Fremskritt innen batteriteknologi for Marine Energy Storage Systems

Forord

Når verden skifter mot grønnere energiløsninger, har litiumbatterier fått økt oppmerksomhet. Mens elektriske kjøretøyer har vært midt i blinken i over et tiår, har potensialet for elektriske energilagringssystemer i marine innstillinger blitt oversett. Imidlertid har det vært en økning i forskning med fokus på å optimalisere lagring av litiumbatterier og ladeprotokoller for forskjellige båtapplikasjoner. Litium-ion fosfat dypsyklusbatterier i dette tilfellet er spesielt attraktive på grunn av deres høye energitettheter, god kjemisk stabilitet og langvarig syklus levetid under de strenge kravene til marine fremdriftssystemer

Ettersom installasjonen av lagring av litiumbatterier får fart, gjør også implementeringen av forskrifter for å sikre sikkerhet. ISO/TS 23625 er en slik forskrift som fokuserer på valg av batteri, installasjon og sikkerhet. Det er avgjørende å merke seg at sikkerhet er avgjørende når det gjelder bruk av litiumbatterier, spesielt når det gjelder brannfare.

Marine energilagringssystemer

Marine energilagringssystemer blir en stadig mer populær løsning i den marine industrien når verden beveger seg mot en mer bærekraftig og miljøvennlig fremtid. Som navnet antyder, er disse systemene designet for å lagre energi i marine omgivelser og kan brukes til en rekke formål, fra å drive skip og båter til å gi sikkerhetskopieringskraft i tilfelle en nødsituasjon.

Den vanligste typen marin energilagringssystem er et litium-ion-batteri på grunn av dets høye energitetthet, pålitelighet og sikkerhet. Litium-ion-batterier kan også skreddersys for å oppfylle de spesifikke strømkravene til forskjellige marine applikasjoner.

En av de viktigste fordelene med lagringssystemer for marine energi er deres evne til å erstatte dieselgeneratorer. Ved å bruke litium-ion-batterier, kan disse systemene tilby en pålitelig og bærekraftig strømkilde for en rekke applikasjoner. Dette inkluderer hjelpekraft, belysning og andre elektriske behov om bord i et skip eller fartøy. I tillegg til disse applikasjonene, kan lagringssystemer for marine energi også brukes til å drive elektriske fremdriftssystemer, noe som gjør dem til et levedyktig alternativ til konvensjonelle dieselmotorer. De er spesielt egnet til mindre fartøyer som opererer i et relativt begrenset område.

Totalt sett er lagringssystemer for marin energi en sentral komponent i overgangen til en mer bærekraftig og miljøvennlig fremtid i den marine industrien.

Fordeler med litiumbatterier

En av de mest tydelige fordelene ved å bruke lagring av litiumbatterier sammenlignet med dieselgenerator er mangelen på giftige og klimagassutslipp. Hvis batteriene lades ved hjelp av rene kilder som solcellepaneler eller vindmøller, kan det utgjøre en 100% ren energi. De er også rimeligere når det gjelder vedlikehold med færre komponenter. De produserer mye mindre støy, noe som gjør dem ideelle for dokkingssituasjoner i nærheten av boliger eller befolkede områder.

Oppbevaring av litiumbatterier er ikke den eneste typen batterier som kan brukes. Faktisk kan marine batterisystemer deles inn i primære batterier (som ikke kan lades) og sekundære batterier (som kan lades kontinuerlig). Det siste er mer økonomisk gunstig i en langsiktig anvendelse, selv når du vurderer kapasitetsnedbrytning. Bly-syre-batterier ble opprinnelig brukt, og lagring av litiumbatterier anses som nyoppståtte batterier. Imidlertid har forskning vist at de gir høyere energitetthet og langvarig levetid, noe som betyr at de er bedre egnet for langsiktige applikasjoner, og høy belastning og høyhastighets krav.

Uansett disse fordelene har forskere ikke vist tegn til selvtilfredshet. Gjennom årene har mange design og studier fokusert på å forbedre ytelsen til lagring av litiumbatterier for å forbedre sin marine anvendelse. Dette inkluderer nye kjemiske blandinger for elektroder og modifiserte elektrolytter for å beskytte mot branner og termiske løp.

Utvalg av litiumbatteri

Det er flere egenskaper du bør vurdere når du velger lagringslitiumbatterier for et marin lagringslitiumbatterisystem. Kapasitet er en kritisk spesifikasjon å vurdere når du velger Abattery for lagring av marin energi. Den bestemmer hvor mye energi den kan lagre og deretter, mengden arbeid som kan produseres før du lades på det. Dette er en grunnleggende designparameter i fremdriftsapplikasjoner der kapasitet dikterer kjørelengden eller avstanden båten kan reise. I en marin sammenheng, der plassen ofte er begrenset, er det viktig å finne et batteri med høy energitetthet. Batterier med høyere energitetthet er mer kompakte og lette, noe som er spesielt viktig på båter der plass og vekt er på en premie.

Spenning og strømvurderinger er også viktige spesifikasjoner du må vurdere når du velger lagringslitiumbatterier for lagringssystemer for marine energi. Disse spesifikasjonene bestemmer hvor raskt batteriet kan lade og utlades, noe som er viktig for applikasjoner der strømkrav kan variere raskt.

Det er viktig å velge et batteri som er designet spesielt for marin bruk. Marine miljøer er tøffe, med eksponering for saltvann, fuktighet og ekstreme temperaturer. Lagringslitiumbatterier som er designet for marin bruk, vil vanligvis ha vanntetting og korrosjonsmotstand, så vel som andre funksjoner som vibrasjonsmotstand og sjokkmotstand for å sikre pålitelig ytelse under utfordrende forhold.

Brannsikkerhet er også avgjørende. I marine applikasjoner er det en begrenset mengde plass til batterilagring, og all brannspredning kan føre til giftige avtrekksutgivelser og kostbare skader. Installasjonstiltak kan tas for å begrense spredningen. Roypow, et kinesisk litium-ion-batteriproduksjonsselskap, er et eksempel der innebygde mikroslukningsapparater er plassert i batteripakningsrammen. Disse slukkere aktiveres av enten et elektrisk signal eller ved å brenne den termiske linjen. Dette vil aktivere en aerosolgenerator som kjemisk dekomponerer kjølevæsken via en redoksreaksjon og sprer den til å slukke brannen raskt før den sprer seg. Denne metoden er ideell for raske intervensjoner, godt egnet for tette plassapplikasjoner som marine lagringslitiumbatterier.

Sikkerhet og krav

Bruken av lagring av litiumbatterier for marine applikasjoner øker, men sikkerheten må være en topp prioritet for å sikre riktig design og installasjon. Litiumbatterier er sårbare for termiske løp og brannfare hvis de ikke håndteres riktig, spesielt i det harde marine miljøet med eksponering for saltvann og høy luftfuktighet. For å løse disse bekymringene er ISO -standarder og forskrifter fastsatt. En av disse standardene er ISO/TS 23625, som gir retningslinjer for å velge og installere litiumbatterier i marine applikasjoner. Denne standarden spesifiserer batteridesign, installasjon, vedlikehold og overvåkningskrav for å sikre batteriets holdbarhet og sikker drift. I tillegg gir ISO 19848-1 veiledning om testing og ytelse av batterier, inkludert lagring av litiumbatterier, i marine applikasjoner.

ISO 26262 spiller også en betydelig rolle i den funksjonelle sikkerheten til elektriske og elektroniske systemer i marine kar, så vel som andre kjøretøyer. Denne standarden gir mandat til at Battery Management System (BMS) må være designet for å gi visuelle eller hørbare advarsler til operatøren når batteriet er lite på strømmen, blant andre sikkerhetskrav. Mens overholdelse av ISO -standarder er frivillig, fremmer overholdelse av disse retningslinjene sikkerhet, effektivitet og levetid for batterisystemene.

Sammendrag

Lagre litiumbatterier dukker raskt opp som en foretrukket energilagringsløsning for marine applikasjoner på grunn av deres høye energitetthet og forlenget levetid under krevende forhold. Disse batteriene er allsidige og kan brukes til en rekke marine applikasjoner, fra å drive elektriske båter til å gi sikkerhetskopiering for navigasjonssystemer. Vaskermore, den kontinuerlige utviklingen av nye batterisystemer utvider utvalget av mulige applikasjoner for å inkludere dyp-sea-utforskning og andre utfordrende miljøer. Vedtakelsen av lagring av litiumbatterier i den marine industrien forventes å redusere klimagassutslipp og revolusjonere logistikk og transport.