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海洋储能系统电池技术的进步

作者:Serge Sarkis

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前言

随着世界转向更绿色的能源解决方案,锂电池引起了人们的关注。虽然电动汽车一直是众人瞩目的十多年,但在海洋环境中电动储能系统的潜力被忽略了。但是,研究的重点是优化用于不同船应用的储存锂电池的使用和充电协议。在这种情况下,锂离子磷酸盐深循环电池特别有吸引力

海洋储能系统

随着储存锂电池的安装增强动力,法规的实施也是如此。 ISO/TS 23625是一种侧重于选择电池,安装和安全性的法规。至关重要的是要注意,在使用锂电池时,特别是关于火灾危害的安全至关重要。

 

海洋储能系统

随着世界朝着更加可持续和环保的未来发展,海洋能源存储系统正成为海洋行业越来越流行的解决方案。顾名思义,这些系统旨在将能源存储在海洋环境中,可用于各种目的,从驱动船和船到在紧急情况下提供备用功率。

最常见的海洋能源储能系统是锂离子电池,其高能密度,可靠性和安全性。锂离子电池也可以量身定制,以满足不同海洋应用的特定功率要求。

海洋储能系统的关键好处之一是它们替代柴油发电机的能力。通过利用锂离子电池,这些系统可以为各种应用提供可靠且可持续的电源。这包括船上或船舶上的辅助功率,照明和其他电气需求。除这些应用外,海洋储能系统还可以用于为电动推进系统提供动力,使其成为常规柴油发动机的可行替代品。它们特别适合在相对有限的区域运行的较小船只。

总体而言,海洋储能系统是向海洋行业过渡到更可持续和环保的未来的关键组成部分。

 

锂电池的优势

与柴油发电机相比,使用储存锂电池最明显的优势之一是缺乏有毒和温室气体排放。如果使用干净的来源(例如太阳能电池板或风力涡轮机)充电,则可能构成100%的清洁能源。在维护方面,组件的成本也较低。它们产生的噪音要少得多,使其非常适合在住宅或人口稠密地区附近的停靠情况。

储存锂电池并不是唯一可以使用的电池类型。实际上,海洋电池系统可以分为主电池(无法充电)和二级电池(可以连续充电)。后者在长期应用中在经济上也更有利于,即使考虑能力降解也是如此。最初使用铅酸电池,储存锂电池被认为是新兴的电池。但是,研究表明,它们提供了更高的能量密度和延长的寿命,这意味着它们更适合长期应用以及高负载和高速需求。

无论这些优势如何,研究人员都没有表现出任何自满的迹象。多年来,许多设计和研究都集中在改善储存锂电池的性能以改善其海洋应用。这包括用于电极和改良电解质的新化学混合物,以防止火灾和热逃亡者。

 

锂电池的选择

在为海洋存储锂电池系统选择储存锂电池时,有多种特征需要考虑。在为海洋能量存储选择上废物时,容量是一个关键的规范。它决定了它可以存储多少能量,随后可以在充电之前可以产生的工作量。这是推进应用中的基本设计参数,在该应用中,容量决定了船可以行驶的里程或距离。在海洋环境中,空间通常受到限制,重要的是要找到具有高能量密度的电池。较高的能量密度电池更紧凑和轻巧,这在空间和重量高的船上尤为重要。

在为海洋储能系统选择存储锂电池时,电压和当前评级也是要考虑的重要规格。这些规格决定了电池充电和放电的速度,这对于电源需求可能迅速变化的应用很重要。

选择专门为海洋使用设计的电池很重要。海洋环境很苛刻,暴露于盐水,湿度和极端温度。用于海洋使用的储存锂电池通常具有防水和耐腐蚀性,以及其他功能,例如振动阻力和电击性,以确保在具有挑战性的条件下可靠的性能。

消防安全也至关重要。在海洋应用中,电池存储空间有限,任何火灾涂抹都可能导致有毒的烟雾释放和昂贵的损坏。可以采取安装措施来限制利差。中国锂离子电池制造公司Roypow就是一个例子,将内置的微型灭火器放置在电池组框架中。这些灭火器被电信号或燃烧热线激活。这将激活一种气溶胶发生器,该发电机通过氧化还原反应将冷却液分解并扩散到火势蔓延之前迅速扑灭。此方法是快速干预措施的理想选择,非常适合诸如海洋存储锂电池之类的紧密空间应用。

 

安全和要求

使用储存锂电池在海洋应用中的使用正在上升,但是安全必须是确保正确设计和安装的头等大事。如果无法正确处理,锂电池容易受到热失控的影响,尤其是在盐水暴露和高湿度的苛刻海洋环境中。为了解决这些问题,已经建立了ISO标准和法规。这些标准之一是ISO/TS 23625,它提供了在海洋应用中选择和安装锂电池的指南。该标准指定电池设计,安装,维护和监视要求,以确保电池的耐用性和安全操作。此外,ISO 19848-1还提供了有关电池在海洋应用中的测试和性能,包括存储锂电池的指导。

ISO 26262在海洋船内电气和电子系统以及其他车辆的功能安全性中也起着重要作用。该标准要求将电池管理系统(BMS)设计为在电池电池电量较低时向操作员提供视觉或可听见的警告,以及其他安全要求。尽管遵守ISO标准是自愿的,但遵守这些准则会促进电池系统的安全性,效率和寿命。

 

概括

由于其高能量密度和延长的寿命在苛刻的条件下,储存锂电池作为海洋应用的首选储能解决方案迅速出现。这些电池用途广泛,可用于一系列海洋应用,从电动船到提供导航系统的备用电源。FURTHERMORE,新电池系统的持续开发正在扩大可能的应用程序范围其他具有挑战性的环境。人们期望采用海洋工业中的储存锂电池,以减少温室气体的排放并彻底改变物流和运输。

 

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Serge Sarkis

塞尔格(Serge)从黎巴嫩美国大学获得了机械工程硕士学位,重点是材料科学和电化学。
他还曾在一家黎巴嫩裔美国初创公司担任研发工程师。他的工作重点是锂离子电池降解和开发机器学习模型以进行终止预测。

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