Eletrificação submarina: o poder submarino evolui

Foto cedida por SEAmagine Hydrospace Corporation

À medida que as necessidades de energia submarina evoluem, também as baterias que fornecem energia são necessárias.

Os operadores de veículos submarinos autônomos (AUVs) precisam de uma pesquisa mais longa, mergulhos mais profundos e baterias mais leves, o que resulta em unidades mais leves na água. Equipes de veículos operados remotamente (ROV) requerem manipuladores elétricos, alta voltagem e alta potência e baterias leves.
Os desejos para veículos submarinos tripulados (MUVs) incluem operações seguras, mergulhos mais profundos, tempos de observação mais longos e unidades mais leves. A indústria de petróleo e gás em geral exige controle eletrônico, acionamentos elétricos, feedback de monitoramento baseado em precisão e condição e sensores e monitores de longa duração para seus sistemas de águas profundas.

Em suma, as aplicações submarinas inovadoras estão ficando mais inteligentes e desatendidas… e as operações submarinas independentes requerem baterias que sejam seguras, inteligentes, forneçam mais capacidade, forneçam mais energia, sejam menores e mais leves, com vida útil mais longa e altamente confiáveis.
Durante anos, a maioria das operações submarinas elétricas foram amarradas, alimentadas por umbilicais, que são caros, limitantes e exigem um tempo de processamento significativo. Os veículos submarinos não ligados usavam chumbo-ácido selado, o que os tornava pesados e volumosos, ou baterias contidas em vasos de pressão de 1 atmosfera, que podem ser caros e pesados.

Seis anos atrás, a bateria SeaSafe da Southwest Electronic Energy Corp trouxe mudanças revolucionárias ao mercado. A primeira bateria submarina de polímero de íons de lítio tolerante à pressão comercial conhecida como SeaSafe ficou disponível em 2013, depois que a SWE trabalhou no projeto em conjunto com a Woods Hole Oceanographic Institution. A eficiência da entrega de bateria radicalmente mais leve e menor ganha em tempos de instalação, além do desempenho amplamente aprimorado.

Cerca de quatro anos depois, a SWE disponibilizou a próxima geração da bateria. O SeaSafe II, disponível desde 2017, incorporou lições aprendidas, melhorias de confiabilidade e certificação do American Bureau of Shipping (ABS). As potentes baterias SeaSafe II, tolerantes à pressão, são fáceis de instalar em um recipiente de pressão balanceada (PBOF), que é menor, mais leve e mais barato do que um recipiente de pressão. Em resposta à demanda da indústria para eliminar o contêiner PBOF, a SWE desenvolveu o SeaSafe Direct, que está disponível desde 2017. O SeaSafe Direct é conveniente de usar, pois pode ser colocado diretamente na água sem a necessidade do contêiner PBOF.

O SeaSafe II e SeaSafe Direct são alimentados por grandes células de polímero de íon de lítio que são especialmente projetadas em módulos gerenciados pelo BMS para fornecer 30V a 28Ah ou outras opções de tamanho. Eles são capazes de operar em profundidades de até 6.000 metros. Várias baterias SeaSafe podem ser facilmente conectadas para atender às necessidades de tensão e energia de várias aplicações.
Essas baterias autônomas são fáceis de usar e projetadas para uso em veículos submarinos, sistemas oceanográficos e infraestrutura de petróleo e gás em águas profundas. As baterias foram usadas em aplicações de demanda de alta duração e alta potência e em situações de demanda de baixa potência e longa duração. As aplicações incluem veículos submarinos autônomos para propulsão, controle e instrumentação; em equipamentos de infraestrutura localizados remotamente para controle de válvulas e cisalhamento de tubulações; e em oceanografia detectando configurações como aquelas para monitorar a salinidade e a temperatura da água do oceano durante um período de tempo.

Em comparação com as baterias de chumbo-ácido, as baterias SeaSafe - pesam um quarto, oferecem tempos de missão mais longos, fornecem até quatro vezes mais energia e podem levar milhares de cargas. As baterias SeaSafe também funcionam por até oito vezes o ciclo de vida das baterias de chumbo-ácido seladas tradicionais, o que pode proporcionar muitos anos de serviço e eliminar dores de cabeça clássicas e onerosas de falha de bateria.

Atendendo às necessidades do cliente

Um exemplo de utilizador da SWE SeaSafe II é a SEAmagine, dedicada à indústria de submarinos pessoais desde 1995. Esta empresa submersível privada demonstrou a segurança, utilidade e fiabilidade dos seus submarinos. Para suportar isso, a SWE SeaSafe emprega seu Sistema de Gerenciamento de Baterias patenteado dentro de cada Módulo de Bateria SeaSafe II para garantir a segurança e a confiabilidade insuperáveis na indústria. Para garantia do veículo, os submarinos pessoais da SEAmagine são classificados como A1 + pelo American Bureau of Shipping (ABS). Como tal, os módulos de bateria SWE SeaSafe II são certificados pela ABS em suporte a este requisito. Além disso, para a SEAmagine, a geometria do veículo é importante… a inovadora tecnologia Aurora é uma abordagem revolucionária para o design de submersíveis pessoais, maximizando o campo de visão da cabine esférica e proporcionando uma visão desobstruída inigualável. Os módulos de bateria SWE SeaSafe II possibilitam essa vista com geometria da bateria ¼ do tamanho de algumas baterias concorrentes, mantendo ou expandindo a capacidade de energia da bateria do veículo. A confiabilidade é importante para a SEAmagine. O SWE SeaSafe II oferece confiabilidade com até 8 vezes o ciclo de vida das baterias da concorrência. As necessidades de modularidade e usabilidade da SEAmagine são atendidas por meio do dimensionamento de bateria configurável e da facilidade de uso tolerante à pressão submarina do SeaSafe II, que simplifica a configuração da bateria e elimina o peso, tamanho e custo de uma embarcação de pressão da bateria. Finalmente, a SEAmagine está 100% atrás de todos os seus submersíveis e seus serviços profissionais ... assim como a SWE está 100% por trás do SeaSafe II para a SEAmagine, proporcionando a eles um serviço, qualidade e confiabilidade superiores.

O caso da segurança
Alguns desconfiam do uso de baterias de íons de lítio em uma configuração submarina. A linha de produtos SeaSafe foi projetada para extrema segurança e autonomia. Eles são totalmente revestidos de poliuretano em caixas moldadas com polímeros marinhos amarelos e completamente vedados dos elementos.
Cada módulo inclui o Sistema de Gerenciamento de Baterias (BMS) patenteado pela SWE para proteger a bateria. O BMS auxilia com programas de monitoramento baseados em condições. O BMS integrado gerencia e monitora automaticamente a segurança, a confiabilidade, a carga e a descarga das baterias e informa informações técnicas sob demanda. Ter um feedback imediato sobre o status do sistema de bateria permite responder com segurança a uma emergência que requer bateria.
As baterias funcionam de forma automática e segura, e o operador não precisa de experiência para usar as baterias. Após concluir uma série de testes, a ABS certificou as baterias SeaSafe disponíveis para configuração em várias configurações de tamanho de voltagem.
As baterias SeaSafe II são flexíveis em tamanho, já que a SWE pode personalizar uma solução de bateria para os requisitos específicos do produto do cliente. Com centenas de clientes líderes do setor em todo o mundo, a SWE projetou e forneceu mais de milhares de sistemas de baterias personalizados com o melhor serviço, qualidade e confiabilidade.

Sobre o autor
Leon Adams é vice-presidente - Vendas em soluções de baterias de lítio e lítio-íon, definição de produtos e suporte técnico ao cliente. Leon é membro do MTS, SUT e IEEE. Leon possui um MBA e um BS em Engenharia Física.
Leon Adams, o autor.