Maendeleo katika teknolojia ya betri kwa mifumo ya kuhifadhi nishati ya baharini

Dibaji

Wakati ulimwengu unapoelekea kwenye suluhisho la nishati ya kijani, betri za lithiamu zimepata umakini zaidi. Wakati magari ya umeme yamekuwa katika uangalizi kwa zaidi ya muongo mmoja, uwezo wa mifumo ya kuhifadhi nishati ya umeme katika mipangilio ya baharini umepuuzwa. Walakini, kumekuwa na kuongezeka kwa utafiti unaolenga kuboresha utumiaji wa betri za lithiamu za uhifadhi na itifaki za kuchaji kwa matumizi tofauti ya mashua. Betri za mzunguko wa kina wa Lithium-ion phosphate katika kesi hii huvutia sana kwa sababu ya msongamano wao wa juu wa nishati, uthabiti mzuri wa kemikali, na maisha marefu ya mzunguko chini ya mahitaji magumu ya mifumo ya kurusha baharini.

Ufungaji wa betri za lithiamu za uhifadhi unapozidi kushika kasi, ndivyo pia utekelezaji wa kanuni ili kuhakikisha usalama. ISO/TS 23625 ni mojawapo ya kanuni hizo zinazozingatia uteuzi, usakinishaji na usalama wa betri. Ni muhimu kutambua kuwa usalama ni muhimu linapokuja suala la matumizi ya betri za lithiamu, haswa kuhusu hatari za moto.

Mifumo ya kuhifadhi nishati ya baharini

Mifumo ya kuhifadhi nishati ya baharini inazidi kuwa suluhisho maarufu katika tasnia ya baharini huku ulimwengu ukielekea kwenye mustakabali endelevu na rafiki wa mazingira. Kama jina linavyopendekeza, mifumo hii imeundwa kuhifadhi nishati katika mazingira ya baharini na inaweza kutumika kwa madhumuni anuwai, kutoka kwa meli na boti hadi kutoa nishati mbadala katika kesi ya dharura.

Aina ya kawaida ya mfumo wa kuhifadhi nishati ya baharini ni betri ya lithiamu-ioni, kutokana na msongamano wake mkubwa wa nishati , kutegemewa na usalama. Betri za lithiamu-ioni pia zinaweza kubadilishwa ili kukidhi mahitaji mahususi ya nishati ya matumizi tofauti ya baharini.

Moja ya faida kuu za mifumo ya kuhifadhi nishati ya baharini ni uwezo wao wa kuchukua nafasi ya jenereta za dizeli. Kwa kutumia betri za lithiamu-ioni, mifumo hii inaweza kutoa chanzo cha nguvu cha kuaminika na endelevu kwa matumizi mbalimbali. Hii ni pamoja na nguvu za ziada, taa, na mahitaji mengine ya umeme kwenye meli au chombo. Kando na programu hizi, mifumo ya hifadhi ya nishati ya baharini inaweza pia kutumiwa kuwasha mifumo ya kusogeza umeme, na kuifanya kuwa mbadala inayofaa kwa injini za dizeli za kawaida. Zinafaa hasa kwa vyombo vidogo vinavyofanya kazi katika eneo lenye ukomo.

Kwa ujumla, mifumo ya hifadhi ya nishati ya baharini ni sehemu muhimu ya mpito kwa mustakabali endelevu na rafiki wa mazingira katika tasnia ya baharini.

Faida za betri za lithiamu

Mojawapo ya faida zinazoonekana zaidi za kutumia betri za lithiamu za kuhifadhi ikilinganishwa na jenereta ya dizeli ni ukosefu wa uzalishaji wa sumu na gesi chafu. Ikiwa betri zitachajiwa kwa kutumia vyanzo safi kama vile paneli za jua au mitambo ya upepo, inaweza kuwa nishati safi ya 100%. Pia ni gharama ndogo katika suala la matengenezo na vipengele vichache. Hutoa kelele kidogo zaidi, na kuifanya kuwa bora kwa hali ya kuweka karibu na makazi au maeneo yenye watu wengi.

Uhifadhi Betri za Lithium sio aina pekee ya betri zinazoweza kutumika. Kwa kweli, mifumo ya betri ya baharini inaweza kugawanywa katika betri za msingi (ambazo haziwezi kuchajiwa tena) na betri za pili (ambazo zinaweza kuchajiwa tena kwa kuendelea). Mwisho ni faida zaidi ya kiuchumi katika matumizi ya muda mrefu, hata wakati wa kuzingatia uharibifu wa uwezo. Betri za asidi ya risasi zilitumiwa hapo awali, na betri za lithiamu za kuhifadhi huchukuliwa kuwa betri mpya zinazoibuka. Walakini, utafiti umeonyesha kuwa hutoa msongamano wa juu wa nishati na maisha marefu, kumaanisha kuwa zinafaa zaidi kwa matumizi ya masafa marefu, na mahitaji ya juu na kasi ya juu.

Bila kujali faida hizi, watafiti hawajaonyesha dalili zozote za kuridhika. Kwa miaka mingi, miundo na tafiti nyingi zimelenga kuboresha utendakazi wa uhifadhi wa betri za lithiamu ili kuboresha matumizi yao ya baharini. Hii inajumuisha michanganyiko mipya ya kemikali kwa elektrodi na elektroliti zilizorekebishwa ili kulinda dhidi ya moto na kukimbia kwa mafuta.

Uteuzi wa betri ya lithiamu

Kuna sifa nyingi za kuzingatia wakati wa kuchagua hifadhi ya betri za lithiamu kwa mfumo wa betri ya lithiamu ya hifadhi ya baharini. Uwezo ni hali muhimu ya kuzingatia wakati wa kuchagua betri kwa ajili ya kuhifadhi nishati ya baharini. Huamua ni kiasi gani cha nishati inaweza kuhifadhi na baadaye, kiasi cha kazi ambacho kinaweza kuzalishwa kabla ya kuichaji tena. Hiki ni kigezo cha msingi cha muundo katika programu za kusukuma mbele ambapo uwezo huamuru mileage au umbali ambao mashua inaweza kusafiri. Katika mazingira ya baharini, ambapo nafasi mara nyingi ni mdogo, ni muhimu kupata betri yenye msongamano mkubwa wa nishati. Betri za msongamano wa juu wa nishati ni ngumu zaidi na nyepesi, ambayo ni muhimu sana kwenye boti ambapo nafasi na uzito ni muhimu.

Ukadiriaji wa voltage na wa sasa pia ni vipimo muhimu vya kuzingatia wakati wa kuchagua hifadhi ya betri za lithiamu kwa mifumo ya kuhifadhi nishati ya baharini. Vipimo hivi huamua jinsi betri inavyoweza kuchaji na kutokeza kwa haraka, jambo ambalo ni muhimu kwa programu ambapo mahitaji ya nishati yanaweza kutofautiana kwa haraka.

Ni muhimu kuchagua betri ambayo imeundwa mahususi kwa matumizi ya baharini. Mazingira ya baharini ni magumu, kwa kukabiliwa na maji ya chumvi, unyevunyevu, na halijoto kali. Betri za lithiamu za hifadhi ambazo zimeundwa kwa matumizi ya baharini kwa kawaida zitakuwa na uwezo wa kuzuia maji na kutu, pamoja na vipengele vingine kama vile ukinzani wa mtetemo na ukinzani wa mshtuko ili kuhakikisha utendakazi wa kuaminika katika hali ngumu.

Usalama wa moto pia ni muhimu. Katika matumizi ya baharini, kuna nafasi ndogo ya kuhifadhi betri na uenezaji wowote wa moto unaweza kusababisha kutolewa kwa mafusho yenye sumu na uharibifu wa gharama kubwa. Hatua za ufungaji zinaweza kuchukuliwa ili kupunguza kuenea. RoyPow, kampuni ya Kichina ya kutengeneza betri ya lithiamu-ioni, ni mfano mmoja ambapo vizima-moto vidogo vilivyojengewa ndani huwekwa kwenye fremu ya pakiti ya betri. Vizima-moto hivi huwashwa na ishara ya umeme au kwa kuchoma laini ya joto. Hii itawasha jenereta ya erosoli ambayo hutenganisha kipozezi kwa kemikali kupitia mmenyuko wa redox na kukieneza ili kuzima moto haraka kabla haujasambaa. Njia hii ni bora kwa uingiliaji kati wa haraka, inafaa kwa matumizi ya nafasi ngumu kama vile betri za lithiamu za kuhifadhi baharini.

Usalama na mahitaji

Matumizi ya kuhifadhi betri za lithiamu kwa matumizi ya baharini yanaongezeka, lakini usalama lazima uwe kipaumbele cha juu ili kuhakikisha muundo na ufungaji sahihi. Betri za lithiamu zinaweza kuathiriwa na kukimbia kwa joto na hatari za moto ikiwa hazitashughulikiwa ipasavyo, haswa katika mazingira magumu ya baharini yenye mfiduo wa maji ya chumvi na unyevu mwingi. Ili kushughulikia maswala haya, viwango na kanuni za ISO zimeanzishwa. Mojawapo ya viwango hivi ni ISO/TS 23625, ambayo hutoa miongozo ya kuchagua na kusakinisha betri za lithiamu katika programu za majini. Kiwango hiki hubainisha mahitaji ya muundo, usakinishaji, matengenezo na ufuatiliaji wa betri ili kuhakikisha uimara na uendeshaji salama wa betri. Zaidi ya hayo, ISO 19848-1 hutoa mwongozo juu ya majaribio na utendaji wa betri, ikiwa ni pamoja na kuhifadhi betri za lithiamu, katika matumizi ya baharini.

ISO 26262 pia ina jukumu muhimu katika usalama wa kazi wa mifumo ya umeme na elektroniki ndani ya vyombo vya baharini, pamoja na magari mengine. Kiwango hiki kinaamuru kwamba mfumo wa usimamizi wa betri (BMS) lazima ubuniwe ili kutoa maonyo yanayoonekana au ya kusikika kwa opereta wakati betri ina nguvu kidogo, miongoni mwa mahitaji mengine ya usalama. Ingawa uzingatiaji wa viwango vya ISO ni wa hiari, utiifu wa miongozo hii hukuza usalama, ufanisi na maisha marefu ya mifumo ya betri.

Muhtasari

Betri za lithiamu za hifadhi zinaibuka kwa haraka kama suluhu inayopendelewa ya uhifadhi wa nishati kwa matumizi ya baharini kutokana na msongamano wao mkubwa wa nishati na maisha marefu chini ya hali ngumu. Betri hizi ni nyingi na zinaweza kutumika kwa matumizi mbalimbali ya baharini, kutoka kwa kuwasha boti za umeme hadi kutoa nguvu ya chelezo kwa mifumo ya urambazaji. Zaidi ya hayo, uendelezaji endelevu wa mifumo mipya ya betri unapanua anuwai ya programu zinazowezekana kujumuisha uchunguzi wa kina cha bahari na mazingira mengine yenye changamoto. Kupitishwa kwa uhifadhi wa betri za lithiamu katika tasnia ya baharini kunatarajiwa kupunguza uzalishaji wa gesi chafu na kuleta mapinduzi ya vifaa na usafirishaji.