Подводная электрификация: подводная энергетика развивается

Фото предоставлено SEAmagine Hydrospace Corporation

По мере развития потребностей в подводной энергетике должны развиваться батареи, обеспечивающие питание.

Операторы автономных подводных транспортных средств (AUV) нуждаются в более длительных пробегах, более глубоких погружениях и более легких батареях, что приводит к более легким единицам в воде. Для команд с дистанционным управлением (ROV) требуются электрические манипуляторы, высоковольтные и мощные аккумуляторы и легкие аккумуляторы.
Желания для пилотируемых подводных аппаратов (MUV) включают безопасные операции, более глубокие погружения, более длительное время наблюдения и более легкие единицы. Нефтяная и газовая промышленность в целом нуждаются в электронном управлении, электроприводах, обратной связи для мониторинга точности и состояния, а также в долговечных датчиках и мониторах для своих глубоководных систем.

Короче говоря, инновационные подводные приложения становятся умнее и неуправляемыми… а для подводных операций без привязки требуются безопасные, интеллектуальные аккумуляторы, обеспечивающие большую емкость, большую мощность, меньшие размеры и меньший вес, длительный срок службы и высокую надежность.
В течение многих лет большинство подводных электрических операций были привязаны и питались от шлангокабелей, что является дорогостоящим, ограничивающим и требует значительного времени выполнения заказа. Подводные транспортные средства без отвода использовали герметичную свинцовую кислоту, что делало их тяжелыми и громоздкими, или аккумуляторы содержались в сосудах высокого давления в 1 атмосферу, что может быть дорогостоящим и тяжелым.

Шесть лет назад аккумулятор SeaSafe корпорации Southwest Electronic Energy принес на рынок революционные изменения. Первый коммерческий подводный литий-ионный полимерный аккумуляторный блок, устойчивый к давлению, известный как SeaSafe, стал доступен в 2013 году после того, как SWE совместно с Океанографическим институтом Вудс-Хоул разработала проект. Радикально более легкая и компактная батарея обеспечила повышение эффективности во время установки в дополнение к значительно улучшенной производительности.

Примерно через четыре года SWE выпустила аккумулятор следующего поколения. SeaSafe II, доступный с 2017 года, включает в себя извлеченные уроки, повышение надежности и сертификацию Американского бюро судоходства (ABS). Мощные, устойчивые к давлению аккумуляторные блоки SeaSafe II легко устанавливаются в контейнере с масляным заполнением (PBOF), сбалансированным по давлению, который меньше, легче и дешевле, чем сосуд под давлением. В ответ на спрос отрасли на ликвидацию контейнера PBOF SWE разработала SeaSafe Direct, который доступен с 2017 года. SeaSafe Direct удобно использовать, поскольку его можно помещать непосредственно в воду, не требуя контейнера PBOF.

SeaSafe II и SeaSafe Direct питаются от больших литий-ионных полимерных элементов, которые специально сконструированы в модули, управляемые BMS, для обеспечения 30 В при 28 Ач или других вариантах размера. Они способны работать на глубине до 6000 метров. Несколько батарей SeaSafe могут быть легко соединены вместе, чтобы удовлетворить потребности в напряжении и питании различных приложений.
Эти автономные аккумуляторные блоки просты в использовании и предназначены для использования в подводных транспортных средствах, океанографических системах и глубоководной нефтегазовой инфраструктуре. Батареи использовались в кратковременных приложениях с высоким энергопотреблением и длительных ситуациях с низким энергопотреблением. Приложения включают автономные подводные аппараты для приведения в движение, управления и контрольно-измерительных приборов; в удаленно расположенном инфраструктурном оборудовании для управления арматурой и трубопроводами; и в океанографических сенсорных установках, например, для мониторинга солености и температуры океанской воды в течение определенного периода времени.

По сравнению со свинцово-кислотными батареями аккумуляторные блоки SeaSafe - весят четверть, обеспечивают более длительное время выполнения задания, обеспечивают до четырех раз больше энергии и могут потреблять тысячи зарядов. Аккумуляторы SeaSafe также работают до восьмикратного срока службы традиционных герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов, что может обеспечить долгие годы эксплуатации и устранить классические и дорогостоящие проблемы с отказом аккумуляторов.

Удовлетворение потребностей клиентов

Примером пользователя SWE SeaSafe II является компания SEAmagine, которая занимается производством персональных подводных лодок с 1995 года. Эта частная компания, занимающаяся подводными лодками, продемонстрировала безопасность, полезность и надежность своих подводных лодок. Чтобы поддержать это, SWE SeaSafe использует свою запатентованную систему управления батареями в каждом модуле батареи SeaSafe II для обеспечения безопасности и надежности, непревзойденных в отрасли. Для обеспечения безопасности транспортных средств личные подводные лодки SEAmagine классифицируются Американским бюро судоходства (ABS) на уровне А1 +. Таким образом, аккумуляторные модули SWE SeaSafe II сертифицированы ABS в поддержку этого требования. Кроме того, для SEAmagine геометрия транспортного средства имеет значение ... их инновационная технология Aurora - это революционный подход к проектированию индивидуальных погружных элементов, максимизирующий поле обзора сферической кабины и обеспечивающий беспрецедентный беспрепятственный обзор. Аккумуляторные модули SWE SeaSafe II обеспечивают эту перспективу с геометрией аккумулятора ¼ размером с некоторые конкурирующие аккумуляторы, но сохраняя или увеличивая емкость аккумулятора аккумулятора автомобиля. Надежность имеет значение для SEAmagine. SWE SeaSafe II обеспечивает надежность, увеличивая до 8 раз жизненный цикл конкурирующих батарей. Потребности в модульности и удобстве использования SEAmagine удовлетворяются благодаря конфигурируемому размеру батареи и простоте использования SeaSafe II под водой, что упрощает настройку батареи и устраняет вес, размер и стоимость сосуда под давлением батареи. Наконец, SEAmagine на 100% отстает от всех своих подводных аппаратов и профессиональных услуг… как SWE на 100% отстает от SeaSafe II от SEAmagine, предоставляя им высочайший сервис, качество и надежность.

Чехол для безопасности
Некоторые опасаются использовать литий-ионные аккумуляторы в подводных условиях. Линейка продуктов SeaSafe была разработана для обеспечения максимальной безопасности и автономности. Они полностью покрыты полиуретаном в корпусах из полимерно-желтого полимера и полностью изолированы от элементов.
Каждый модуль включает запатентованную SWE систему управления батареями (BMS) для защиты батарейного блока. BMS помогает с программами мониторинга состояния. Интегрированная BMS автоматически управляет и отслеживает безопасность, надежность, зарядку и разрядку батарей и предоставляет техническую информацию по запросу. Наличие немедленной обратной связи о состоянии аккумуляторной системы позволяет уверенно реагировать на чрезвычайную ситуацию, требующую питания от аккумулятора.
Батареи работают автоматически и безопасно, и оператору не требуется опыт для использования батарей. После завершения серии испытаний компания ABS сертифицировала батареи SeaSafe, доступные для конфигурации в различных конфигурациях напряжения.
Аккумуляторные блоки SeaSafe II имеют различные размеры, поскольку SWE может адаптировать решение для аккумуляторной батареи в соответствии с конкретными требованиями заказчика. Имея несколько сотен ведущих в мире заказчиков по всему миру, SWE разработала и поставила более тысячи нестандартных аккумуляторных систем с высочайшим качеством обслуживания и надежностью.

об авторе
Леон Адамс - вице-президент по продажам литиевых и литий-ионных аккумуляторных батарей, определению продуктов и технической поддержке клиентов. Леон является членом МТС, SUT и IEEE. Леон имеет степень магистра делового администрирования и степень бакалавра в области инженерной физики.
Леон Адамс, автор.