Напредак у технологији батерија за системе за складиштење енергије у мору

Предговор

Како се свет окреће ка зеленијим енергетским решењима, литијумске батерије су добиле све већу пажњу. Док су електрична возила у центру пажње више од деценије, потенцијал система за складиштење електричне енергије у поморским условима је био занемарен. Међутим, дошло је до пораста истраживања усмерених на оптимизацију коришћења литијумских батерија за складиштење и протокола пуњења за различите примене на бродовима. Литијум-јонске фосфатне батерије дубоког циклуса су у овом случају посебно атрактивне због своје високе густине енергије, добре хемијске стабилности и продуженог животног века под строгим захтевима бродских погонских система.

Како инсталација литијумских батерија за складиштење добија на замаху, тако се повећава и примена прописа за обезбеђивање безбедности. ISO/TS 23625 је један такав пропис који се фокусира на избор, инсталацију и безбедност батерија. Важно је напоменути да је безбедност од највеће важности када је у питању употреба литијумских батерија, посебно у погледу опасности од пожара.

Системи за складиштење енергије у мору

Системи за складиштење енергије у морској индустрији постају све популарније решење у поморској индустрији како се свет креће ка одрживијој и еколошки прихватљивијој будућности. Као што и само име сугерише, ови системи су дизајнирани за складиштење енергије у поморском окружењу и могу се користити у разне сврхе, од погона бродова и чамаца до обезбеђивања резервног напајања у случају нужде.

Најчешћи тип система за складиштење енергије у мору је литијум-јонска батерија, због своје високе густине енергије, поузданости и безбедности. Литијум-јонске батерије се такође могу прилагодити специфичним захтевима за напајање различитих морских примена.

Једна од кључних предности система за складиштење енергије у мору је њихова способност да замене дизел генераторе. Коришћењем литијум-јонских батерија, ови системи могу понудити поуздан и одржив извор енергије за разне примене. То укључује помоћно напајање, осветљење и друге електричне потребе на броду или пловилу. Поред ових примена, системи за складиштење енергије у мору могу се користити и за напајање електричних погонских система, што их чини одрживом алтернативом конвенционалним дизел моторима. Посебно су погодни за мање бродове који раде у релативно ограниченом подручју.

Генерално, системи за складиштење енергије у морској индустрији су кључна компонента преласка на одрживију и еколошки прихватљивију будућност у поморској индустрији.

Предности литијумских батерија

Једна од најочигледнијих предности коришћења литијумских батерија за складиштење енергије у поређењу са дизел генератором је недостатак емисије токсичних гасова и гасова стаклене баште. Ако се батерије пуне коришћењем чистих извора као што су соларни панели или ветротурбине, то може представљати 100% чисту енергију. Такође су јефтиније у погледу одржавања са мање компоненти. Производе много мање буке, што их чини идеалним за ситуације пристајања у близини стамбених или насељених подручја.

Литијумске батерије за складиштење нису једина врста батерија које се могу користити. У ствари, бродски батеријски системи могу се поделити на примарне батерије (које се не могу пунити) и секундарне батерије (које се могу континуирано пунити). Потоње су економски исплативије у дугорочној примени, чак и када се узме у обзир деградација капацитета. У почетку су коришћене оловно-киселинске батерије, а литијумске батерије за складиштење се сматрају новим батеријама. Међутим, истраживања су показала да оне пружају већу густину енергије и дужи век трајања, што значи да су погодније за примене на велике удаљености, као и за велика оптерећења и велике брзине.

Без обзира на ове предности, истраживачи нису показали никакве знаке самозадовољства. Током година, бројни дизајни и студије су се фокусирали на побољшање перформанси литијумских батерија за складиштење како би се унапредила њихова поморска примена. То укључује нове хемијске мешавине за електроде и модификоване електролите како би се заштитили од пожара и термалних прелива.

Избор литијумске батерије

Приликом избора литијумских батерија за складиштење енергије за бродски систем литијумских батерија треба узети у обзир више карактеристика. Капацитет је кључна спецификација коју треба узети у обзир при избору батерије за складиштење енергије за бродове. Он одређује колико енергије може да складишти, а самим тим и количину рада која се може произвести пре поновног пуњења. Ово је основни параметар дизајна у погонским применама где капацитет диктира километражу или удаљеност коју чамац може да пређе. У поморском контексту, где је простор често ограничен, важно је пронаћи батерију са високом густином енергије. Батерије веће густине енергије су компактније и лакше, што је посебно важно на чамцима где су простор и тежина ограничени.

Називни напон и струја су такође важне спецификације које треба узети у обзир при избору литијумских батерија за складиштење енергије за бродске системе за складиштење енергије. Ове спецификације одређују колико брзо батерија може да се пуни и празни, што је важно за примене где потребе за снагом могу брзо да варирају.

Важно је одабрати батерију која је посебно дизајнирана за употребу на мору. Морска окружења су сурова, изложена сланој води, влази и екстремним температурама. Литијумске батерије за складиштење које су дизајниране за употребу на мору обично имају отпорност на воду и корозију, као и друге карактеристике као што су отпорност на вибрације и ударце како би се осигурао поуздан рад у захтевним условима.

Заштита од пожара је такође кључна. У поморским применама, простор за складиштење батерија је ограничен и свако ширење пожара може довести до ослобађања токсичних испарења и скупе штете. Могу се предузети мере инсталације како би се ограничило ширење. RoyPow, кинеска компанија за производњу литијум-јонских батерија, један је пример где се уграђени микро апарати за гашење пожара постављају у оквир батеријског пакета. Ови апарати за гашење пожара се активирају или електричним сигналом или сагоревањем термалне линије. Ово ће активирати генератор аеросола који хемијски разлаже расхладну течност путем редокс реакције и шири је како би брзо угасио пожар пре него што се прошири. Ова метода је идеална за брзе интервенције, добро прилагођена применама у уском простору као што су литијумске батерије за складиштење у поморским условима.

Безбедност и захтеви

Употреба литијумских батерија за складиштење у поморским применама је у порасту, али безбедност мора бити главни приоритет како би се осигурао правилан дизајн и инсталација. Литијумске батерије су подложне термалном прегревању и опасности од пожара ако се њима не рукује правилно, посебно у суровом морском окружењу са изложеношћу сланој води и високом влажношћу. Да би се решили ови проблеми, успостављени су ISO стандарди и прописи. Један од ових стандарда је ISO/TS 23625, који пружа смернице за избор и инсталирање литијумских батерија у поморским применама. Овај стандард одређује захтеве за дизајн, инсталацију, одржавање и праћење батерија како би се осигурала издржљивост и безбедан рад батерије. Поред тога, ISO 19848-1 пружа смернице о тестирању и перформансама батерија, укључујући литијумске батерије за складиштење, у поморским применама.

ISO 26262 такође игра значајну улогу у функционалној безбедности електричних и електронских система унутар морских пловила, као и других возила. Овај стандард налаже да систем за управљање батеријама (BMS) мора бити пројектован тако да пружа визуелна или звучна упозорења оператеру када је батерија празна, између осталих безбедносних захтева. Иако је придржавање ISO стандарда добровољно, усклађеност са овим смерницама промовише безбедност, ефикасност и дуговечност батеријских система.

Резиме

Литијумске батерије за складиштење брзо се појављују као преферирано решење за складиштење енергије за поморске примене због своје високе густине енергије и продуженог века трајања у захтевним условима. Ове батерије су свестране и могу се користити за низ поморских примена, од напајања електричних чамаца до обезбеђивања резервног напајања за навигационе системе. Штавише, континуирани развој нових система батерија проширује опсег могућих примена, укључујући истраживање дубоког мора и друга изазовна окружења. Очекује се да ће усвајање литијумских батерија за складиштење у поморској индустрији смањити емисију гасова стаклене баште и револуционисати логистику и транспорт.