Avanços na tecnologia de bateria para sistemas de armazenamento de energia marítima

Prefácio

À medida que o mundo muda para soluções de energia mais verde, as baterias de lítio ganharam maior atenção. Embora os veículos elétricos estejam no centro das atenções há mais de uma década, o potencial dos sistemas de armazenamento de energia elétrica em ambientes marítimos foi negligenciado. No entanto, houve um aumento na pesquisa com foco na otimização de protocolos de uso de baterias de lítio de armazenamento e carregamento para diferentes aplicações de barcos. As baterias de ciclo profundo do fosfato de íons de lítio, neste caso

À medida que a instalação das baterias de lítio de armazenamento ganha força, o mesmo acontece com a implementação dos regulamentos para garantir a segurança. O ISO/TS 23625 é um desses regulamentos que se concentra na seleção, instalação e segurança da bateria. É crucial notar que a segurança é fundamental quando se trata do uso de baterias de lítio, principalmente em relação aos riscos de incêndio.

Sistemas de armazenamento de energia marinha

Os sistemas de armazenamento de energia marinha estão se tornando uma solução cada vez mais popular na indústria marinha, à medida que o mundo se move em direção a um futuro mais sustentável e ecológico. Como o nome sugere, esses sistemas são projetados para armazenar energia em um ambiente marítimo e podem ser usados para uma variedade de fins, desde impulsionando navios e barcos até o fornecimento de energia de backup em caso de emergência.

O tipo mais comum de sistema de armazenamento de energia marinha é uma bateria de íons de lítio, devido à sua alta densidade de energia, confiabilidade e segurança. As baterias de íons de lítio também podem ser adaptadas para atender aos requisitos de energia específicos de diferentes aplicações marítimas.

Um dos principais benefícios dos sistemas de armazenamento de energia marinha é a capacidade de substituir os geradores a diesel. Ao utilizar baterias de íon de lítio, esses sistemas podem oferecer uma fonte de energia confiável e sustentável para uma variedade de aplicações. Isso inclui energia auxiliar, iluminação e outras necessidades elétricas a bordo de um navio ou embarcação. Além dessas aplicações, os sistemas de armazenamento de energia marítima também podem ser usados para alimentar sistemas de propulsão elétrica, tornando -os uma alternativa viável aos motores a diesel convencionais. Eles são particularmente adequados para embarcações menores operando em uma área relativamente limitada.

No geral, os sistemas de armazenamento de energia marinha são um componente essencial da transição para um futuro mais sustentável e ecológico na indústria marinha.

Vantagens das baterias de lítio

Uma das vantagens mais evidentes do uso de baterias de lítio de armazenamento em comparação com o gerador a diesel é a falta de emissões de gases tóxicos e de efeito estufa. Se as baterias forem carregadas usando fontes limpas, como painéis solares ou turbinas eólicas, poderá constituir uma energia 100% limpa. Eles também são menos caros em termos de manutenção com menos componentes. Eles produzem muito menos barulho, tornando -os ideais para situações de encaixe perto de áreas residenciais ou povoadas.

As baterias de lítio de armazenamento não são o único tipo de baterias que podem ser usadas. De fato, os sistemas de bateria marinha podem ser divididos em baterias primárias (que não podem ser recarregadas) e as baterias secundárias (que podem ser recarregadas continuamente). Este último é mais economicamente benéfico em uma aplicação de longo prazo, mesmo ao considerar a degradação da capacidade. As baterias de chumbo-ácido foram utilizadas inicialmente e as baterias de lítio de armazenamento são consideradas baterias emergentes recentemente. No entanto, a pesquisa mostrou que eles fornecem mais densidades de energia e vida prolongada, o que significa que são mais adequados para aplicações de longo alcance e demandas de alta carga e alta velocidade.

Independentemente dessas vantagens, os pesquisadores não mostraram sinais de complacência. Ao longo dos anos, vários projetos e estudos se concentraram em melhorar o desempenho das baterias de lítio de armazenamento para melhorar sua aplicação marítima. Isso inclui novas misturas químicas para os eletrodos e eletrólitos modificados para se proteger contra incêndios e fugitivos térmicos.

Seleção de bateria de lítio

Existem várias características a serem consideradas ao selecionar baterias de lítio de armazenamento para um sistema de bateria de lítio de armazenamento marinho. A capacidade é uma especificação crítica a considerar ao selecionar abatimento para o armazenamento de energia marinha. Ele determina quanta energia pode armazenar e, posteriormente, a quantidade de trabalho que pode ser produzida antes de recarregá -la. Este é um parâmetro de design fundamental em aplicações de propulsão em que a capacidade determina a milhagem ou distância que o barco pode percorrer. Em um contexto marinho, onde o espaço é frequentemente limitado, é importante encontrar uma bateria com alta densidade de energia. As baterias de densidade de energia mais alta são mais compactas e leves, o que é particularmente importante em barcos onde o espaço e o peso são de prêmio.

As classificações de tensão e corrente também são especificações importantes a serem consideradas ao selecionar baterias de lítio de armazenamento para sistemas de armazenamento de energia marítima. Essas especificações determinam a rapidez com que a bateria pode carregar e descarregar, o que é importante para aplicações onde as demandas de energia podem variar rapidamente.

É importante escolher uma bateria projetada especificamente para uso marítimo. Os ambientes marinhos são severos, com exposição à água salgada, umidade e temperaturas extremas. As baterias de lítio de armazenamento projetadas para uso marinho normalmente apresentam impermeabilização e resistência à corrosão, além de outros recursos, como resistência à vibração e resistência a choques, para garantir um desempenho confiável em condições desafiadoras.

A segurança contra incêndio também é crucial. Em aplicações marítimas, há uma quantidade limitada de espaço para armazenamento de bateria e qualquer spread de incêndio pode levar a liberações tóxicas de fume e danos dispendiosos. Medidas de instalação podem ser tomadas para limitar o spread. A Roypow, uma empresa chinesa de fabricação de baterias de íons de lítio, é um exemplo em que os micro extintores embutidos são colocados na estrutura da bateria. Esses extintores são ativados por um sinal elétrico ou queimando a linha térmica. Isso ativará um gerador de aerossol que decompõe quimicamente o líquido de arrefecimento por meio de uma reação redox e a espalha para extinguir o fogo rapidamente antes que ele se espalhe. Este método é ideal para intervenções rápidas, adequadas para aplicações de espaço apertado, como baterias de lítio de armazenamento marinho.

Segurança e requisitos

O uso de baterias de lítio de armazenamento para aplicações marítimas está em ascensão, mas a segurança deve ser uma prioridade para garantir o design e a instalação adequados. As baterias de lítio são vulneráveis a riscos de fuga térmica e incêndio se não forem tratados corretamente, principalmente no ambiente marinho severo com exposição à água salgada e alta umidade. Para abordar essas preocupações, foram estabelecidos padrões e regulamentos da ISO. Um desses padrões é o ISO/TS 23625, que fornece diretrizes para selecionar e instalar baterias de lítio em aplicações marinhas. Este padrão especifica os requisitos de design, instalação, manutenção e monitoramento da bateria para garantir a durabilidade da bateria e a operação segura. Além disso, a ISO 19848-1 fornece orientações sobre o teste e o desempenho das baterias, incluindo baterias de lítio de armazenamento, em aplicações marítimas.

A ISO 26262 também desempenha um papel significativo na segurança funcional de sistemas elétricos e eletrônicos nos navios marinhos, bem como em outros veículos. Esse padrão exige que o sistema de gerenciamento de bateria (BMS) seja projetado para fornecer avisos visuais ou audíveis ao operador quando a bateria estiver com pouca energia, entre outros requisitos de segurança. Embora a adesão aos padrões ISO seja voluntária, a conformidade com essas diretrizes promove a segurança, a eficiência e a longevidade dos sistemas de bateria.

Resumo

As baterias de lítio de armazenamento estão emergindo rapidamente como uma solução de armazenamento de energia preferida para aplicações marítimas devido à sua alta densidade de energia e vida útil prolongada em condições exigentes. Essas baterias são versáteis e podem ser usadas para uma variedade de aplicações marítimas, desde a alimentação de barcos elétricos até o fornecimento de energia de backup para sistemas de navegação.FurtherMore, o desenvolvimento contínuo de novos sistemas de bateria está expandindo a gama de possíveis aplicações para incluir a exploração do sexo profundo e Outros ambientes desafiadores. A adoção de baterias de lítio de armazenamento na indústria marinha deverá reduzir as emissões de gases de efeito estufa e revolucionar a logística e o transporte.