Больше батареи

Jun 13, 2023

ДЕЛИТЬСЯ

Когда я работал над историей о коммерческих судах с электрическим приводом, мое внимание привлек заголовок из журнала «Популярная механика»: «Батарея, которая наконец откроет путь к безмассовому хранению энергии».

Что же такое безмассовое хранилище энергии?

Оказывается, безмассовое хранилище энергии включает в себя то, что мы когда-то называли «батареей», в конструкцию транспортного средства, судна или самолета. Нет необходимости в отдельной батарее, отсюда и термин «безмассовый», поскольку накопление энергии не увеличивает вес.

Это было бы так, как если бы два на четыре были бы еще и батарейками.

В марте 2021 года ScienceDaily сообщила об исследовании, проведенном в Технологическом университете Чалмерса в Швеции, по технологии аккумуляторов, включающей отрицательный электрод из углеродного волокна и положительный электрод, изготовленный из алюминиевой фольги, покрытой литий-железо-фосфатом, разделенных тканью из стекловолокна, причем все эти элементы «пропитан конструкционным аккумуляторным электролитом для комбинирования механических и электрических функций».

Версия этой батареи 2021 года имеет плотность энергии 24 Втч/кг, что составляет лишь около 20% от неструктурных литий-ионных батарей. Но Лейф Асп, профессор Чалмерса и руководитель проекта структурной батареи, сказал, что дальнейшее развитие может достичь плотности энергии 75 Втч/кг при жесткости 75 ГПа. «Это сделает батарею такой же прочной, как алюминиевая, но со сравнительно меньшим весом», — сказал он.

Полезность структурной батареи очевидна. Спрос на суда с низким или нулевым уровнем выбросов постоянно растет, и лодки с аккумуляторным питанием являются очевидным выбором. Но поскольку сегодняшние аккумуляторы относительно громоздки и тяжелы, обеспечение достаточной их мощности для высокоскоростных и/или дальних поездок или для тяжелых пассажирских/грузовых перевозок стало проблемой как для лодок, так и для самолетов.

Но именно предназначение лодки определяет возможную конфигурацию мощности. Если вы путешествуете медленно только на короткие расстояния, например, на туристических лодках или паромах, одни только батареи могут работать хорошо. Так обстоит дело с двумя туристическими судами на 600 пассажиров, принадлежащими и управляемыми компаниейГорничная тумана , Ниагара-Фолс, Нью-Йорк Полностью электрические алюминиевые катамараны размером 90×33 фута начнут свой третий сезон следующей весной. Две лодки совершают регулярные 20-минутные экскурсии, а затем заряжают свои батареи с 60% до 80% за семь минут от двух массивных береговых электростанций, пока пассажиры выходят и садятся.

Во многих, если не в большинстве случаев, подключение к местной сети для такого рода всплеска сока было бы проблемой, но предприятия «Девы Тумана» расположены рядом с гидроэлектростанциями Ниагарского водопада, поэтому здесь достаточно стабильной, безуглеродной электроэнергии.

Две лодки, Джеймс В. Глинн и Никола Тесла, были спроектированыСлужбы данных о двигательных установках, Марблхед, Массачусетс, построенныйБургер Лодки , Манитовок, Висконсин, в 2019–2020 гг. Лодки были доставлены модульными секциями и собраны на станции технического обслуживания Maid of the Mists в Ниагарском водопаде. Блок питания и управления был разработан и поставлен компаниейABB Marine и порты . Основное оборудование включает в себя ручные соединения для зарядки аккумуляторов Cavotec с берега на судно, а каждое судно получает питание от пары аккумуляторов Cavotec.Системы силы копья литий-ионные аккумуляторные батареи общей мощностью 316 кВтч. Бортовых генераторов нет.

Лодки работают хорошо. «В Северной Америке нет электрической лодки такого размера», - сказал Кристофер Глинн, президент Maid of the Mist Corp. «Она очень тихая. Никакого шума двигателя, никакой вибрации, никаких выхлопных газов. Это действительно впечатляет».

Еще одним способом использования аккумуляторной энергии на лодках является дальнейшее снижение веса судна. Использование материалов из углеродного волокна для строительства судна значительно снижает вес, что позволяет конструкторам добавлять подводные крылья, которые частично или полностью поднимают все судно из воды во время движения. Лодки Кубка Америки достигают потрясающей скорости благодаря конструкции из углеродного волокна и подводным крыльям.