Литий-ионные аккумуляторы — это революционная технология, которая значительно изменила целый ряд отраслей промышленности, включая потребительскую электронику, энергетику, нефтегазовую промышленность и транспорт, включая морское судоходство.
Электрические и гибридные суда с накоплением энергии в больших литийионных батареях могут способствовать снижению как расхода топлива, так и выбросов в окружающую среду. Внедрение батарей также могут привести к снижению техническое обслуживание и повышения быстродействия, , отказоустойчивости и безопасности судов в критических ситуациях.
Общая система аккумуляторных батарей, используемая в качестве основы, представлена на блок-схеме на рис 1.
Ячейка — является наименьшей электрохимической единицей.
Модуль — сборка ячеек, включающая некоторый уровень электронного управления и/или мониторинга.
Блок — наименьший блок с тем же напряжением, что и системный уровень.
Аккумуляторная система — одна или несколько аккумуляторных батарей, включающих все необходимые системы по назначению;
Система управления батареями (BMS) — собирательная терминология, включающая функции управления, мониторинга и защиты аккумуляторной системы.
BMS должна контролировать напряжение системы, уровень заряда (SOC), состояние работоспособности (SOH) и температуру. Кроме того, BMS отвечает за обеспечение надлежащего баланса напряжения между ячейками в системе. Это в первую очередь требует компенсации индивидуальных скоростей саморазряда между ячейки путем слива ячеек с наименьшей скоростью саморазряда через резистор.
Батареи могут быть встроены в энергетическую систему для приведения в движение, как показано на рис. 2. В этом случае аккумулятор будет обеспечивать питание больших гребных двигателей. Судно может работать исключительно на батареях, исключительно на генераторных установках или в параллельной работе, используя как батареи, так и генераторы.
Кроме того, батареи могут быть источником энергии для двигателя, сглаживая колебания нагрузки на генераторные установки. Благодаря внедрению такой гибридной аккумуляторной системы уровень шума и вибрации на судне может быть снижен. Эта топология также может облегчить использование режима нулевого выброса при входе в гавань при условии, что аккумуляторная система обладает необходимой энергией и мощностью.
На рис. 3 показана система электроснабжения судна, работающего исключительно на батареях. Для этой опции аккумуляторы будут заряжаться через преобразователь переменного / постоянного тока, который может быть расположен либо на судне, либо на берегу. Затем требуется зарядка по требованию от внешнего источника электропитания.
Основное преимущество для работы именно аккумуляторных СЭЭС, как было сказано ранее, это прежде всего экологическая составляющая— освобождение от большого количества выбросов газов на портовых территориях. Что является важным вопросом, для портов находящихся в особых зонах, а также портовых городов, таких как Санкт-Петербург.