Pokrok v technológii batérií pre systémy ukladania morských energie Preplachovať

Predslov

Keď sa svet posúva smerom k zelenším energetickým roztokom, lítiové batérie získali zvýšenú pozornosť. Zatiaľ čo elektrické vozidlá sú v centre pozornosti už viac ako desať rokov, prehliada sa potenciál systémov elektrickej energie v morských prostrediach. Výskum sa však zameriaval na optimalizáciu využívania a nabíjania protokolov na optimalizáciu úložných lítiových batérií pre rôzne aplikácie lodí. Lítium-iónové batérie fosforečnanu v tomto prípade sú v tomto prípade obzvlášť atraktívne kvôli ich vysokej energii, dobrej chemickej stabilite a dlhodobej životnosti cyklu pod prísnymi požiadavkami morských pohonných systémov

Keďže inštalácia úložných lítiových batérií naberá dynamiku, tiež vykonáva implementáciu nariadení na zaistenie bezpečnosti. ISO/TS 23625 je jedným z takýchto nariadení, ktoré sa zameriava na výber batérie, inštaláciu a bezpečnosť. Je rozhodujúce poznamenať, že bezpečnosť je prvoradá, pokiaľ ide o používanie lítiových batérií, najmä pokiaľ ide o nebezpečenstvo požiaru.

Systémy na ukladanie morských energie

Systémy na ukladanie morských energie sa stávajú čoraz obľúbenejším riešením v morskom priemysle, keď sa svet pohybuje smerom k udržateľnejšej a ekologickejšej budúcnosti. Ako už názov napovedá, tieto systémy sú navrhnuté tak, aby ukladali energiu v morskom prostredí a môžu sa použiť na rôzne účely, od pohonných lodí a lodí až po poskytnutie záložnej energie v prípade núdze.

Najbežnejším typom ukladacieho systému morskej energie je lítium-iónová batéria kvôli svojej vysokej hustote energie, spoľahlivosti a bezpečnosti. Lítium-iónové batérie môžu byť tiež prispôsobené tak, aby spĺňali špecifické požiadavky na energiu rôznych morských aplikácií.

Jednou z hlavných výhod systémov ukladania morských energie je ich schopnosť nahradiť dieselové generátory. Využitím lítium-iónových batérií môžu tieto systémy ponúknuť spoľahlivý a udržateľný zdroj energie pre rôzne aplikácie. To zahŕňa pomocný výkon, osvetlenie a ďalšie elektrické potreby na palube lode alebo plavidla. Okrem týchto aplikácií sa môžu systémy na uchovávanie morských energie používať aj na pohon elektrických pohonných systémov, čo z nich robí životaschopnú alternatívu k konvenčným dieselovým motorom. Obzvlášť sú vhodné pre menšie plavidlá pôsobiace v relatívne obmedzenej oblasti.

Celkovo sú systémy ukladania morskej energie kľúčovou súčasťou prechodu na udržateľnejšiu a ekologickejšiu budúcnosť v morskom priemysle.

Výhody lítiových batérií

Jednou z najzreteľnejších výhod používania skladovacích lítiových batérií v porovnaní s naftovým generátorom je nedostatok toxických a skleníkových emisií plynu. Ak sa batérie nabíjajú pomocou čistých zdrojov, ako sú solárne panely alebo veterné turbíny, mohla by predstavovať 100% čistú energiu. Sú tiež lacnejšie z hľadiska údržby s menším počtom komponentov. Vytvárajú oveľa menej hluku, vďaka čomu sú ideálne na utrpenie v blízkosti obytných alebo obývaných oblastí.

Skladovacie lítiové batérie nie sú jediným typom batérií, ktoré sa dajú použiť. V skutočnosti môžu byť systémy morských batérií rozdelené na primárne batérie (ktoré sa nedajú nabíjať) a sekundárne batérie (ktoré je možné nabíjať nepretržite). Posledne menovaná je ekonomickejšia v dlhodobej aplikácii, aj keď zvažuje degradáciu kapacity. Spočiatku sa používali batérie olovo-kyselinové a úložné lítiové batérie sa považujú za novo vznikajúce batérie. Výskum však ukázal, že poskytujú vyššiu energetickú hustotu a predĺžený život, čo znamená, že sú vhodnejšie pre aplikácie na veľké vzdialenosti a vysoké zaťaženie a vysokorýchlostné požiadavky.

Bez ohľadu na tieto výhody vedci nepreukázali žiadne známky spokojnosti. V priebehu rokov sa početné návrhy a štúdie zameriavali na zlepšenie výkonu úložných lítiových batérií s cieľom zlepšiť ich morskú aplikáciu. Zahŕňa to nové chemické zmesi pre elektródy a modifikované elektrolyty, aby sa chránili pred požiarmi a tepelnými úteky.

Výber lítiovej batérie

Pri výbere skladovacích lítiových batérií pre námorný úložný lítiový batéria je potrebné zvážiť viac charakteristík. Kapacita je kritická špecifikácia, ktorú je potrebné zvážiť pri výbere ukladania na ukladanie morskej energie. Určuje, koľko energie môže ukladať a následne, množstvo práce, ktoré je možné vyrobiť pred jej nabíjaním. Toto je základný konštrukčný parameter v aplikáciách pohonu, kde kapacita diktuje kilometre alebo vzdialenosť, ktorú môže loď cestovať. V morskom kontexte, kde je priestor často obmedzený, je dôležité nájsť batériu s vysokou hustotou energie. Batérie s vyššou hustotou energie sú kompaktnejšie a ľahšie, čo je obzvlášť dôležité na lodiach, kde priestor a hmotnosť sú prémiové.

Hodnotenia napätia a prúdu sú tiež dôležitými špecifikáciami, ktoré je potrebné zvážiť pri výbere skladovacích lítiových batérií pre systémy na ukladanie morských energie. Tieto špecifikácie určujú, ako rýchlo môže batéria nabíjať a vybíjať, čo je dôležité pre aplikácie, v ktorých sa požiadavky na energiu môžu rýchlo líšiť.

Je dôležité zvoliť si batériu, ktorá je navrhnutá špeciálne pre námorné použitie. Morské prostredie sú drsné, s vystavením slanej vode, vlhkosti a extrémnym teplotám. Skladovacie lítiové batérie, ktoré sú určené na použitie morských morov, sa zvyčajne vyznačujú hydroizoláciou a odolnosťou proti korózii, ako aj ďalšie vlastnosti, ako je odolnosť voči vibráciám a odolnosť proti nárazu, aby sa zabezpečila spoľahlivý výkon v náročných podmienkach.

Hasičská bezpečnosť je tiež rozhodujúca. V námorných aplikáciách je obmedzené množstvo priestoru na ukladanie batérií a akékoľvek rozpätie požiaru by mohlo viesť k toxickým vydaniam dymu a nákladným škodám. Na obmedzenie šírenia je možné prijať inštalačné opatrenia. Roypow, čínska lítium-iónová spoločnosť na výrobu batérií, je jedným z príkladov, v ktorom sa do rámu batérie vkladajú vstavané mikrohasiace prístroje. Tieto hasiace prístroje sú aktivované buď elektrickým signálom alebo spaľovaním tepelnej čiary. Tým sa aktivuje generátor aerosólu, ktorý chemicky rozkladá chladivo pomocou redoxnej reakcie a roztiahne ju, aby oheň rýchlo uhasil skôr, ako sa rozšíri. Táto metóda je ideálna pre rýchle zásahy, vhodné pre pevné priestorové aplikácie, ako sú lítiové batérie morských úložných priestorov.

Bezpečnosť a požiadavky

Používanie úložných lítiových batérií pre morské aplikácie je na vzostupe, ale bezpečnosť musí byť najvyššou prioritou, aby sa zabezpečila správny návrh a inštalácia. Lítiové batérie sú zraniteľné voči tepelnému úteku a nebezpečenstvám požiaru, ak sa s nimi správne zaobchádza, najmä v drsnom morskom prostredí s expozíciou slanej vody a vysokou vlhkosťou. Na riešenie týchto obáv boli stanovené normy a nariadenia ISO. Jedným z týchto štandardov je ISO/TS 23625, ktorý poskytuje pokyny na výber a inštaláciu lítiových batérií v morských aplikáciách. Tento štandard určuje požiadavky na návrh batérie, inštaláciu, údržbu a monitorovanie, aby sa zabezpečilo trvanlivosť a bezpečnú prevádzku batérie. Okrem toho ISO 19848-1 poskytuje pokyny týkajúce sa testovania a výkonu batérií vrátane úložných lítiových batérií v morských aplikáciách.

ISO 26262 tiež hrá významnú úlohu vo funkčnej bezpečnosti elektrických a elektronických systémov v morských nádobách, ako aj v iných vozidlách. Tento štandard nariaďuje, aby systém správy batérií (BMS) musí byť navrhnutý tak, aby poskytoval operátorovi vizuálne alebo zvukové varovania, keď je batéria nízka, okrem iných bezpečnostných požiadaviek. Aj keď dodržiavanie štandardov ISO je dobrovoľné, dodržiavanie týchto pokynov podporuje bezpečnosť, efektívnosť a dlhovekosť systémov batérií.

Zhrnutie

Skladovacie lítiové batérie sa rýchlo objavujú ako preferované riešenie na ukladanie energie pre morské aplikácie kvôli svojej vysokej hustote energie a predĺženej životnosti za náročných podmienok. Tieto batérie sú všestranné a môžu sa použiť pre celý rad morských aplikácií, od napájania elektrických lodí až po poskytovanie záložnej energie pre navigačné systémy. Ostatné náročné prostredie. Očakáva sa, že prijatie skladovacích lítiových batérií v morskom priemysle zníži emisie skleníkových plynov a revolúciu v logistike a preprave.