Благодаря существенному снижению цен на жизненный цикл литиевых лодочных батарей, перевооружение ваших лодок новейшими технологическими средствами электроснабжения стало доступнымВ последнее время получает все более широкое распространение оснащение лодок литиевыми батареями. Новые круизные лодки качественного ряда, такие как Arcona, еще при постройке оборудуются ими.
Гоночные лодки тоже не отстают в этом вопросе. Будь то лучшие яхты IMOCA 60 и Fast 40 или небольшие IRC-яхты, участвующие в морских гонках RORC.
Главными преимуществами такого внимания к литиевым батареям являются их небольшие размеры и вес, а также радикально увеличенное количество циклов заряда-разряда. Обычно лучшие литиевые батареи для лодок выдерживают в четыре-пять раз большее количество циклов по сравнению со свинцово-кислотными батареями с глубоким циклом.
Все вышеперечисленное – важные факторы в сокращении долгосрочных затрат. Однако важно понимать, что они окупятся не сразу, а в течение пяти-шести лет, когда срок службы обычных лодочных аккумуляторов также подойдет к концу.
Необходимо учесть, что литиевая лодочная батарея полностью не заменит кислотно-свинцовые батареи. Вам потребуется провести комплексное и унифицированное обновление систем управления лодочными батареями и регулирования всех источников заряда, дабы исключить возможность теплового разгона, создающего угрозу самоподдерживающегося пожара.
И все же экономическая выгода от установки литиевых батарей является не единственной мотивацией для владельцев лодок. Просто они больше подходят современным сложным яхтам с большим энергопотреблением.
Кроме того, литиевые батареи могут позволить, например, оставить кондиционер включенным в течение всей ночи без отключения генератора. А также перейти от газового приготовления пищи на индукционное или от бензинового на электрическое.
Дополнительным преимуществом этих преобразований является повышение безопасности, поскольку они устраняют потенциальные источники возгорания.
Хотя химический состав литиевой лодочной батареи более активен, чем в обычных батареях, и может создать тепловой разгон с последующим возникновением неконтролируемого пожара.
Конечно, такое развитие событий имеет очень малую степень вероятности. Но, всегда нужно знать об опасности и предпринимать необходимые упреждающие меры.
Безопасные системыПравильно спроектированная установка будет иметь три всеобъемлющие линии защиты от теплового разгона. В основу системы положено то, что отдельные элементы каждой батареи имеют электронику, которая поддерживает баланс заряда между соседними ячейками и запускает изоляцию ячейки в случае перегрева.
На следующем уровне каждый батарейный модуль также имеет более сложную встроенную систему управления батареями, которая также может отключать устройство. Теоретически, контроль уровня заряда аккумулятора и уровня заряда батареи является вспомогательным средством, к которому никогда не следует прибегать.
Каждый аккумуляторный модуль также взаимодействует с общей системой управления батареями лодки, которая является первой линией защиты. Эта всеобъемлющая система должна предупреждать пользователя, если он приближается к эксплуатационным пределам, и автоматически снижать скорость заряда или разряда, чтобы снизить нагрузку на аккумулятор. При необходимости она также изолирует определенные аккумуляторные модули.
Быстрая разрядка, как и быстрая зарядка, могут вызвать проблемы. Поэтому все элементы системы зарядки должны быть частью системы управления аккумулятором. Например, стандартные регуляторы генератора переменного тока рассчитаны на зарядку при 14,4 В (или 28,8 В для морских систем на 24 В), но литий-ионно-фосфатная батарея с номинальным напряжением 12 В достигает 12,8 В при полной зарядке — она состоит из четырех ячеек по 3,2 В вместо шести ячеек 2,2 В для стандартной свинцово-кислотной батареи. Таким образом, стандартный режим зарядки приведет к перезарядке литиевых блоков, что может привести к перегреву и потенциально сократить срок их службы.
Вот почему необходимо применять общесистемный подход, включающий управление питанием, зарядку и мониторинг. Все элементы с самого начала должны быть спроектированы так, чтобы быть совместимыми с литиевым накопителем энергии, и иметь размер, соответствующий каждой установке.
Учитывая важность соблюдения вышеперечисленных условий, а также тот факт, что стандарты установки и использования литий-ионных батарей на морских судах еще не разработаны, приобретать оборудование все же лучше у надежных поставщиков.
Хотя, в интернет-магазинах можно приобрести недорогие ячейки без торговой марки, которые не оснащены встроенными системами безопасности или управления.
Некоторые уточнения, касающиеся литиевых лодочных батарейЧтобы предотвратить повреждение аккумуляторов при хранении в полностью заряженном состоянии, многие производители допускают максимальный заряд не более 90%. Точно так же многие не допускают разряда ниже 10-20% от общей емкости, что частично отражает скорость саморазряда батареи при хранении, которая может достигать 3% в месяц. Поэтому на практике стоит рассчитывать на то, что можно использовать только 70% номинальной емкости литий-ионного аккумулятора.
Это, конечно, намного лучше, чем обычные свинцово-кислотные альтернативы, где в реальных условиях доступно только 30% от номинальной емкости, но не с таким большим запасом, как могут предложить некоторые поставщики литиевых лодочных батарей.
Что касается химического состава аккумуляторов, мы, скорее всего, увидим литий-ионно-фосфатные (LiFePO4) аккумуляторы — химический продукт, который был открыт в конце 1990-х годов и рекламировался для обслуживания или запуска аккумуляторов. Они отлично подходят для этой цели и, как правило, имеют хорошую цену.
Сейчас в автомобильной промышленности используются батареи с таким химическим составом: литий-никель-марганец-кобальт. Благодаря этому они лучше реагируют на высокие скорости заряда и разряда, что также делает их лучшим выбором для электрического движения на воде.
Поскольку только Torqeedo поставила более 100 000 электрических приводов для использования на море, включая огромное количество подвесных электрических двигателей, LiMNC-батареи составляют основную часть литиевых лодочных батарей, используемых на плаву. Хранение аккумуляторов LiMNC в полностью заряженном состоянии сокращает срок их службы, поэтому режимы зарядки должны это учитывать. Поскольку автомобильная промышленность продолжает снижать стоимость LiMNC-аккумуляторов, мы, вероятно, увидим более широкое использование этого химического состава в будущем.
Также важны температурные характеристики батарей. В то время как автомобильные аккумуляторы имеют системы нагрева и охлаждения (обычно работают от системы переменного тока автомобиля), чтобы поддерживать температуру ячеек в диапазоне 0–45° C, это не относится к другим типам аккумуляторов. Даже в умеренном климате температура в машинном отделении может легко достигать 60 ° C летом; в то время как низкие зимние температуры могут привести к тому, что аккумулятор не сможет запустить двигатель.
Скорость заряда и разрядаКаким бы ни был химический состав батареи, важно, чтобы он соответствовал режимам заряда и разряда. Если вам нужно быстро заряжать аккумуляторы от большого генератора переменного тока, они должны иметь высокую скорость приема заряда.
Точно так же при работе с большими нагрузками (например, кондиционер, работающий в ночное время) проверьте соответствие указанной скорости разряда батареи или превышение максимальной мощности, потребляемой вашей системой кондиционирования воздуха при запуске.
При обновлении существующей электрической установки не попадайтесь в ловушку замены подобного на подобное с точки зрения доступной мощности. Одним из преимуществ перехода на литиевые батареи для лодок является возможность работать с более широким спектром энергоемких приборов, поэтому подумайте о дополнительном оборудовании, которое вы, возможно, захотите добавить в следующие несколько лет: например, о кофемашинах, индукционных плитах, морозильниках, установках воды, компрессорах для дайвинга и т.д.
Более крупный аккумуляторный блок также позволяет лучше использовать гибкие способы зарядки аккумуляторов, например, при движении в штиль, что сокращает количество раз, когда главный двигатель или генераторная установка должны работать для зарядки аккумуляторов.
В прошлом году на выставке METS Кен Уиттамор, управляющий директор компании Triskel Marine, которая разработала сверхэффективную систему зарядки Integrel, рассказал аудитории, что 20 лет назад типичная круизная яхта потребляла около 1 кВт ч электроэнергии в день. Сегодня его Hallberg-Rassy 42, оснащенный электрическим кухонным оборудованием, водонагревателем и тендерным подвесным мотором, потребляет 5-6 кВтч в день.
Лодка аналогичного размера с кондиционером может удвоить эти цифры. Кондиционеры многокорпусных 50-60-футовых яхт могут потреблять 20-30 кВт ч в день. Для сравнения: средний дом в Северной Европе потребляет в среднем около 10–12 кВтч в день.
Доказательством эффективности и разнообразия доступных сейчас систем зарядки является то, что такое большое потребление энергии часто может быть достигнуто без использования генератора. Это, в свою очередь, делает круизные яхты более устойчивыми с точки зрения надежности и их способности дольше оставаться самодостаточными без необходимости дозаправки.
Заглядывая впередВ последние годы производители старались увеличить плотность энергии и, соответственно, емкость батарей, без увеличения их размеров и стоимости.
Вице-президент по управлению программами Torqeedo Томас Видеманн, учитывая трудности внедрения новейших литиевых технологий, прогнозирует, что краткосрочные выгоды в течение следующих двух-четырех лет могут быть достигнуты за счет оптимизации способа зарядки литиевых лодочных батарей, включая более эффективные и экономичные формы зарядки в процессе работы. Солнечная энергия, например, продолжает падать в цене, в то время как более широкий круг компаний теперь предлагает панели нестандартных размеров и форм, которые можно адаптировать к доступному пространству палубы или крыши кабины.
Заглядывая в будущее, можно сказать, что автомобильная промышленность прилагает огромные усилия для увеличения общего срока службы аккумуляторов. На сегодняшний день производители автомобилей обычно дают гарантию на аккумуляторы своих электромобилей на 200 000 км (125 000 миль) или восемь лет. Однако недавний отчет журнала Economist показал, что уже есть три компании — одна в Китае и две в Северной Америке, планирующие выпустить серийную батарею, которой хватит на один миллион миль. Это показатель, необходимый для автобусов и грузовиков с электроприводом, но такая технология также может стать незаменимой для яхт, и прослужить столько же, сколько и само судно.
Свинцово-кислотные аккумуляторы еще не сдают в утильСвинцово-кислотные батареи еще рано сбрасывать со счетов. Эта технология также развивается в последние годы, так как есть еще много лодок, для которых такие батареи подходят. Кроме того, они помогают избежать гуманитарно-экологических проблем, связанных с добычей кобальта. И их переработка довольно проста и экономична, в отличие от переработки литий-ионных батарей.
Источник
Гостей: 526
Скрытых: 0
Пользователей: 0
April Fools