Előszó
Ahogy a világ a zöldebb energiamegoldások felé halad, a lítium akkumulátorok egyre nagyobb figyelmet kapnak. Míg az elektromos járművek már több mint egy évtizede reflektorfényben állnak, a tengeri környezetben rejlő elektromos energiatároló rendszerek lehetőségei figyelmen kívül maradtak. Azonban megnőtt a kutatások száma, amelyek a lítium akkumulátorok használatának optimalizálására és a különböző hajóalkalmazásokhoz szükséges töltési protokollokra összpontosítanak. A lítium-ion-foszfát mélyciklusú akkumulátorok ebben az esetben különösen vonzóak nagy energiasűrűségük, jó kémiai stabilitásuk és a tengeri meghajtórendszerek szigorú követelményei melletti hosszú ciklusidő miatt.
Ahogy a lítium akkumulátorok telepítése lendületet vesz, úgy növekszik a biztonságot szolgáló szabályozások bevezetése is. Az ISO/TS 23625 egy ilyen szabályozás, amely az akkumulátorok kiválasztására, telepítésére és biztonságára összpontosít. Fontos megjegyezni, hogy a biztonság a legfontosabb a lítium akkumulátorok használatakor, különösen a tűzveszély tekintetében.
Tengeri energiatároló rendszerek
A tengeri energiatároló rendszerek egyre népszerűbb megoldást jelentenek a tengerészeti iparban, ahogy a világ a fenntarthatóbb és környezetbarátabb jövő felé halad. Ahogy a neve is sugallja, ezeket a rendszereket úgy tervezték, hogy energiát tároljanak tengeri környezetben, és különféle célokra használhatók, a hajók és csónakok meghajtásától kezdve a tartalék áramellátásig vészhelyzet esetén.
A leggyakoribb tengeri energiatároló rendszer a lítium-ion akkumulátor, nagy energiasűrűsége, megbízhatósága és biztonsága miatt. A lítium-ion akkumulátorok testreszabhatók a különböző tengeri alkalmazások speciális energiaigényeinek kielégítésére is.
A tengeri energiatároló rendszerek egyik legfontosabb előnye, hogy képesek helyettesíteni a dízelgenerátorokat. A lítium-ion akkumulátorok használatával ezek a rendszerek megbízható és fenntartható áramforrást kínálhatnak számos alkalmazáshoz. Ez magában foglalja a segédáramot, a világítást és a hajók vagy vízi járművek fedélzetén felmerülő egyéb elektromos igényeket. Ezen alkalmazások mellett a tengeri energiatároló rendszerek elektromos meghajtási rendszerek áramellátására is használhatók, így életképes alternatívát jelentenek a hagyományos dízelmotorokkal szemben. Különösen alkalmasak kisebb hajók számára, amelyek viszonylag korlátozott területen üzemelnek.
Összességében a tengeri energiatároló rendszerek kulcsfontosságú elemei a fenntarthatóbb és környezetbarátabb jövőre való áttérésnek a tengerészeti iparban.
A lítium akkumulátorok előnyei
A lítium akkumulátorok használatának egyik legnyilvánvalóbb előnye a dízelgenerátorokkal szemben a mérgező és üvegházhatású gázok kibocsátásának hiánya. Ha az akkumulátorokat tiszta forrásokból, például napelemekből vagy szélturbinákból töltik, akkor 100%-ban tiszta energiát jelenthetnek. Karbantartásuk is olcsóbb, kevesebb alkatrészt tartalmaznak. Sokkal kevesebb zajt bocsátanak ki, így ideálisak lakó- vagy lakott területek közelében lévő dokkolási helyzetekhez.
A lítium akkumulátorok nem az egyetlen használható akkumulátortípus. Valójában a hajóakkumulátor-rendszerek feloszthatók elsődleges akkumulátorokra (amelyek nem tölthetők újra) és másodlagos akkumulátorokra (amelyek folyamatosan tölthetők). Ez utóbbi gazdaságilag előnyösebb hosszú távú alkalmazás esetén, még a kapacitáscsökkenés figyelembevételével is. Kezdetben ólom-savas akkumulátorokat használtak, és a lítium akkumulátorokat újonnan megjelenő akkumulátoroknak tekintik. A kutatások azonban kimutatták, hogy nagyobb energiasűrűséget és hosszabb élettartamot biztosítanak, ami azt jelenti, hogy jobban megfelelnek nagy hatótávolságú alkalmazásokhoz, valamint nagy terhelésű és nagy sebességű igényekhez.
Ezen előnyöktől függetlenül a kutatók nem mutattak az önelégültség jeleit. Az évek során számos terv és tanulmány összpontosított a lítium akkumulátorok teljesítményének javítására, hogy javítsák tengeri alkalmazásukat. Ez magában foglalja az elektródákhoz használt új kémiai keverékeket és a módosított elektrolitokat a tüzek és a hőmegfutások elleni védelem érdekében.
Lítium akkumulátor kiválasztása
Több jellemzőt is figyelembe kell venni lítium akkumulátorok kiválasztásakor egy hajózási energiatároló lítium akkumulátorrendszerhez. A kapacitás kritikus fontosságú specifikáció a hajózási energiatároláshoz használt akkumulátor kiválasztásakor. Ez határozza meg, hogy mennyi energiát képes tárolni, és következésképpen azt is, hogy mennyi munkát tud elvégezni az újratöltés előtt. Ez egy alapvető tervezési paraméter a meghajtási alkalmazásokban, ahol a kapacitás határozza meg a hajó által megtehető kilométert vagy távolságot. Tengeri környezetben, ahol a hely gyakran korlátozott, fontos nagy energiasűrűségű akkumulátort találni. A nagyobb energiasűrűségű akkumulátorok kompaktabbak és könnyebbek, ami különösen fontos azokon a hajókon, ahol a hely és a súly szűkös.
A feszültség- és áramerősség-értékek szintén fontos jellemzők, amelyeket figyelembe kell venni a lítium akkumulátorok kiválasztásakor tengeri energiatároló rendszerekhez. Ezek a jellemzők határozzák meg, hogy milyen gyorsan tud feltöltődni és lemerülni az akkumulátor, ami fontos azoknál az alkalmazásoknál, ahol az energiaigény gyorsan változhat.
Fontos, hogy kifejezetten tengeri használatra tervezett akkumulátort válasszunk. A tengeri környezet zord, sós víznek, páratartalomnak és szélsőséges hőmérsékleteknek van kitéve. A tengeri használatra tervezett lítium akkumulátorok jellemzően vízállóak és korrózióállóak, valamint egyéb tulajdonságokkal rendelkeznek, például rezgésállóak és ütésállóak, hogy megbízható teljesítményt biztosítsanak kihívást jelentő körülmények között.
A tűzvédelem is kulcsfontosságú. Tengerészeti alkalmazásokban korlátozott a hely az akkumulátorok tárolására, és a tűz terjedése mérgező füstök kibocsátásához és költséges károkhoz vezethet. Telepítési intézkedésekkel korlátozható a terjedés. A RoyPow, egy kínai lítium-ion akkumulátorokat gyártó vállalat, egy példa arra, hogy beépített mikrooltó készülékeket helyeznek az akkumulátorcsomag keretébe. Ezeket a tűzoltó készülékeket elektromos jel vagy a hővezeték elégése aktiválja. Ez aktivál egy aeroszolgenerátort, amely kémiailag lebontja a hűtőfolyadékot redox reakció révén, és szétteríti azt, hogy gyorsan eloltsa a tüzet, mielőtt az továbbterjedne. Ez a módszer ideális a gyors beavatkozásokhoz, és jól alkalmazható szűk helyeken, például tengeri tároló lítium akkumulátoroknál.
Biztonság és követelmények
A lítium akkumulátorok használata a tengeri alkalmazásokban egyre elterjedtebb, de a biztonságnak kiemelt fontosságúnak kell lennie a megfelelő tervezés és telepítés biztosítása érdekében. A lítium akkumulátorok érzékenyek a hőmegfutásra és a tűzveszélyre, ha nem megfelelően kezelik őket, különösen a zord tengeri környezetben, sósvíznek kitéve és magas páratartalmú. Ezen aggályok kezelése érdekében ISO szabványokat és előírásokat dolgoztak ki. Ezen szabványok egyike az ISO/TS 23625, amely iránymutatást ad a lítium akkumulátorok tengeri alkalmazásokban történő kiválasztásához és telepítéséhez. Ez a szabvány meghatározza az akkumulátorok tervezési, telepítési, karbantartási és felügyeleti követelményeit az akkumulátor tartósságának és biztonságos működésének biztosítása érdekében. Ezenkívül az ISO 19848-1 útmutatást nyújt az akkumulátorok, beleértve a lítium akkumulátorokat is, tengeri alkalmazásokban történő tesztelésére és teljesítményére vonatkozóan.
Az ISO 26262 szabvány jelentős szerepet játszik a tengeri hajók, valamint más járművek elektromos és elektronikus rendszereinek funkcionális biztonságában is. Ez a szabvány előírja, hogy az akkumulátorkezelő rendszert (BMS) úgy kell megtervezni, hogy vizuális vagy hangjelzést adjon a kezelőnek, ha az akkumulátor töltöttségi szintje alacsony, egyéb biztonsági követelmények mellett. Bár az ISO szabványok betartása önkéntes, ezen irányelvek betartása elősegíti az akkumulátorrendszerek biztonságát, hatékonyságát és hosszú élettartamát.
Összefoglalás
A lítium akkumulátorok gyorsan terjednek, mint a tengeri alkalmazások kedvelt energiatárolási megoldásai, nagy energiasűrűségük és a nehéz körülmények között is megnövekedett élettartamuk miatt. Ezek az akkumulátorok sokoldalúak, és számos tengeri alkalmazásban használhatók, az elektromos hajók energiaellátásától kezdve a navigációs rendszerek tartalék áramellátásáig. Továbbá az új akkumulátorrendszerek folyamatos fejlesztése bővíti a lehetséges alkalmazások körét, beleértve a mélytengeri kutatást és más kihívást jelentő környezeteket is. A lítium akkumulátorok tengerészeti iparban való elterjedése várhatóan csökkenti az üvegházhatású gázok kibocsátását, és forradalmasítja a logisztikát és a szállítást.
Kapcsolódó cikk:
A ROYPOW lítium akkumulátorcsomag kompatibilis a Victron Marine elektromos rendszerével
Az új ROYPOW 24 V-os lítium akkumulátorcsomag fokozza a tengeri kalandok erejét
