Пешрафтҳо дар технологияи батарея барои системаҳои нигоҳдории энергияи баҳрӣ

Муқаддима

Ҳангоме ки ҷаҳон ба самти ҳалли энергияи сабзтар ҳаракат мекунад, батареяҳои литий таваҷҷӯҳи бештарро ба худ ҷалб кардаанд. Дар ҳоле ки мошинҳои барқӣ беш аз даҳ сол дар маркази таваҷҷӯҳ қарор доштанд, потенсиали системаҳои нигоҳдории энергияи барқ дар муҳити баҳрӣ нодида гирифта шудааст. Бо вуҷуди ин, дар таҳқиқоте, ки ба беҳтар кардани истифодаи батареяҳои литийи нигоҳдорӣ ва протоколҳои пуркунии онҳо барои барномаҳои гуногуни қаиқҳо нигаронида шудаанд, афзоиши назаррас ба назар мерасад. Батареяҳои сикли амиқ ва литий-ионии фосфат дар ин ҳолат бо сабаби зичии баланди энергия, устувории хуби кимиёвӣ ва мӯҳлати тӯлонии давраи корӣ дар шароити талаботи қатъии системаҳои ҳаракатдиҳии баҳрӣ махсусан ҷолибанд.

Бо афзоиши суръати насби батареяҳои литийи нигоҳдорӣ, татбиқи қоидаҳо барои таъмини бехатарӣ низ афзоиш меёбад. ISO/TS 23625 яке аз чунин қоидаҳоест, ки ба интихоб, насб ва бехатарии батареяҳо тамаркуз мекунад. Қайд кардан муҳим аст, ки бехатарӣ ҳангоми истифодаи батареяҳои литий, бахусус дар робита бо хатарҳои сӯхтор, хеле муҳим аст.

Системаҳои нигоҳдории энергияи баҳрӣ

Системаҳои нигоҳдории энергияи баҳрӣ бо ҳаракати ҷаҳон ба сӯи ояндаи устувортар ва аз ҷиҳати экологӣ тоза дар саноати баҳрӣ ба як роҳи ҳалли маъруфияти бештар табдил меёбанд. Тавре ки аз номаш бармеояд, ин системаҳо барои нигоҳдории энергия дар муҳити баҳрӣ тарҳрезӣ шудаанд ва метавонанд барои мақсадҳои гуногун, аз ҳаракат додани киштиҳо ва қаиқҳо то таъмини нерӯи эҳтиётӣ дар ҳолати фавқулодда, истифода шаванд.

Навъи маъмултарини системаи нигоҳдории энергияи баҳрӣ батареяи литий-ион аст, ки ин аз сабаби зичии баланди энергия, эътимоднокӣ ва бехатарии он мебошад. Батареяҳои литий-ион инчунин метавонанд барои қонеъ кардани талаботи мушаххаси қувваи истифодаҳои гуногуни баҳрӣ мутобиқ карда шаванд.

Яке аз бартариҳои асосии системаҳои нигоҳдории энергияи баҳрӣ қобилияти онҳо барои иваз кардани генераторҳои дизелӣ мебошад. Бо истифода аз батареяҳои литий-ион, ин системаҳо метавонанд манбаи боэътимод ва устувори энергияро барои як қатор барномаҳо пешниҳод кунанд. Ин нерӯи ёрирасон, равшанӣ ва дигар ниёзҳои барқиро дар киштӣ ё киштӣ дар бар мегирад. Илова бар ин барномаҳо, системаҳои нигоҳдории энергияи баҳрӣ инчунин метавонанд барои таъмини системаҳои ҳаракатдиҳии барқӣ истифода шаванд, ки онҳоро алтернативаи қобили қабул ба муҳаррикҳои анъанавии дизелӣ мегардонад. Онҳо махсусан барои киштиҳои хурдтаре, ки дар минтақаи нисбатан маҳдуд фаъолият мекунанд, мувофиқанд.

Умуман, системаҳои нигоҳдории энергияи баҳрӣ ҷузъи калидии гузариш ба ояндаи устувортар ва аз ҷиҳати экологӣ тоза дар саноати баҳрӣ мебошанд.

Афзалиятҳои батареяҳои литий

Яке аз бартариҳои намоёни истифодаи батареяҳои литийи нигоҳдорӣ дар муқоиса бо генераторҳои дизелӣ набудани партовҳои заҳролуд ва газҳои гулхонаӣ мебошад. Агар батареяҳо бо истифода аз манбаъҳои тоза, ба монанди панелҳои офтобӣ ё турбинаҳои бодӣ пур карда шаванд, он метавонад 100% энергияи тозаро ташкил диҳад. Онҳо инчунин аз ҷиҳати нигоҳдорӣ бо ҷузъҳои камтар арзонтаранд. Онҳо садои хеле камтар ба вуҷуд меоранд, ки онҳоро барои васлкунӣ дар наздикии маҳалҳои истиқоматӣ ё аҳолинишин беҳтарин мегардонад.

Батареяҳои литий-нигоҳдорӣ ягона намуди батареяҳое нестанд, ки истифода бурдан мумкин аст. Дар асл, системаҳои батареяҳои баҳриро метавон ба батареяҳои аввалия (ки онҳоро пур кардан мумкин нест) ва батареяҳои дуюмдараҷа (ки онҳоро пайваста пур кардан мумкин аст) тақсим кард. Дуюмӣ дар истифодаи дарозмуддат аз ҷиҳати иқтисодӣ муфидтар аст, ҳатто ҳангоми баррасии коҳиши иқтидор. Дар аввал батареяҳои сурб-кислота истифода мешуданд ва батареяҳои литий-нигоҳдорӣ батареяҳои нав пайдошуда ҳисобида мешаванд. Аммо, таҳқиқот нишон доданд, ки онҳо зичии баландтари энергия ва мӯҳлати дарозтарро таъмин мекунанд, яъне онҳо барои барномаҳои дарозмуддат ва талаботи баланд ва суръати баланд мувофиқтаранд.

Новобаста аз ин бартариҳо, муҳаққиқон ягон нишонаи қаноатмандӣ нишон надодаанд. Дар тӯли солҳо, тарҳҳо ва таҳқиқоти сершумор ба беҳтар кардани кори батареяҳои литийи нигоҳдорӣ барои беҳтар кардани истифодаи онҳо дар баҳр нигаронида шудаанд. Ин омехтаҳои нави кимиёвӣ барои электродҳо ва электролитҳои тағйирёфтаро дар бар мегирад, то аз сӯхтор ва резиши гармӣ муҳофизат кунанд.

Интихоби батареяи литий

Ҳангоми интихоби батареяҳои литийи нигоҳдорӣ барои системаи батареяҳои литийи нигоҳдории баҳрӣ хусусиятҳои зиёдеро бояд ба назар гирифт. Иқтидор як хусусияти муҳимест, ки ҳангоми интихоби батарея барои нигоҳдории энергияи баҳрӣ бояд ба назар гирифта шавад. Он муайян мекунад, ки он чӣ қадар энергияро нигоҳ дошта метавонад ва баъдан миқдори кореро, ки пеш аз пур кардани он истеҳсол кардан мумкин аст, муайян мекунад. Ин як параметри асосии тарроҳӣ дар барномаҳои ҳаракатдиҳанда мебошад, ки дар он иқтидор масофа ё масофаи тайкардаи қаиқро муайян мекунад. Дар шароити баҳрӣ, ки фазо аксар вақт маҳдуд аст, ёфтани батарея бо зичии баланди энергия муҳим аст. Батареяҳои зичии баланди энергия фишурдатар ва сабуктаранд, ки ин махсусан дар қаиқҳое, ки фазо ва вазн хеле баланд аст, муҳим аст.

Нишондиҳандаҳои шиддат ва ҷараён инчунин хусусиятҳои муҳиме мебошанд, ки ҳангоми интихоби батареяҳои литийи нигоҳдорӣ барои системаҳои нигоҳдории энергияи баҳрӣ бояд ба назар гирифта шаванд. Ин хусусиятҳо муайян мекунанд, ки батарея то чӣ андоза зуд пур мешавад ва холӣ мешавад, ки ин барои барномаҳое муҳим аст, ки дар онҳо талабот ба нерӯи барқ метавонад зуд тағйир ёбад.

Интихоби батареяе, ки махсус барои истифодаи баҳрӣ тарҳрезӣ шудааст, муҳим аст. Муҳити баҳрӣ сахт буда, ба оби шӯр, намӣ ва ҳарорати шадид дучор мешавад. Батареяҳои литийи нигоҳдорӣ, ки барои истифодаи баҳрӣ тарҳрезӣ шудаанд, одатан дорои муқовимат ба обногузарӣ ва зангзанӣ, инчунин дигар хусусиятҳо, ба монанди муқовимат ба ларзиш ва муқовимат ба зарба мебошанд, то кори боэътимодро дар шароити душвор таъмин кунанд.

Бехатарии сӯхтор низ муҳим аст. Дар истифодаҳои баҳрӣ, фазои маҳдуд барои нигоҳдории батарея мавҷуд аст ва ҳар гуна паҳншавии сӯхтор метавонад боиси ихроҷи дуди заҳролуд ва хисороти гарон гардад. Барои маҳдуд кардани паҳншавӣ чораҳои насбкунӣ андешида мешаванд. RoyPow, як ширкати истеҳсоли батареяҳои литий-ионии чинӣ, як мисолест, ки дар он оташхомӯшкунакҳои хурди дарунсохт дар чаҳорчӯбаи батарея ҷойгир карда мешаванд. Ин оташхомӯшкунакҳо тавассути сигнали барқӣ ё бо сӯзондани хатти гармӣ фаъол мешаванд. Ин генератори аэрозолро фаъол мекунад, ки моеъи хунуккунандаро тавассути реаксияи оксиду барқароршавӣ ба таври кимиёвӣ таҷзия мекунад ва онро паҳн мекунад, то оташро зуд пеш аз паҳн шуданаш хомӯш кунад. Ин усул барои мудохилаҳои зуд беҳтарин аст ва барои истифода дар фазои танг, ба монанди батареяҳои литийи нигоҳдории баҳрӣ, хеле мувофиқ аст.

Бехатарӣ ва талабот

Истифодаи батареяҳои литийи нигоҳдорӣ барои истифода дар баҳр рӯ ба афзоиш аст, аммо бехатарӣ бояд барои таъмини тарҳрезӣ ва насби дуруст афзалияти аввалиндараҷа бошад. Батареяҳои литий, агар дуруст истифода нашаванд, ба хатарҳои гармӣ ва сӯхтор осебпазиранд, хусусан дар муҳити сахти баҳрӣ бо таъсири оби шӯр ва намии баланд. Барои ҳалли ин нигарониҳо, стандартҳо ва қоидаҳои ISO таъсис дода шудаанд. Яке аз ин стандартҳо ISO/TS 23625 мебошад, ки дастурҳоро оид ба интихоб ва насби батареяҳои литий дар истифода дар баҳрӣ пешниҳод мекунад. Ин стандарт талаботҳои тарроҳӣ, насб, нигоҳдорӣ ва мониторинги батареяро барои таъмини устуворӣ ва кори бехатари батарея муайян мекунад. Илова бар ин, ISO 19848-1 роҳнамо оид ба санҷиш ва кори батареяҳо, аз ҷумла батареяҳои литийи нигоҳдорӣ, дар истифода дар баҳрӣ пешниҳод мекунад.

ISO 26262 инчунин дар бехатарии функсионалии системаҳои барқӣ ва электронӣ дар дохили киштиҳои баҳрӣ, инчунин дигар воситаҳои нақлиёт нақши муҳим мебозад. Ин стандарт талаб мекунад, ки системаи идоракунии батарея (BMS) бояд тарҳрезӣ шавад, то ба оператор ҳангоми кам будани қувваи батарея, дар баробари дигар талаботҳои бехатарӣ, огоҳиҳои визуалӣ ё садоӣ диҳад. Гарчанде ки риояи стандартҳои ISO ихтиёрӣ аст, риояи ин дастурҳо бехатарӣ, самаранокӣ ва дарозумрии системаҳои батареяро таъмин мекунад.

Хулоса

Батареяҳои литийи нигоҳдорӣ бо сабаби зичии баланди энергия ва мӯҳлати тӯлонии онҳо дар шароити душвор босуръат ҳамчун як роҳи ҳалли афзалиятноки нигоҳдории энергия барои барномаҳои баҳрӣ пайдо мешаванд. Ин батареяҳо гуногунҷабҳаанд ва метавонанд барои як қатор барномаҳои баҳрӣ, аз таъмини қувваи қаиқҳои барқӣ то таъмини нерӯи эҳтиётӣ барои системаҳои навигатсионӣ, истифода шаванд. Ғайр аз ин, рушди пайвастаи системаҳои нави батареяҳо доираи барномаҳои имконпазирро васеъ мекунад, ки омӯзиши амиқи баҳр ва дигар муҳитҳои душворро дар бар мегирад. Интизор меравад, ки қабули батареяҳои литийи нигоҳдорӣ дар саноати баҳрӣ партовҳои газҳои гулхонаиро кам кунад ва логистика ва нақлиётро инқилоб кунад.