Përparimet në teknologjinë e baterive për sistemet e ruajtjes së energjisë detare

Parathënie

Ndërsa bota po zhvendoset drejt zgjidhjeve të energjisë më të gjelbër, bateritë e litiumit kanë fituar vëmendje të shtuar. Ndërsa automjetet elektrike kanë qenë në qendër të vëmendjes për më shumë se një dekadë, potenciali i sistemeve të ruajtjes së energjisë elektrike në mjediset detare është anashkaluar. Megjithatë, ka pasur një rritje të hulumtimit që fokusohet në optimizimin e përdorimit të baterive të litiumit të ruajtjes dhe protokolleve të karikimit për aplikacione të ndryshme të varkave. Bateritë me cikël të thellë të fosfatit litium-jon në këtë rast janë veçanërisht tërheqëse për shkak të densitetit të lartë të energjisë, stabilitetit të mirë kimik dhe jetës së zgjatur të ciklit nën kërkesat e rrepta të sistemeve të shtytjes detare

Ndërsa instalimi i baterive të litiumit të magazinimit fiton vrull, po ashtu bëhet edhe zbatimi i rregulloreve për të garantuar sigurinë. ISO/TS 23625 është një rregullore e tillë që fokusohet në zgjedhjen, instalimin dhe sigurinë e baterive. Është thelbësore të theksohet se siguria është parësore kur bëhet fjalë për përdorimin e baterive të litiumit, veçanërisht në lidhje me rreziqet nga zjarri.

Sistemet e ruajtjes së energjisë detare

Sistemet e ruajtjes së energjisë detare po bëhen një zgjidhje gjithnjë e më popullore në industrinë detare ndërsa bota po lëviz drejt një të ardhmeje më të qëndrueshme dhe miqësore me mjedisin. Siç sugjeron emri, këto sisteme janë krijuar për të ruajtur energjinë në një mjedis detar dhe mund të përdoren për një sërë qëllimesh, nga lëvizja e anijeve dhe varkave deri te sigurimi i energjisë rezervë në rast emergjence.

Lloji më i zakonshëm i sistemit të ruajtjes së energjisë detare është një bateri litium-jon, për shkak të densitetit të lartë të energjisë, besueshmërisë dhe sigurisë. Bateritë litium-jon gjithashtu mund të përshtaten për të përmbushur kërkesat specifike të fuqisë së aplikacioneve të ndryshme detare.

Një nga përfitimet kryesore të sistemeve të ruajtjes së energjisë detare është aftësia e tyre për të zëvendësuar gjeneratorët me naftë. Duke përdorur bateri litium-jon, këto sisteme mund të ofrojnë një burim energjie të besueshme dhe të qëndrueshme për një sërë aplikimesh. Kjo përfshin energji ndihmëse, ndriçim dhe nevoja të tjera elektrike në bordin e një anijeje ose anijeje. Përveç këtyre aplikacioneve, sistemet e ruajtjes së energjisë detare mund të përdoren gjithashtu për të fuqizuar sistemet e shtytjes elektrike, duke i bërë ato një alternativë të qëndrueshme ndaj motorëve konvencionalë me naftë. Ato janë veçanërisht të përshtatshme për anijet më të vogla që operojnë në një zonë relativisht të kufizuar.

Në përgjithësi, sistemet e ruajtjes së energjisë detare janë një komponent kyç i tranzicionit drejt një të ardhmeje më të qëndrueshme dhe miqësore me mjedisin në industrinë detare.

Përparësitë e baterive të litiumit

Një nga avantazhet më të dukshme të përdorimit të baterive të litiumit në krahasim me gjeneratorët me naftë është mungesa e emetimeve toksike dhe gazrave serrë. Nëse bateritë ngarkohen duke përdorur burime të pastra si panelet diellore ose turbinat me erë, kjo mund të përbëjë një energji 100% të pastër. Ato janë gjithashtu më pak të kushtueshme për sa i përket mirëmbajtjes me më pak komponentë. Ata prodhojnë shumë më pak zhurmë, duke i bërë ato ideale për situatat e ankorimit pranë zonave të banuara ose të populluara.

Ruajtja Bateritë litium nuk janë i vetmi lloj i baterive që mund të përdoren. Në fakt, sistemet e baterive detare mund të ndahen në bateri primare (të cilat nuk mund të rimbushen) dhe bateri dytësore (të cilat mund të rimbushen vazhdimisht). Kjo e fundit është më e dobishme ekonomikisht në një aplikim afatgjatë, edhe kur merret parasysh degradimi i kapacitetit. Fillimisht u përdorën bateritë me acid plumbi dhe bateritë e litiumit të magazinimit konsiderohen si bateri të reja. Megjithatë, kërkimet kanë treguar se ato ofrojnë densitet më të lartë energjie dhe jetëgjatësi, që do të thotë se janë më të përshtatshme për aplikime me rreze të gjatë dhe kërkesa për ngarkesë të lartë dhe shpejtësi të lartë.

Pavarësisht nga këto avantazhe, studiuesit nuk kanë treguar asnjë shenjë të vetëkënaqësisë. Gjatë viteve, dizajne dhe studime të shumta janë fokusuar në përmirësimin e performancës së baterive të litiumit të ruajtjes për të përmirësuar aplikimin e tyre detar. Kjo përfshin përzierje të reja kimike për elektrodat dhe elektrolitet e modifikuara për t'u mbrojtur nga zjarret dhe largimet termike.

Zgjedhja e baterisë së litiumit

Ekzistojnë disa karakteristika që duhen marrë parasysh kur zgjidhni bateritë e litiumit të ruajtjes për një sistem baterish litium ruajtjeje detare. Kapaciteti është një specifikim kritik për t'u marrë parasysh kur zgjidhni baterinë për ruajtjen e energjisë detare. Ai përcakton se sa energji mund të ruajë dhe më pas, sasinë e punës që mund të prodhohet përpara se ta rikarikojë. Ky është një parametër themelor i projektimit në aplikimet e shtytjes ku kapaciteti dikton kilometrazhin ose distancën që mund të kalojë anija. Në një kontekst detar, ku hapësira është shpesh e kufizuar, është e rëndësishme të gjesh një bateri me një densitet të lartë energjie. Bateritë me densitet më të lartë të energjisë janë më kompakte dhe më të lehta, gjë që është veçanërisht e rëndësishme për varkat ku hapësira dhe pesha janë më të larta.

Vlerësimet e tensionit dhe rrymës janë gjithashtu specifikime të rëndësishme për t'u marrë parasysh kur zgjidhni bateritë e litiumit të magazinimit për sistemet e ruajtjes së energjisë detare. Këto specifika përcaktojnë se sa shpejt mund të ngarkohet dhe shkarkohet bateria, gjë që është e rëndësishme për aplikacionet ku kërkesat për energji mund të ndryshojnë me shpejtësi.

Është e rëndësishme të zgjidhni një bateri që është projektuar posaçërisht për përdorim detar. Mjediset detare janë të ashpra, me ekspozim ndaj ujit të kripur, lagështisë dhe temperaturave ekstreme. Bateritë e litiumit të ruajtjes që janë projektuar për përdorim detar zakonisht kanë rezistencë ndaj hidroizolimit dhe korrozionit, si dhe veçori të tjera si rezistenca ndaj dridhjeve dhe rezistenca ndaj goditjeve për të siguruar performancë të besueshme në kushte sfiduese.

Siguria nga zjarri është gjithashtu thelbësore. Në aplikimet detare, ka një hapësirë të kufizuar për ruajtjen e baterive dhe çdo përhapje e zjarrit mund të çojë në çlirimin e tymit toksik dhe dëmtime të kushtueshme. Mund të merren masa instalimi për të kufizuar përhapjen. RoyPow, një kompani kineze e prodhimit të baterive litium-jon, është një shembull ku mikrofikësit e integruar vendosen në kornizën e paketës së baterive. Këta fikëse aktivizohen ose nga një sinjal elektrik ose nga djegia e linjës termike. Kjo do të aktivizojë një gjenerator aerosoli që dekompozon kimikisht ftohësin nëpërmjet një reaksioni redoks dhe e përhap atë për të shuar zjarrin shpejt përpara se të përhapet. Kjo metodë është ideale për ndërhyrje të shpejta, e përshtatshme për aplikime në hapësirë të ngushtë si bateritë e litiumit të ruajtjes detare.

Siguria dhe kërkesat

Përdorimi i baterive të litiumit të magazinimit për aplikimet detare është në rritje, por siguria duhet të jetë një përparësi kryesore për të siguruar dizajnin dhe instalimin e duhur. Bateritë e litiumit janë të ndjeshme ndaj rreziqeve termike dhe zjarrit nëse nuk trajtohen siç duhet, veçanërisht në mjedisin e ashpër detar me ekspozim ndaj ujit të kripur dhe lagështi të lartë. Për të adresuar këto shqetësime, janë vendosur standardet dhe rregulloret ISO. Një nga këto standarde është ISO/TS 23625, i cili ofron udhëzime për zgjedhjen dhe instalimin e baterive të litiumit në aplikimet detare. Ky standard specifikon kërkesat e projektimit, instalimit, mirëmbajtjes dhe monitorimit të baterisë për të siguruar qëndrueshmërinë dhe funksionimin e sigurt të baterisë. Për më tepër, ISO 19848-1 ofron udhëzime për testimin dhe performancën e baterive, duke përfshirë bateritë e litiumit të ruajtjes, në aplikimet detare.

ISO 26262 gjithashtu luan një rol të rëndësishëm në sigurinë funksionale të sistemeve elektrike dhe elektronike brenda anijeve detare, si dhe automjeteve të tjera. Ky standard kërkon që sistemi i menaxhimit të baterisë (BMS) duhet të projektohet për të ofruar paralajmërime vizuale ose zanore për operatorin kur bateria është me fuqi të ulët, midis kërkesave të tjera të sigurisë. Ndërsa respektimi i standardeve ISO është vullnetar, pajtueshmëria me këto udhëzime promovon sigurinë, efikasitetin dhe jetëgjatësinë e sistemeve të baterive.

Përmbledhje

Bateritë e litiumit të ruajtjes po shfaqen me shpejtësi si një zgjidhje e preferuar e ruajtjes së energjisë për aplikimet detare për shkak të densitetit të tyre të lartë të energjisë dhe jetëgjatësisë së zgjatur në kushte të vështira. Këto bateri janë të gjithanshme dhe mund të përdoren për një sërë aplikacionesh detare, nga fuqizimi i anijeve elektrike deri te sigurimi i energjisë rezervë për sistemet e navigimit. Për më tepër, zhvillimi i vazhdueshëm i sistemeve të reja të baterive po zgjeron gamën e aplikacioneve të mundshme për të përfshirë eksplorimin në det të thellë dhe mjedise të tjera sfiduese. Miratimi i baterive të litiumit të magazinimit në industrinë detare pritet të reduktojë emetimet e gazrave serrë dhe të revolucionarizojë logjistikën dhe transportin.