Дасягненні ў тэхналогіі акумулятараў для марскіх сістэм захоўвання энергіі

Прадмова

Па меры таго, як свет пераходзіць да больш экалагічных энергетычных рашэнняў, літыевыя батарэі прыцягваюць усё большую ўвагу. Хоць электрамабілі знаходзяцца ў цэнтры ўвагі ўжо больш за дзесяць гадоў, патэнцыял сістэм захоўвання электрычнай энергіі ў марскіх умовах быў ігнараваны. Аднак назіраецца ўсплёск даследаванняў, накіраваных на аптымізацыю выкарыстання літыевых батарэй і пратаколаў зарадкі для розных відаў прымянення на суднах. Літый-іённыя фасфатныя батарэі глыбокага цыклу ў гэтым выпадку асабліва прывабныя дзякуючы высокай шчыльнасці энергіі, добрай хімічнай стабільнасці і працягламу тэрміну службы пры строгіх патрабаваннях марскіх рухальных сістэм.

Па меры таго, як усталёўка літыевых акумулятараў набірае абароты, расце і ўкараненне правілаў бяспекі. ISO/TS 23625 — адзін з такіх правілаў, які сканцэнтраваны на выбары, усталёўцы і бяспецы акумулятараў. Важна адзначыць, што бяспека мае першараднае значэнне, калі гаворка ідзе пра выкарыстанне літыевых акумулятараў, асабліва ў дачыненні да пажарнай небяспекі.

Сістэмы захоўвання энергіі ў марскіх суднах

Сістэмы захоўвання энергіі ў марской прамысловасці становяцца ўсё больш папулярным рашэннем, паколькі свет рухаецца да больш устойлівай і экалагічна чыстай будучыні. Як вынікае з назвы, гэтыя сістэмы прызначаны для захоўвання энергіі ў марскіх умовах і могуць выкарыстоўвацца для розных мэтаў, ад руху суднаў і лодак да забеспячэння рэзервовага харчавання ў выпадку надзвычайнай сітуацыі.

Найбольш распаўсюджаным тыпам марскіх сістэм захоўвання энергіі з'яўляецца літый-іённы акумулятар, дзякуючы высокай шчыльнасці энергіі, надзейнасці і бяспецы. Літый-іённыя акумулятары таксама можна адаптаваць да канкрэтных патрабаванняў да магутнасці розных марскіх прымяненняў.

Адной з ключавых пераваг марскіх сістэм назапашвання энергіі з'яўляецца іх здольнасць замяніць дызельныя генератары. Выкарыстоўваючы літый-іённыя акумулятары, гэтыя сістэмы могуць прапанаваць надзейную і ўстойлівую крыніцу энергіі для розных ужыванняў. Гэта ўключае дапаможнае харчаванне, асвятленне і іншыя электрычныя патрэбы на борце судна. Акрамя гэтых ужыванняў, марскія сістэмы назапашвання энергіі таксама могуць выкарыстоўвацца для харчавання электрычных рухальных установак, што робіць іх жыццяздольнай альтэрнатывай традыцыйным дызельным рухавікам. Яны асабліва падыходзяць для невялікіх суднаў, якія працуюць у адносна абмежаванай зоне.

У цэлым, сістэмы захоўвання марской энергіі з'яўляюцца ключавым кампанентам пераходу да больш устойлівай і экалагічна чыстай будучыні ў марской галіне.

Перавагі літыевых батарэй

Адной з найбольш відавочных пераваг выкарыстання літыевых акумулятараў у параўнанні з дызельнымі генератарамі з'яўляецца адсутнасць выкідаў таксічных рэчываў і парніковых газаў. Калі акумулятары зараджаюцца з выкарыстаннем чыстых крыніц, такіх як сонечныя панэлі або ветраныя турбіны, гэта можа ўяўляць сабой 100% чыстую энергію. Яны таксама менш затратныя ў абслугоўванні, бо ў іх менш кампанентаў. Яны вырабляюць значна менш шуму, што робіць іх ідэальнымі для стыкоўкі паблізу жылых або населеных пунктаў.

Літыевыя акумулятары — не адзіны тып акумулятараў, які можна выкарыстоўваць. Фактычна, марскія акумулятарныя сістэмы можна падзяліць на першасныя акумулятары (якія нельга зараджаць) і другасныя акумулятары (якія можна зараджаць бесперапынна). Апошнія больш эканамічна выгадныя пры працяглым выкарыстанні, нават калі ўлічваць зніжэнне ёмістасці. Спачатку выкарыстоўваліся свінцова-кіслотныя акумулятары, а літыевыя акумулятары лічацца новымі. Аднак даследаванні паказалі, што яны забяспечваюць больш высокую шчыльнасць энергіі і працяглы тэрмін службы, гэта значыць, яны лепш падыходзяць для прымянення на вялікія адлегласці, а таксама для высокіх нагрузак і высокай хуткасці.

Нягледзячы на гэтыя перавагі, даследчыкі не праяўляюць ніякіх прыкмет самазадаволенасці. На працягу многіх гадоў шматлікія распрацоўкі і даследаванні былі сканцэнтраваны на паляпшэнні прадукцыйнасці літыевых акумулятараў для паляпшэння іх прымянення ў марской галіне. Гэта ўключае ў сябе новыя хімічныя сумесі для электродаў і мадыфікаваныя электраліты для абароны ад пажараў і цеплавых перападаў.

Выбар літыевай батарэі

Пры выбары літыевых акумулятараў для марской сістэмы літыевых акумулятараў неабходна ўлічваць некалькі характарыстык. Ёмістасць — гэта найважнейшы параметр, які трэба ўлічваць пры выбары акумулятара для марскога захоўвання энергіі. Яна вызначае, колькі энергіі ён можа захоўваць, а значыць, і колькасць працы, якую можна выканаць перад яго падзарадкай. Гэта фундаментальны параметр канструкцыі ў рухавіках, дзе ёмістасць вызначае прабег або адлегласць, якую можа пераадолець лодка. У марскіх умовах, дзе прастора часта абмежаваная, важна знайсці акумулятар з высокай шчыльнасцю энергіі. Акумулятары з больш высокай шчыльнасцю энергіі больш кампактныя і лёгкія, што асабліва важна на лодках, дзе прастора і вага маюць абмежаванае значэнне.

Паказчыкі напружання і току таксама з'яўляюцца важнымі характарыстыкамі, якія варта ўлічваць пры выбары літыевых акумулятараў для марскіх сістэм захоўвання энергіі. Гэтыя характарыстыкі вызначаюць, як хутка акумулятар можа зараджацца і разраджацца, што важна для прымянення, дзе патрабаванні да магутнасці могуць хутка змяняцца.

Важна выбраць акумулятар, распрацаваны спецыяльна для марскога выкарыстання. Марское асяроддзе — гэта суровыя ўмовы, дзе могуць уздзейнічаць салёная вада, вільготнасць і экстрэмальныя тэмпературы. Літыевыя акумулятары, прызначаныя для марскога выкарыстання, звычайна маюць воданепранікальнасць і ўстойлівасць да карозіі, а таксама іншыя характарыстыкі, такія як вібрацыйная і ўдаратрываласць, каб забяспечыць надзейную працу ў складаных умовах.

Пажарная бяспека таксама мае вырашальнае значэнне. У марскіх умовах прастора для захоўвання акумулятараў абмежаваная, і любое распаўсюджванне агню можа прывесці да выкіду таксічных пароў і дарагіх пашкоджанняў. Можна прыняць меры па ўсталёўцы, каб абмежаваць распаўсюджванне. RoyPow, кітайская кампанія па вытворчасці літый-іённых акумулятараў, з'яўляецца адным з прыкладаў, калі ўбудаваныя мікравогнетушыцелі размяшчаюцца ў раме акумулятарнага блока. Гэтыя вогнетушыцелі актывуюцца альбо электрычным сігналам, альбо прагараннем цеплавой лініі. Гэта актывуе генератар аэразоля, які хімічна раскладаецца астуджальнай вадкасцю праз акісляльна-аднаўленчую рэакцыю і распаўсюджвае яе, каб хутка патушыць агонь, перш чым ён распаўсюдзіцца. Гэты метад ідэальна падыходзіць для хуткага ўмяшання, добра падыходзіць для прымянення ў абмежаванай прасторы, напрыклад, для марскіх літый-іённых акумулятараў.

Бяспека і патрабаванні

Выкарыстанне літыевых акумулятараў для марскіх прымяненняў набірае абароты, але бяспека павінна быць галоўным прыярытэтам для забеспячэння належнай канструкцыі і ўстаноўкі. Літыевыя акумулятары ўразлівыя да цеплавога перагрэву і пажарнай небяспекі пры няправільным абыходжанні, асабліва ў суровых марскіх умовах з уздзеяннем салёнай вады і высокай вільготнасцю. Для вырашэння гэтых праблем былі распрацаваны стандарты і правілы ISO. Адным з гэтых стандартаў з'яўляецца ISO/TS 23625, які змяшчае рэкамендацыі па выбары і ўсталёўцы літыевых акумулятараў для марскіх прымяненняў. Гэты стандарт вызначае патрабаванні да канструкцыі, ўстаноўкі, абслугоўвання і маніторынгу акумулятараў для забеспячэння даўгавечнасці і бяспечнай эксплуатацыі акумулятара. Акрамя таго, ISO 19848-1 змяшчае рэкамендацыі па выпрабаванні і прадукцыйнасці акумулятараў, у тым ліку літыевых акумулятараў, для марскіх прымяненняў.

Стандарт ISO 26262 таксама адыгрывае значную ролю ў функцыянальнай бяспецы электрычных і электронных сістэм марскіх суднаў, а таксама іншых транспартных сродкаў. Гэты стандарт, сярод іншых патрабаванняў бяспекі, патрабуе, каб сістэма кіравання акумулятарамі (BMS) забяспечвала візуальныя або гукавыя папярэджанні аператару аб нізкім узроўні зарада акумулятара. Хоць выкананне стандартаў ISO з'яўляецца добраахвотным, выкананне гэтых рэкамендацый спрыяе бяспецы, эфектыўнасці і даўгавечнасці акумулятарных сістэм.

Кароткі змест

Літыевыя акумулятары хутка становяцца пераважным рашэннем для захоўвання энергіі ў марской галіне дзякуючы высокай шчыльнасці энергіі і працягламу тэрміну службы ў складаных умовах. Гэтыя акумулятары ўніверсальныя і могуць выкарыстоўвацца ў розных марскіх сферах, ад харчавання электрычных лодак да рэзервовага харчавання для навігацыйных сістэм. Акрамя таго, пастаянная распрацоўка новых акумулятарных сістэм пашырае спектр магчымых ужыванняў, уключаючы глыбакаводныя даследаванні і іншыя складаныя ўмовы. Чакаецца, што ўкараненне літыевых акумулятараў у марской прамысловасці скароціць выкіды парніковых газаў і рэвалюцыянізуе лагістыку і транспарт.