн орчин нь давстай ус, чийгшил, хэт өндөр температурт өртдөг хатуу ширүүн байдаг. Далайн хэрэглээнд зориулагдсан хадгалах лити батерейнууд нь ихэвчлэн ус үл нэвтрэх, зэврэлтэнд тэсвэртэй байхаас гадна хүнд хэцүү нөхцөлд найдвартай ажиллагааг хангахын тулд чичиргээ, цочролд тэсвэртэй зэрэг бусад шинж чанаруудтай байдаг.

Галын аюулгүй байдал бас чухал. Далайн хэрэглээнд батерейг хадгалах зай хязгаарлагдмал байдаг бөгөөд аливаа галын тархалт нь хорт утаа ялгаруулж, өндөр өртөгтэй хохирол учруулж болзошгүй юм. Тархалтыг хязгаарлахын тулд суурилуулах арга хэмжээг авч болно. Хятадын лити-ион батерей үйлдвэрлэдэг RoyPow компани нь батерейны хайрцагт суурилуулсан микро гал унтраагчийг байрлуулсны нэг жишээ юм. Эдгээр гал унтраагуурууд нь цахилгаан дохио эсвэл дулааны шугамыг шатаах замаар идэвхждэг. Энэ нь хөргөлтийн бодисыг исэлдүүлэх урвалаар химийн аргаар задалж, тархахаас нь өмнө галыг хурдан унтраахын тулд тараадаг аэрозол үүсгэгчийг идэвхжүүлнэ. Энэ арга нь хурдан интервенц хийхэд тохиромжтой бөгөөд далайн литийн батерей зэрэг нягт орон зайд ашиглахад тохиромжтой.

Аюулгүй байдал ба шаардлага

Далайн хэрэглээнд зориулж хадгалах лити батерейг ашиглах нь нэмэгдэж байгаа ч зөв дизайн, суурилуулалтыг хангахын тулд аюулгүй байдал нь нэн тэргүүнд тавигдах ёстой. Лити батерейнууд нь ялангуяа давстай ус, өндөр чийгшил бүхий далайн хатуу ширүүн орчинд зөв харьцахгүй бол дулааны алдагдал болон галын аюулд өртөмтгий байдаг. Эдгээр асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд ISO стандарт, дүрэм журмыг бий болгосон. Эдгээр стандартуудын нэг нь ISO/TS 23625 бөгөөд далайн хэрэглээнд литийн батерейг сонгох, суурилуулах зааварчилгааг өгдөг. Энэхүү стандарт нь батерейны бат бөх, аюулгүй ажиллагааг хангахын тулд батерейны дизайн, суурилуулалт, засвар үйлчилгээ, хяналтын шаардлагыг тодорхойлдог. Нэмж дурдахад ISO 19848-1 нь далайн хэрэглээнд батерей, түүний дотор хадгалах лити батерейг турших, гүйцэтгэлийн талаар зааварчилгаа өгдөг.

ISO 26262 нь далайн хөлөг онгоц болон бусад тээврийн хэрэгслийн цахилгаан болон электрон системийн үйл ажиллагааны аюулгүй байдалд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Энэхүү стандарт нь батерейны удирдлагын систем (BMS) нь бусад аюулгүй байдлын шаардлагын зэрэгцээ батерейны цэнэг багасах үед операторт харааны болон дуут анхааруулга өгөх зорилготой байх ёстой. ISO стандартыг дагаж мөрдөх нь сайн дурынх боловч эдгээр удирдамжийг дагаж мөрдөх нь батерейны системийн аюулгүй байдал, үр ашиг, урт наслалтыг дэмждэг.

Дүгнэлт

Хадгалах лити батерейнууд нь эрчим хүчний өндөр нягтралтай, хүнд нөхцөлд уртасгах хугацаатай тул далайн хэрэглээнд эрчим хүч хадгалах илүүд үздэг шийдэл болж хурдацтай хөгжиж байна. Эдгээр батерейнууд нь олон талт бөгөөд цахилгаан завийг тэжээхээс эхлээд навигацийн системийг нөөц эрчим хүчээр хангах хүртэл далай тэнгисийн олон төрлийн хэрэглээнд ашиглаж болно. Цаашилбал, шинэ батерейны системийг тасралтгүй хөгжүүлснээр далайн гүнд хайгуул хийх, ашиглах боломжит хэрэглээний хүрээ өргөжиж байна. бусад хүнд хэцүү орчин. Далайн үйлдвэрлэлд хадгалах лити батерейг нэвтрүүлснээр хүлэмжийн хийн ялгаралтыг бууруулж, ложистик, тээвэрт хувьсгал хийнэ гэж үзэж байна.