Напредак у технологији батерија за поморске системе за складиштење енергије

Предговор

Како се свет помера ка еколошким енергетским решењима, литијумске батерије су добиле све већу пажњу. Док су електрична возила била у центру пажње више од једне деценије, потенцијал система за складиштење електричне енергије у поморским окружењима је занемарен. Међутим, дошло је до пораста истраживања фокусираних на оптимизацију употребе литијумских батерија за складиштење и протокола пуњења за различите апликације на чамцима. Литијум-јонске фосфатне батерије дубоког циклуса у овом случају су посебно атрактивне због своје велике густине енергије, добре хемијске стабилности и продуженог века циклуса под строгим захтевима поморских погонских система

Како уградња литијумских батерија за складиштење добија на замаху, тако се повећава и примена прописа који осигуравају безбедност. ИСО/ТС 23625 је једна таква регулатива која се фокусира на избор батерија, инсталацију и безбедност. Кључно је напоменути да је безбедност најважнија када је у питању употреба литијумских батерија, посебно у погледу опасности од пожара.

Морски системи за складиштење енергије

Морски системи за складиштење енергије постају све популарније решење у поморској индустрији како се свет креће ка одрживијој и еколошки прихватљивијој будућности. Као што име говори, ови системи су дизајнирани да складиште енергију у поморском окружењу и могу се користити у различите сврхе, од покретања бродова и чамаца до обезбеђивања резервног напајања у случају нужде.

Најчешћи тип морског система за складиштење енергије је литијум-јонска батерија, због своје велике густине енергије, поузданости и сигурности. Литијум-јонске батерије се такође могу прилагодити специфичним захтевима за снагом различитих поморских апликација.

Једна од кључних предности поморских система за складиштење енергије је њихова способност да замене дизел генераторе. Коришћењем литијум-јонских батерија, ови системи могу да понуде поуздан и одржив извор напајања за различите примене. Ово укључује помоћну енергију, осветљење и друге електричне потребе на броду или пловилу. Поред ових апликација, морски системи за складиштење енергије могу се користити и за напајање електричних погонских система, што их чини одрживом алтернативом конвенционалним дизел моторима. Посебно су погодни за мање бродове који раде на релативно ограниченом подручју.

Све у свему, морски системи за складиштење енергије су кључна компонента транзиције ка одрживијој и еколошки прихватљивијој будућности у поморској индустрији.

Предности литијумских батерија

Једна од најочитијих предности коришћења литијумских батерија за складиштење у односу на дизел генератор је недостатак токсичних и стакленичких гасова. Ако се батерије пуне коришћењем чистих извора као што су соларни панели или ветротурбине, то би могло да представља 100% чисту енергију. Такође су јефтинији у смислу одржавања са мање компоненти. Они производе много мање буке, што их чини идеалним за пристајање у близини стамбених или насељених подручја.

Складиштење Литијумске батерије нису једина врста батерија која се може користити. У ствари, системи бродских батерија могу се поделити на примарне батерије (које се не могу пунити) и секундарне батерије (које се могу пунити непрекидно). Ово последње је економски исплативије у дугорочној примени, чак и када се узме у обзир деградација капацитета. У почетку су коришћене оловне батерије, а литијумске батерије за складиштење се сматрају новим батеријама. Међутим, истраживања су показала да обезбеђују већу густину енергије и продужени животни век, што значи да су погоднији за дуготрајне примене, као и за велике захтеве за оптерећење и велике брзине.

Без обзира на ове предности, истраживачи нису показали никакве знаке самозадовољства. Током година, бројни дизајни и студије су се фокусирали на побољшање перформанси литијумских батерија за складиштење како би се побољшала њихова употреба у мору. Ово укључује нове хемијске мешавине за електроде и модификоване електролите како би се заштитили од пожара и топлотног одласка.

Избор литијумске батерије

Постоји више карактеристика које треба узети у обзир при избору литијумских батерија за складиштење за систем литијумских батерија за складиштење у мору. Капацитет је критична спецификација коју треба узети у обзир при избору батерије за складиштење енергије у мору. Он одређује колико енергије може да складишти, а затим и количину посла који се може произвести пре него што се поново напуни. Ово је фундаментални параметар дизајна у погонским апликацијама где капацитет диктира километражу или удаљеност коју чамац може да пређе. У поморском контексту, где је простор често ограничен, важно је пронаћи батерију са великом густином енергије. Батерије веће густине енергије су компактније и лакше, што је посебно важно на чамцима где су простор и тежина на првом месту.

Оцене напона и струје су такође важне спецификације које треба узети у обзир при одабиру литијумских батерија за складиштење за поморске системе за складиштење енергије. Ове спецификације одређују колико брзо се батерија може пунити и празнити, што је важно за апликације где потребе за енергијом могу брзо да варирају.

Важно је одабрати батерију која је дизајнирана посебно за употребу у мору. Морско окружење је сурово, са изложеношћу сланој води, влази и екстремним температурама. Литијумске батерије за складиштење које су дизајниране за употребу у мору обично имају водонепропусност и отпорност на корозију, као и друге карактеристике као што су отпорност на вибрације и ударце како би се осигурале поуздане перформансе у изазовним условима.

Сигурност од пожара је такође кључна. У поморским апликацијама, постоји ограничена количина простора за складиштење батерија и свако ширење пожара може довести до ослобађања токсичних испарења и скупих штета. Могу се предузети мере за инсталацију да би се ограничило ширење. РоиПов, кинеска компанија за производњу литијум-јонских батерија, један је пример где су уграђени микро апарати за гашење пожара смештени у оквир батерије. Ови апарати за гашење се активирају или електричним сигналом или сагоревањем термалне линије. Ово ће активирати генератор аеросола који хемијски разлаже расхладну течност путем редокс реакције и шири је како би брзо угасио ватру пре него што се прошири. Ова метода је идеална за брзе интервенције, погодна за апликације у уском простору као што су литијумске батерије за складиштење у мору.

Безбедност и захтеви

Употреба литијумских батерија за складиштење за поморску употребу је у порасту, али безбедност мора бити главни приоритет да би се обезбедио правилан дизајн и инсталација. Литијумске батерије су подложне термичком избијању и опасностима од пожара ако се њима не рукује правилно, посебно у тешком морском окружењу са изложеношћу сланој води и високом влажношћу. Да би се одговорило на ове проблеме, успостављени су ИСО стандарди и прописи. Један од ових стандарда је ИСО/ТС 23625, који даје смернице за избор и уградњу литијумских батерија у поморским апликацијама. Овај стандард утврђује захтеве за дизајн, инсталацију, одржавање и надзор батерије како би се обезбедила трајност и безбедан рад батерије. Поред тога, ИСО 19848-1 пружа смернице за тестирање и перформансе батерија, укључујући литијумске батерије за складиштење, у поморским апликацијама.

ИСО 26262 такође игра значајну улогу у функционалној безбедности електричних и електронских система унутар бродских пловила, као и других возила. Овај стандард налаже да систем за управљање батеријом (БМС) мора бити дизајниран тако да пружа визуелна или звучна упозорења оператеру када је батерија слаба, између осталих безбедносних захтева. Док је поштовање ИСО стандарда добровољно, поштовање ових смерница промовише безбедност, ефикасност и дуговечност система батерија.

Резиме

Литијумске батерије за складиштење се брзо појављују као пожељно решење за складиштење енергије за поморску примену због њихове велике густине енергије и продуженог животног века у захтевним условима. Ове батерије су разноврсне и могу се користити за различите поморске примене, од напајања електричних чамаца до обезбеђивања резервног напајања за навигационе системе. Штавише, континуирани развој нових батеријских система проширује опсег могућих примена које укључују истраживање дубоког мора и другим изазовним окружењима. Очекује се да ће усвајање литијумских батерија за складиштење у поморској индустрији смањити емисије гасова стаклене баште и револуционисати логистику и транспорт.