Denizcilik enerji depolama sistemleri için akü teknolojisindeki gelişmeler

Önsöz

Dünya daha yeşil enerji çözümlerine yönelirken, lityum piller daha fazla ilgi görmeye başladı. Elektrikli araçlar on yılı aşkın bir süredir ilgi odağı olsa da, deniz ortamlarındaki elektrik enerjisi depolama sistemlerinin potansiyeli göz ardı ediliyor. Ancak farklı tekne uygulamaları için depolama lityum pil kullanımını ve şarj protokollerini optimize etmeye odaklanan araştırmalarda bir artış oldu. Lityum-iyon fosfat derin döngülü piller bu durumda yüksek enerji yoğunlukları, iyi kimyasal stabiliteleri ve deniz tahrik sistemlerinin katı gereklilikleri altında uzun çevrim ömrü nedeniyle özellikle çekicidir.

Depolama lityum pillerin kurulumu ivme kazandıkça güvenliği sağlamaya yönelik düzenlemelerin uygulanması da hız kazanıyor. ISO/TS 23625, pil seçimi, kurulumu ve güvenliğine odaklanan düzenlemelerden biridir. Lityum pillerin kullanımı söz konusu olduğunda, özellikle de yangın tehlikeleri söz konusu olduğunda güvenliğin çok önemli olduğunu unutmamak çok önemlidir.

Deniz enerji depolama sistemleri

Dünya daha sürdürülebilir ve çevre dostu bir geleceğe doğru ilerledikçe, denizcilik enerji depolama sistemleri denizcilik endüstrisinde giderek daha popüler bir çözüm haline geliyor. Adından da anlaşılacağı gibi, bu sistemler deniz ortamında enerji depolamak için tasarlanmıştır ve gemileri ve tekneleri hareket ettirmekten acil durumlarda yedek güç sağlamaya kadar çeşitli amaçlar için kullanılabilir.

Yüksek enerji yoğunluğu, güvenilirliği ve emniyeti nedeniyle en yaygın deniz enerji depolama sistemi türü lityum iyon bataryadır. Lityum-iyon piller, farklı denizcilik uygulamalarının özel güç gereksinimlerini karşılayacak şekilde de uyarlanabilir.

Deniz enerji depolama sistemlerinin en önemli faydalarından biri dizel jeneratörlerin yerini alabilmeleridir. Lityum iyon pillerin kullanıldığı bu sistemler, çeşitli uygulamalar için güvenilir ve sürdürülebilir bir güç kaynağı sunabilir. Bu, bir gemi veya gemideki yardımcı güç, aydınlatma ve diğer elektrik ihtiyaçlarını içerir. Bu uygulamalara ek olarak, deniz enerji depolama sistemleri elektrikli tahrik sistemlerine güç sağlamak için de kullanılabilir ve bu da onları geleneksel dizel motorlara uygun bir alternatif haline getirir. Nispeten sınırlı bir alanda çalışan daha küçük gemiler için özellikle uygundurlar.

Genel olarak, denizcilik enerji depolama sistemleri, denizcilik endüstrisinde daha sürdürülebilir ve çevre dostu bir geleceğe geçişin önemli bir bileşenidir.

Lityum pillerin avantajları

Depolama lityum pilleri kullanmanın dizel jeneratöre kıyasla en belirgin avantajlarından biri toksik ve sera gazı emisyonlarının olmamasıdır. Piller güneş paneli veya rüzgar türbini gibi temiz kaynaklar kullanılarak şarj edilirse %100 temiz enerji oluşturulabilir. Daha az bileşenle bakım açısından da daha az maliyetlidirler. Çok daha az gürültü üretirler, bu da onları yerleşim veya yerleşim bölgelerinin yakınındaki yanaşma durumları için ideal kılar.

Depolama Lityum piller kullanılabilecek tek pil türü değildir. Aslına bakılırsa deniz akü sistemleri, birincil akü (yeniden şarj edilemeyen) ve ikincil akü (sürekli şarj edilebilen) olarak ikiye ayrılabilir. İkincisi, kapasite düşüşü göz önüne alındığında bile, uzun vadeli bir uygulamada ekonomik açıdan daha faydalıdır. Başlangıçta kurşun-asit piller kullanıldı ve depolama lityum pilleri yeni ortaya çıkan piller olarak kabul ediliyor. Ancak araştırmalar, bunların daha yüksek enerji yoğunluğu ve daha uzun ömür sağladıklarını, yani uzun menzilli uygulamalara, yüksek yük ve yüksek hız taleplerine daha uygun olduklarını göstermiştir.

Bu avantajlara rağmen araştırmacılar herhangi bir rehavet belirtisi göstermediler. Yıllar boyunca çok sayıda tasarım ve çalışma, denizcilik uygulamalarını geliştirmek için depolama lityum pillerinin performansını artırmaya odaklandı. Buna, yangınlara ve termal kaçaklara karşı koruma sağlamak amacıyla elektrotlar için yeni kimyasal karışımlar ve değiştirilmiş elektrolitler de dahildir.

Lityum pil seçimi

Deniz depolama lityum pil sistemi için depolama lityum pilleri seçerken dikkate alınması gereken birçok özellik vardır. Kapasite, deniz enerjisi depolaması için akü seçerken dikkate alınması gereken kritik bir özelliktir. Ne kadar enerji depolayabileceğini ve ardından yeniden şarj etmeden önce üretilebilecek iş miktarını belirler. Bu, kapasitenin teknenin kat edebileceği kilometreyi veya mesafeyi belirlediği tahrik uygulamalarında temel bir tasarım parametresidir. Alanın genellikle sınırlı olduğu denizcilik bağlamında, yüksek enerji yoğunluğuna sahip bir batarya bulmak önemlidir. Daha yüksek enerji yoğunluğuna sahip aküler daha kompakt ve hafiftir; bu da alan ve ağırlığın önemli olduğu teknelerde özellikle önemlidir.

Gerilim ve akım değerleri de deniz enerji depolama sistemleri için depolama lityum pilleri seçerken dikkate alınması gereken önemli özelliklerdir. Bu özellikler, pilin ne kadar hızlı şarj ve deşarj olabileceğini belirler; bu, güç taleplerinin hızla değişebildiği uygulamalar için önemlidir.

Denizcilikte kullanım için özel olarak tasarlanmış bir akü seçmek önemlidir. Deniz ortamları tuzlu suya, neme ve aşırı sıcaklıklara maruz kalan zorlu ortamlardır. Denizde kullanım için tasarlanan depolama lityum pilleri, zorlu koşullarda güvenilir performans sağlamak için tipik olarak su geçirmezlik ve korozyon direncinin yanı sıra titreşim direnci ve şok direnci gibi diğer özelliklere de sahip olacaktır.

Yangın güvenliği de çok önemlidir. Denizcilik uygulamalarında, pilin depolanması için sınırlı miktarda alan vardır ve herhangi bir yangının yayılması, zehirli duman salınımına ve maliyetli hasarlara yol açabilir. Yayılımı sınırlamak için kurulum önlemleri alınabilir. Çinli bir lityum iyon pil üretim şirketi olan RoyPow, pil takımı çerçevesine yerleşik mikro söndürücülerin yerleştirildiği bir örnektir. Bu söndürücüler ya elektrik sinyali ile ya da termal hattın yakılmasıyla devreye girer. Bu, soğutucuyu redoks reaksiyonu yoluyla kimyasal olarak ayrıştıran ve yangını yayılmadan önce hızlı bir şekilde söndürmek için yayan bir aerosol jeneratörünü etkinleştirecektir. Bu yöntem, hızlı müdahaleler için idealdir ve denizcilik lityum pilleri gibi dar alan uygulamaları için çok uygundur.

Güvenlik ve gereksinimler

Denizcilik uygulamaları için depolama lityum pillerin kullanımı artıyor, ancak uygun tasarım ve kurulumun sağlanması için güvenlik en önemli öncelik olmalıdır. Lityum piller, özellikle tuzlu suya maruz kalan ve yüksek neme sahip zorlu deniz ortamında, doğru şekilde kullanılmadığı takdirde termal kaçak ve yangın tehlikelerine karşı hassastır. Bu endişeleri gidermek için ISO standartları ve düzenlemeleri oluşturulmuştur. Bu standartlardan biri, denizcilik uygulamalarında lityum pillerin seçilmesi ve takılmasına ilişkin yönergeler sağlayan ISO/TS 23625'tir. Bu standart, akünün dayanıklılığını ve güvenli çalışmasını sağlamak için akü tasarımını, kurulumunu, bakımını ve izleme gereksinimlerini belirtir. Ayrıca ISO 19848-1, denizcilik uygulamalarında depolama lityum pilleri de dahil olmak üzere pillerin test edilmesi ve performansına ilişkin rehberlik sağlar.

ISO 26262, deniz araçlarının yanı sıra diğer araçlardaki elektrik ve elektronik sistemlerin işlevsel güvenliğinde de önemli bir rol oynamaktadır. Bu standart, diğer güvenlik gereksinimlerinin yanı sıra, akü yönetim sisteminin (BMS), akü gücü düşük olduğunda operatöre görsel veya işitsel uyarılar sağlayacak şekilde tasarlanmasını zorunlu kılar. ISO standartlarına bağlılık isteğe bağlı olmakla birlikte, bu yönergelere uygunluk pil sistemlerinin güvenliğini, verimliliğini ve uzun ömürlülüğünü destekler.

Özet

Depolama lityum pilleri, yüksek enerji yoğunlukları ve zorlu koşullar altında uzun ömürleri nedeniyle denizcilik uygulamaları için tercih edilen bir enerji depolama çözümü olarak hızla ortaya çıkmaktadır. Bu piller çok yönlüdür ve elektrikli teknelere güç sağlamaktan navigasyon sistemleri için yedek güç sağlamaya kadar çeşitli denizcilik uygulamalarında kullanılabilir. Ayrıca, yeni pil sistemlerinin sürekli geliştirilmesi, derin deniz keşiflerini de içerecek şekilde olası uygulama yelpazesini genişletmektedir. diğer zorlu ortamlar. Depolama lityum pillerinin denizcilik sektöründe benimsenmesinin, sera gazı emisyonlarını azaltması ve lojistik ve taşımacılıkta devrim yaratması bekleniyor.