Aplicaciones en barcos

1 、 Principios técnicos y composición del sistema
La aplicación central de las baterías de almacenamiento de energía en los barcos radica en el almacenamiento y liberación de energía eléctrica a través de reacciones electroquímicas. Su composición del sistema incluye principalmente paquetes de baterías, sistemas de gestión de baterías (Bms), y dispositivos de propulsión eléctrica:

Paquete de batería: compuesto por múltiples celdas de batería conectadas en serie o paralelas para proporcionar la energía eléctrica requerida por el barco. Los tipos comunes incluyen litio-baterías iones (tales como baterías de fosfato de hierro de litio, baterías ternarias de litio), dirigir-baterías ácidas, etc. Entre ellas, litio-Las baterías de iones se han convertido en la opción principal debido a sus ventajas, como la alta densidad de energía y la larga vida útil del ciclo.
Sistema de gestión de baterías (Bms): Responsable de Real-Monitoreo del tiempo de parámetros como voltaje, temperatura y corriente de la batería, asegurando que la batería funcione dentro de un rango seguro y extendiendo la duración de la batería a través de la gestión equilibrada.
Dispositivo de propulsión eléctrica: convierte la energía eléctrica almacenada en la batería en energía mecánica para impulsar la rotación de la hélice del barco. Los motores de propulsión generalmente usan motores sincrónicos de imán permanentes o motores asincrónicos, que tienen las características de alta eficiencia y bajo ruido.
Además, para mejorar el rendimiento del sistema, los sistemas de almacenamiento de energía del barco a menudo utilizan tecnología de energía compuesta, como la conexión paralela de supercondensadores y baterías de litio. Los supercondensadores tienen características como la alta densidad de potencia y la carga y descarga rápida, lo que puede hacer frente efectivamente a la alta instantánea-demandas de energía como el inicio del barco-Up y aceleración, mientras que las baterías de litio son responsables de proporcionar potencia continua y estable.

2 、 Escenarios de aplicación y análisis de requisitos
De acuerdo con los diferentes tipos de barcos y requisitos denavegación, los escenarios de aplicación de las baterías de almacenamiento de energía se pueden subdividir en las siguientes categorías:

Buques del interior: principalmente que consisten en transbordadores interiores y barcos de pasajeros turísticos, con altos requisitos para cero emisiones y bajo ruido. El sistema de almacenamiento de energía puede reemplazar completamente los motores diesel tradicionales, lograr lanavegación eléctrica pura y satisfacer lasnecesidades de protección del medio ambiente urbano.
Buques en alta mar: comonaves de operación de puerto, barcos de pesca, etc., con rangos operativos relativamente fijos, pueden usar energía en tierra para cargar. La combinación de sistemas de almacenamiento de energía con energía en tierra puede optimizar la asignación de energía y reducir los costos operativos.
Los buques que van al océano requieren una densidad de energía extremadamente alta, estabilidad y confiabilidad de los sistemas de almacenamiento de energía para satisfacer las demandas de largo-término y largo-navegación a distancia. La investigación actual se centra en mejorar la densidad de energía de las baterías de litio y desarrollarnuevas tecnologías de almacenamiento de energía, como las celdas de combustible.
Buques especiales: incluyendo barcos de investigación,naves de ingeniería, etc. El sistema de almacenamiento de energía debe proporcionar energía estable para alto-Equipo de precisión y tiene la capacidad de hacer frente a condiciones complejas del mar.

3 、 Ventajas y desafíos
Ventajas:
Amigante ambiental: emisión cero o operación de baja emisión, reduciendo significativamente los gases de efecto invernadero y las emisiones de contaminantes.
Economía: reduzca los costos de consumo de combustible y mantenimiento, mejore la eficiencia operativa.
Mejora de la eficiencia energética: mediante la utilización de tecnologías de recuperación de energía, como la recuperación de energía del freno, la eficiencia de utilización de energía puede mejorarse aún más.
Flexibilidad operativa: el sistema de propulsión eléctrica tiene una velocidad de respuesta rápida, lo que hace que sea fácil lograr un control preciso.
Desafío:
Alto costo inicial: el costo de alto-Los paquetes de baterías de rendimiento y BMS son relativamente altos, lo que aumenta la inversión en la construcción de barcos.
Infraestructura de carga insuficiente: el diseño de las instalaciones de energía en tierra y las estaciones de carga aúnno es perfecta, lo que afecta la aplicación generalizada de los sistemas de almacenamiento de energía.
Cuello de botella técnico: la densidad de energía de la batería, la vida útil del ciclo y la seguridad aún deben mejorarse para cumplir con el largo-necesidades de distancia de los vasos oceánicos.
Falta de estándares y regulaciones: la falta denormas técnicas unificadas y regulaciones de seguridad para los sistemas de almacenamiento de energía de barcos dificulta el desarrollo industrial.