Напредок во технологијата на батерии за системи за складирање на морска енергија

Предговор

Како што светот се насочува кон позелени енергетски решенија, литиумските батерии добиваат сè поголемо внимание. Иако електричните возила се во центарот на вниманието повеќе од една деценија, потенцијалот на системите за складирање на електрична енергија во морските услови е занемарен. Сепак, има пораст во истражувањата фокусирани на оптимизирање на употребата на литиумски батерии за складирање и протоколите за полнење за различни апликации на бродови. Литиум-јонските фосфатни батерии со длабок циклус во овој случај се особено привлечни поради нивната висока густина на енергија, добра хемиска стабилност и продолжен век на траење според строгите барања на морските погонски системи.

Како што инсталацијата на литиумски батерии за складирање добива на интензитет, така се зголемува и имплементацијата на регулативите за обезбедување безбедност. ISO/TS 23625 е еден таков регулатива кој се фокусира на изборот, инсталацијата и безбедноста на батериите. Клучно е да се напомене дека безбедноста е од најголема важност кога станува збор за употреба на литиумски батерии, особено во однос на опасностите од пожар.

Морски системи за складирање на енергија

Системите за складирање на морска енергија стануваат сè попопуларно решение во поморската индустрија, бидејќи светот се движи кон поодржлива и еколошка иднина. Како што сугерира името, овие системи се дизајнирани да складираат енергија во морска средина и можат да се користат за различни намени, од погон на бродови и чамци до обезбедување резервна енергија во случај на вонредна состојба.

Најчестиот тип на систем за складирање на енергија во морето е литиум-јонска батерија, поради нејзината висока густина на енергија, сигурност и безбедност. Литиум-јонските батерии исто така можат да се прилагодат за да ги задоволат специфичните барања за енергија на различните поморски апликации.

Една од клучните придобивки на системите за складирање на енергија во морето е нивната способност да ги заменат дизел генераторите. Со користење на литиум-јонски батерии, овие системи можат да понудат сигурен и одржлив извор на енергија за различни апликации. Ова вклучува помошна енергија, осветлување и други електрични потреби на брод или брод. Покрај овие апликации, системите за складирање на енергија во морето можат да се користат и за напојување на електрични погонски системи, што ги прави одржлива алтернатива на конвенционалните дизел мотори. Тие се особено погодни за помали бродови што работат во релативно ограничена област.

Генерално, системите за складирање на морска енергија се клучна компонента на транзицијата кон поодржлива и еколошка иднина во морската индустрија.

Предности на литиумските батерии

Една од најочигледните предности на користењето на литиумски батерии за складирање во споредба со дизел генераторот е недостатокот на токсични емисии и емисии на стакленички гасови. Доколку батериите се полнат со чисти извори како што се соларни панели или ветерни турбини, тоа би можело да претставува 100% чиста енергија. Тие се исто така поевтини во однос на одржувањето со помалку компоненти. Тие произведуваат многу помалку бучава, што ги прави идеални за пристанување во близина на станбени или населени области.

Литиумските батерии за складирање не се единствениот вид батерии што можат да се користат. Всушност, морските системи на батерии можат да се поделат на примарни батерии (кои не можат да се полнат) и секундарни батерии (кои можат континуирано да се полнат). Вторите се економски покорисни во долгорочна примена, дури и кога се зема предвид деградацијата на капацитетот. Оловно-киселинските батерии првично се користеле, а литиумските батерии за складирање се сметаат за новонастанати батерии. Сепак, истражувањата покажаа дека тие обезбедуваат поголема густина на енергија и продолжен век на траење, што значи дека се посоодветни за апликации на долг дострел и барања за големо оптоварување и голема брзина.

Без оглед на овие предности, истражувачите не покажаа никакви знаци на самодоволство. Со текот на годините, бројни дизајни и студии се фокусираа на подобрување на перформансите на литиумските батерии за складирање со цел да се подобри нивната морска примена. Ова вклучува нови хемиски мешавини за електродите и модифицирани електролити со цел да се заштитат од пожари и термички бегства.

Избор на литиумска батерија

Постојат повеќе карактеристики што треба да се земат предвид при изборот на литиумски батерии за складирање на морски литиумски батерии. Капацитетот е критична спецификација што треба да се земе предвид при изборот на батерија за складирање на морска енергија. Тој одредува колку енергија може да складира, а последователно и количината на работа што може да се произведе пред повторно полнење. Ова е фундаментален параметар за дизајн во погонските апликации каде што капацитетот ја диктира километражата или растојанието што бродот може да го помине. Во морски контекст, каде што просторот е често ограничен, важно е да се најде батерија со висока густина на енергија. Батериите со поголема густина на енергија се покомпактни и полесни, што е особено важно кај бродовите каде што просторот и тежината се од премиум значење.

Номиналните напонски и струјни вредности се исто така важни спецификации што треба да се земат предвид при избор на литиумски батерии за системи за складирање на енергија во море. Овие спецификации одредуваат колку брзо батеријата може да се полни и празни, што е важно за апликации каде што побарувачката за енергија може брзо да варира.

Важно е да изберете батерија што е специјално дизајнирана за морска употреба. Морските средини се сурови, со изложеност на солена вода, влажност и екстремни температури. Литиумските батерии за складирање што се дизајнирани за морска употреба обично имаат отпорност на водоотпорност и корозија, како и други карактеристики како што се отпорност на вибрации и отпорност на удари за да се обезбеди сигурно работење во предизвикувачки услови.

Безбедноста од пожар е исто така клучна. Во поморските апликации, просторот за складирање на батерии е ограничен и секое ширење на пожарот може да доведе до ослободување на токсичен испарување и скапи штети. Може да се преземат мерки за инсталација за да се ограничи ширењето. RoyPow, кинеска компанија за производство на литиум-јонски батерии, е еден пример каде што вградените микро апарати за гаснење гас се поставуваат во рамката на батеријата. Овие апарати за гаснење гас се активираат или со електричен сигнал или со согорување на термичката линија. Ова ќе активира генератор на аеросол кој хемиски ја разградува течноста за ладење преку редокс реакција и ја шири за брзо да го изгасне пожарот пред да се прошири. Овој метод е идеален за брзи интервенции, погоден за апликации во тесен простор како што се литиумските батерии за складирање во поморски објекти.

Безбедност и барања

Употребата на литиумски батерии за складирање за поморски апликации е во пораст, но безбедноста мора да биде врвен приоритет за да се обезбеди правилно дизајнирање и инсталација. Литиумските батерии се ранливи на термичко бегство и опасност од пожар доколку не се ракува правилно, особено во суровата морска средина со изложеност на солена вода и висока влажност. За да се решат овие проблеми, воспоставени се ISO стандарди и регулативи. Еден од овие стандарди е ISO/TS 23625, кој дава упатства за избор и инсталирање на литиумски батерии во поморски апликации. Овој стандард ги специфицира барањата за дизајн, инсталација, одржување и следење на батериите за да се обезбеди трајност и безбедно работење на батеријата. Дополнително, ISO 19848-1 дава упатства за тестирање и перформанси на батериите, вклучувајќи ги и литиумските батерии за складирање, во поморски апликации.

ISO 26262, исто така, игра значајна улога во функционалната безбедност на електричните и електронските системи во морските бродови, како и во другите возила. Овој стандард налага системот за управување со батерии (BMS) да биде дизајниран да обезбедува визуелни или звучни предупредувања до операторот кога батеријата е слаба, меѓу другите безбедносни барања. Иако придржувањето кон ISO стандардите е доброволно, усогласеноста со овие упатства ја промовира безбедноста, ефикасноста и долговечноста на системите за батерии.

Резиме

Литиумските батерии за складирање брзо се појавуваат како претпочитано решение за складирање енергија за поморски апликации поради нивната висока густина на енергија и продолжениот животен век под тешки услови. Овие батерии се разновидни и можат да се користат за низа поморски апликации, од напојување на електрични чамци до обезбедување резервна енергија за навигациски системи. Понатаму, континуираниот развој на нови системи за батерии го проширува опсегот на можни апликации за да вклучи истражување на длабоко море и други предизвикувачки средини. Се очекува усвојувањето на литиумски батерии за складирање во поморската индустрија да ги намали емисиите на стакленички гасови и да ја револуционизира логистиката и транспортот.