Door Dirk van Gogswaardt, M2power Lithium Energy Systems


e afgelopen jaren is een sterke ontwikkeling te zien op het gebied van elek- trisch en hybride transport in de meest brede zin van het woord. Nieuwe technische mogelijkheden, de zoektocht naar meer comfort en milieupolitiek vormen de basis van deze ontwikkelingen. Continue verbeteringen in het aanbod van producten welke deel uitmaken van het elektrische (aandrijf) systeem maken deze methoden voor steeds meer toepassingen toegankelijk.


Het toepassen van elektrische of hybride aandrijving kent verschillende voordelen. De bedrijfskosten worden gereduceerd, het comfort neemt toe en de milieubelasting wordt sterk gereduceerd. Elektrische aan- drijving zorgt voor lagere bedrijfskosten. Elektrische systemen hebben zeer beperkt onderhoud nodig. De installatie bestaat uit minder bewegende componenten en daar- naast zijn de kosten per gevaren uur lager. Comfort wordt steeds belangrijker aan boord van schepen. Door geen conven- tionele verbrandingsmotor te gebruiken (elektrisch varen) of de inzet daarvan te reduceren (hybride) neemt geluids-, stank- en vibratieoverlast af. Dit past in de trend waarin luxe en comfort aan boord een steeds grotere rol gaan spelen.


Milieubelasting


De hoeveelheid CO2 die vrijkomt bij de ver- branding van één liter diesel bedraagt 3.1 kg. Het aantal vaaruren is afhankelijk van motorisering van het schip en het schip zelf. Bij de productie van één kilowattuur (kWh) voor het opladen van een accu komt 608 gram CO2 vrij, dit neemt af naar 100 gram CO2 wanneer groene stroom gebruikt wordt.


Ter illustratie: Een schip dat voorzien is van een hybride aandrijfsysteem gebruikt om één uur 5 km/uur te varen bij benadering 6 liter diesel of 5 kWh energie uit het Lithium Ferro accusysteem.


1 uur varen met 5 km/uur Diesel


verbruik 6 liter


CO2 uitstoot 18.6 kg


Elektrisch 5 kWh 3 kg


(uitstoot gemiddeld) 0.5 kg (uitstoot groene stroom)


Accu-technologieën Lood zwavelzuur


Momenteel worden nog in 90% van alle tractie toepassingen loodzuur accu’s ge- bruikt. Deze techniek heeft zich gedurende


LiFePO4 is een inherent veilig materiaal om als kathode te gebruiken omdat exo- therme reactie niet optreedt zoals bij LiCoO2 wel kan gebeuren: LiFePO4 batterij cellen ontbranden of exploderen niet,


De accu wordt steeds beter en goedkoper D


zelfs niet in extreme omstandigheden. Bovendien kunnen LiFePO4 cellen hoge ontlaadstromen aan, bevatten zij geen giftige stoffen en hebben zij een zeer lange levensduur. Deze verschillende eigenschap- pen hebben er toe geleid dat deze accu soort zeer geschikt is voor onder andere elektrisch vervoer.


de jaren bewezen en is in initiële aanschaf voordelig. Daarentegen zijn energiedicht- heid, gewicht, reactie op omgevingstem- peraturen en CO2-reductie in het voordeel van LiFePO4. Alhoewel de initiële aanschaf- prijs van Lithium-ion hoger is dan dat van loodzuur gebaseerde systemen, is het een fi nancieel verstandige techniek dankzij zijn lange levensduur.


Lithium-ion


Lithium-ion is de verzamelnaam van ver- schillende type Lithium accu’s.


Lithium cobalt di-oxide (LiCoO2) De lithium-ion accu wordt van oudsher veel gebruikt in consumentenelektro- nica, zoals mobiele telefoons en laptops. Lithium Cobalt Dioxide wordt vaak in deze toepassingen gebruikt omdat het gewicht zeer laag en de energiedichtheid heel hoog is. Nadelen van deze technologie zijn de beperkte levensduur en een mogelijke instabiliteit bij grotere systemen welke tot gevaarlijke situaties kan leiden.


Lithium IJzer Fosfaat (LiFePO4) Lithium IJzer Fosfaat (LiFePO4) zal dé geprefereerde accutechniek worden voor het aandrijven van voertuigen en andere toepassingen waar hoge stromen en lange levensduur van belang zijn. Lithium IJzer Fosfaat accu’s zijn gebaseerd op de origi- nele Lithium-Ion samenstelling, LiFePO4 is echter de gebruikte kathode in plaats van Lithium Cobalt Dioxide (LiCoO2).


LiFePO4 cellen worden door zeer veel leveranciers aangeboden en hebben ver- schillende eigenschappen en prijsniveaus. De kunst van het samenstellen van een accupakket en compleet accusysteem is het selecteren van de correcte cellen, het ontwerpen van de behuizing en het batterij management systeem (BMS), - rekening houdende met geometrische, thermische en elektrische randvoorwaarden - en het selecteren van de correcte lader.


Energiedichtheid


Er zijn veel ontwikkelingen op het gebied van accu-technologie. Op korte termijn zal de energiedichtheid van de cellen toene- men, dit betekent dat cellen meer energie zullen bevatten waardoor minder ruimte en gewicht nodig is om dezelfde energie op te slaan. Daarnaast zullen wij zien dat deze verbeteringen in productietechnologie sa- men met hogere productievolumes zullen leiden tot een lager prijspeil van Lithium accusystemen.


Op de langere termijn zal nieuwe technolo- gie commercieel beschikbaar worden. Inte- ressant zijn Lithium Titanaat (nu erg duur), Lithium Mangaan (beperkte levensduur), Lithium zuurstof (nog in laboratoriumfase) en Lithium sulfaat.


45


Jachtbouw Nederland 4


augustus 2011


Page 1  |  Page 2  |  Page 3  |  Page 4  |  Page 5  |  Page 6  |  Page 7  |  Page 8  |  Page 9  |  Page 10  |  Page 11  |  Page 12  |  Page 13  |  Page 14  |  Page 15  |  Page 16  |  Page 17  |  Page 18  |  Page 19  |  Page 20  |  Page 21  |  Page 22  |  Page 23  |  Page 24  |  Page 25  |  Page 26  |  Page 27  |  Page 28  |  Page 29  |  Page 30  |  Page 31  |  Page 32  |  Page 33  |  Page 34  |  Page 35  |  Page 36  |  Page 37  |  Page 38  |  Page 39  |  Page 40  |  Page 41  |  Page 42  |  Page 43  |  Page 44  |  Page 45  |  Page 46  |  Page 47  |  Page 48  |  Page 49  |  Page 50  |  Page 51  |  Page 52