Deniz enerjisi depolama sistemleri için pil teknolojisindeki gelişmeler

Önsöz

Dünya daha yeşil enerji çözümlerine yönelirken, lityum piller giderek daha fazla ilgi görüyor. Elektrikli araçlar on yılı aşkın süredir ilgi odağı olsa da, deniz ortamlarındaki elektrik enerjisi depolama sistemlerinin potansiyeli göz ardı edildi. Ancak, farklı tekne uygulamaları için depolama lityum pillerinin kullanımını ve şarj protokollerini optimize etmeye odaklanan araştırmalarda bir artış oldu. Bu durumda lityum iyon fosfat derin deşarjlı piller, yüksek enerji yoğunlukları, iyi kimyasal kararlılıkları ve deniz tahrik sistemlerinin zorlu gereklilikleri altında uzun çevrim ömürleri nedeniyle özellikle ilgi çekicidir.

Lityum depolama pillerinin kurulumu ivme kazandıkça, güvenliği sağlamaya yönelik düzenlemelerin uygulanması da hız kazanıyor. ISO/TS 23625, pil seçimi, kurulumu ve güvenliğine odaklanan bu düzenlemelerden biridir. Lityum pillerin kullanımında, özellikle yangın tehlikeleri açısından güvenliğin çok önemli olduğunu unutmamak önemlidir.

Deniz enerjisi depolama sistemleri

Dünya daha sürdürülebilir ve çevre dostu bir geleceğe doğru ilerlerken, deniz enerjisi depolama sistemleri denizcilik sektöründe giderek daha popüler bir çözüm haline geliyor. Adından da anlaşılacağı gibi, bu sistemler deniz ortamında enerji depolamak üzere tasarlanmıştır ve gemi ve tekneleri hareket ettirmekten acil durumlarda yedek güç sağlamaya kadar çeşitli amaçlar için kullanılabilir.

Deniz enerjisi depolama sistemlerinin en yaygın türü, yüksek enerji yoğunluğu, güvenilirliği ve emniyeti nedeniyle lityum iyon pillerdir. Lityum iyon piller ayrıca farklı deniz uygulamalarının özel güç gereksinimlerini karşılayacak şekilde de uyarlanabilir.

Deniz enerjisi depolama sistemlerinin temel avantajlarından biri, dizel jeneratörlerin yerini alabilmeleridir. Lityum iyon piller kullanan bu sistemler, çeşitli uygulamalar için güvenilir ve sürdürülebilir bir güç kaynağı sunabilir. Bu uygulamalara, bir gemi veya teknedeki yardımcı güç, aydınlatma ve diğer elektrik ihtiyaçları dahildir. Bu uygulamalara ek olarak, deniz enerjisi depolama sistemleri elektrikli tahrik sistemlerine güç sağlamak için de kullanılabilir ve bu da onları geleneksel dizel motorlara uygun bir alternatif haline getirir. Nispeten sınırlı bir alanda faaliyet gösteren küçük gemiler için özellikle uygundurlar.

Genel olarak deniz enerjisi depolama sistemleri, denizcilik sektöründe daha sürdürülebilir ve çevre dostu bir geleceğe geçişin önemli bir bileşenidir.

Lityum pillerin avantajları

Lityum depolama pillerinin dizel jeneratörlere kıyasla en belirgin avantajlarından biri, toksik ve sera gazı emisyonlarının olmamasıdır. Piller güneş panelleri veya rüzgar türbinleri gibi temiz kaynaklar kullanılarak şarj edilirse, %100 temiz enerji elde edilebilir. Ayrıca, daha az bileşene sahip oldukları için bakım maliyetleri de daha düşüktür. Çok daha az gürültü ürettikleri için yerleşim veya yerleşim alanlarına yakın yerlerdeki yanaşma durumları için idealdirler.

Depolama lityum piller, kullanılabilecek tek pil türü değildir. Aslında, deniz akü sistemleri birincil (şarj edilemeyen) ve ikincil (sürekli şarj edilebilen) olmak üzere ikiye ayrılabilir. İkincil piller, kapasite düşüşü göz önüne alındığında bile, uzun vadeli bir uygulamada ekonomik olarak daha avantajlıdır. Başlangıçta kurşun-asit piller kullanılmış olup, depolama lityum piller yeni ortaya çıkan piller olarak kabul edilir. Ancak araştırmalar, daha yüksek enerji yoğunlukları ve daha uzun ömür sağladıklarını, yani uzun menzilli uygulamalar, yüksek yük ve yüksek hız talepleri için daha uygun olduklarını göstermiştir.

Bu avantajlara rağmen, araştırmacılar hiçbir rehavete kapılmadılar. Yıllar boyunca, çok sayıda tasarım ve çalışma, depolama lityum pillerinin performansını artırarak deniz uygulamalarını iyileştirmeye odaklandı. Bu, elektrotlar için yeni kimyasal karışımlar ve yangınlara ve termal kaçaklara karşı koruma sağlayan modifiye elektrolitler de dahil.

Lityum pil seçimi

Deniz depolama lityum akü sistemi için depolama lityum aküleri seçerken dikkate alınması gereken birçok özellik vardır. Kapasite, deniz enerjisi depolaması için akü seçerken dikkate alınması gereken kritik bir özelliktir. Ne kadar enerji depolayabileceğini ve dolayısıyla şarj edilmeden önce üretilebilecek iş miktarını belirler. Bu, kapasitenin teknenin kat edebileceği mesafeyi veya kilometreyi belirlediği tahrik uygulamalarında temel bir tasarım parametresidir. Alanın genellikle sınırlı olduğu denizcilik koşullarında, yüksek enerji yoğunluğuna sahip bir akü bulmak önemlidir. Daha yüksek enerji yoğunluklu aküler daha kompakt ve hafiftir; bu da özellikle alan ve ağırlığın önemli olduğu teknelerde önemlidir.

Deniz enerjisi depolama sistemleri için lityum depolama pilleri seçerken voltaj ve akım değerleri de dikkate alınması gereken önemli özelliklerdir. Bu özellikler, pilin ne kadar hızlı şarj ve deşarj olabileceğini belirler ve bu da güç taleplerinin hızla değişebileceği uygulamalar için önemlidir.

Denizcilikte kullanım için özel olarak tasarlanmış bir akü seçmek önemlidir. Deniz ortamları, tuzlu suya, neme ve aşırı sıcaklıklara maruz kaldığı için zorludur. Denizcilikte kullanım için tasarlanmış lityum depolama aküleri, genellikle su geçirmezlik ve korozyon direncinin yanı sıra, zorlu koşullarda güvenilir performans sağlamak için titreşim ve darbe direnci gibi diğer özelliklere de sahiptir.

Yangın güvenliği de çok önemlidir. Denizcilik uygulamalarında, pil depolama için sınırlı alan vardır ve herhangi bir yangın yayılması, zehirli duman salınımlarına ve maliyetli hasarlara yol açabilir. Yayılmayı sınırlamak için kurulum önlemleri alınabilir. Çinli bir lityum iyon pil üretim şirketi olan RoyPow, pil takımı çerçevesine yerleşik mikro söndürücülerin yerleştirildiği bir örnektir. Bu söndürücüler, elektrik sinyali veya termal hattın yakılmasıyla etkinleştirilir. Bu, soğutma sıvısını bir redoks reaksiyonu yoluyla kimyasal olarak ayrıştıran ve yangın yayılmadan önce hızla söndürmek için yayan bir aerosol jeneratörünü etkinleştirir. Bu yöntem, hızlı müdahaleler için idealdir ve deniz depolama lityum pilleri gibi dar alan uygulamaları için çok uygundur.

Güvenlik ve gereksinimler

Denizcilik uygulamalarında depolama lityum pillerinin kullanımı giderek artmaktadır, ancak doğru tasarım ve kurulumu sağlamak için güvenlik en önemli öncelik olmalıdır. Lityum piller, özellikle tuzlu suya maruz kalma ve yüksek nem gibi zorlu deniz koşullarında doğru şekilde kullanılmadıklarında ısıl kaçak ve yangın tehlikelerine karşı hassastır. Bu endişeleri gidermek için ISO standartları ve yönetmelikleri oluşturulmuştur. Bu standartlardan biri, denizcilik uygulamalarında lityum pillerin seçimi ve kurulumu için yönergeler sağlayan ISO/TS 23625'tir. Bu standart, pilin dayanıklılığını ve güvenli çalışmasını sağlamak için pil tasarımını, kurulumunu, bakımını ve izleme gereksinimlerini belirtir. Ayrıca, ISO 19848-1, depolama lityum piller de dahil olmak üzere pillerin deniz uygulamalarında test edilmesi ve performansı hakkında rehberlik sağlar.

ISO 26262, deniz taşıtları ve diğer araçlardaki elektrik ve elektronik sistemlerin işlevsel güvenliğinde de önemli bir rol oynar. Bu standart, akü yönetim sisteminin (BMS), diğer güvenlik gerekliliklerinin yanı sıra, akü gücü azaldığında operatöre görsel veya sesli uyarılar sağlayacak şekilde tasarlanmasını zorunlu kılar. ISO standartlarına uyum gönüllülük esasına dayanmakla birlikte, bu yönergelere uyum akü sistemlerinin güvenliğini, verimliliğini ve uzun ömürlülüğünü artırır.

Özet

Lityum depolama pilleri, yüksek enerji yoğunlukları ve zorlu koşullar altında uzun ömürleri sayesinde denizcilik uygulamaları için hızla tercih edilen bir enerji depolama çözümü haline geliyor. Bu piller çok yönlüdür ve elektrikli teknelere güç sağlamaktan navigasyon sistemleri için yedek güç sağlamaya kadar çeşitli denizcilik uygulamalarında kullanılabilir. Ayrıca, yeni pil sistemlerinin sürekli geliştirilmesi, olası uygulama yelpazesini derin deniz keşifleri ve diğer zorlu ortamları da içerecek şekilde genişletmektedir. Lityum depolama pillerinin denizcilik sektöründe benimsenmesinin sera gazı emisyonlarını azaltması ve lojistik ve taşımacılıkta devrim yaratması beklenmektedir.