科普
锂电池
锂电池是一种可充电电池,在充放电过程中,锂离子在正极、负极之间往返嵌入和脱嵌。这就像一把摇椅,锂离子就在摇椅两端也就是电池的两端来回运动,人们把这种电化学储能形象地称为“摇椅式电池”(Rocking-chair Cell)。目前广泛应用的锂电池为磷酸铁锂电池和三元聚合物锂电池。
电动船
电动船是以锂电池作为船舶主电源或推进动力的船舶。实际应用也需“摇椅式”充电、放电。
电动船的主要特点是零排放、低噪声、高能效、高舒适性,同时也存在航程受限于电池容量、初期投资较高、对港口配套设施依赖度高等局限性。
电动船的类型:
锂电池组在船舶上的装配方式主要有以下两种类型:
一种是安装在船舶固定的电池舱中,在电池电量耗尽前在码头充电站进行充电,又称“固定充电式”;
另一种则是集成在标准集装箱里,船舶可以在码头充电或直接更换集装箱电池单元实现“船舶换电”,又称“移动式换电”。
“移动式换电”的核心设备是“集装箱式移动电源”,指采用标准集装箱作为电池安装平台的蓄电池电源系统,用作纯电池动力船、混合动力船的动力源。
“移动式换电” 动船的应用情况
“阿尔芬纳”号
2021年9月6日,荷兰首艘使用可更换的集装箱式电池组进行推进的内河船“阿尔芬纳”号(Alphenaar)完成首航。采用了瓦锡兰公司开发的集装箱式电池组ZESpack(20英尺标准集装箱)来提供电力。每组电池支持运行时间约2至4个小时,航行40至60英里左右,总功率达到2MWh。
“马士基·开普敦”轮
4500TEU“马士基?开普敦”轮上安装了一种600kWh集装箱式船舶电池储能系统。该系统由马士基与丹麦的三叉戟海事系统公司(Trident Maritime Systems)合作研发。采用40英尺集装箱,能够在电力负荷快速变化期间提供冗余电源,提高船舶发电机的效率。
ABB——集装箱式储能系统
ABB公司所推出的20英尺的集装箱式储能系统(ESS)将蓄电池、变频器、变压器、控制器、冷却和辅助设备都预组装在独立单元中,能够为储能系统的升级提供便捷性“即插即用”。ABBAbility? 船舶远程诊断系统能够对其集装箱式储能系统进行监测、诊断并记录数据,通过连续性的监测来实现预防性维护和快捷系统控制。
荷兰造船商达门造船集团——多用途电池集装箱Skoonbox
该20英尺集装箱电池Skoonbox由荷兰绿色能源供应商Skoon Energy提供,最初在2018年世界港口日(World Port Days)期间被推出,箱内装有314节锂电池,可以提供638KWh的可再生能源,已在阿姆斯特丹港地区驳船得到应用。
64TEU内河集装箱
2021年国内首艘纯电池动力集装箱船在江苏开工建造,内河64TEU纯电池动力示范船总长65米、载重量超千吨,搭载总电量超过6.55MWh的磷酸铁锂动力电池系统,并支持在固定码头换电。
“江远百合”号
全国首艘120标箱纯电池集装箱船“江远百合”号于2022年10月完工,采用以20英尺标准集装箱的高度集成、大容量、可移动的通用模块化电源系统,航速17km/h,续航力可达220km。采用4小时一班的穿巴运营模式,通过换电站换电的模式实现集装箱船的续航及零排放。
120TEU混动河海直达集装箱船
用于内河三级航道码头与沿海港口之间的专线直达运输于2022年开工建造,全船可配装4个箱式电源,整船容量可达3.9MWh,预计将取得Hybrid、绿色船舶-2等附加标志。
700TEU纯电动集装箱船
用于长江干线武汉至上海洋山的2艘700TEU纯电动集装箱船于2022年开工建造,全船可配装36个箱式电源,整船锂电池容量可达50MWh,航程可达400余公里。预计将取得Battery(Power)、绿色船舶-3等附加标志。
未完待续。
供稿人:江苏审图中心 邓志超
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