商船三井的混合动力运输船配备太阳能电池和蓄电系统

日本商船三井的混合动力汽车运输船“EMERALD ACE”于2012年6月29日在三菱重工业神户造船所竣工下水。其最大特点是配备了商船三井、三菱重工业和松下共同开发的“混合动力供电系统”。

机械室里的船内电源管理画面

　　该系统组合使用了160kW的太阳能电池和2.2MWh的锂离子充电电池，航海中太阳能电池所发电力储存于锂离子充电电池，在停泊时使用太阳能电池和锂离子充电电池中的电力。目标是由此实现停泊时柴油发电机停机，而仅靠太阳能电池和锂离子充电电池的电力来为船内提供电力的“零排放”（图1）。

图1：在停泊时提供电力 “EMERALD ACE”配备采用160kW太阳能电池和2.2MWh锂离子充电电池的蓄电系统，目标是在停泊时提供电力。

评测耐候性

　　160kW的太阳能电池设置在最上层甲板的后方。面积约为1000m²。设置角度为5度。采用250kW功率调节器向船内供应交流（AC）450V电力。太阳能电池模块则设置了768块由松下制造的可双面发电的“HIT Double”（输出功率为210W）。

　　选择HIT Double的理由并不是发电效率。商船三井表示，“HIT Double的背面采用玻璃而非背板（Back Sheet）覆盖，因此我们认为具有较高的耐候性”。HIT Double并未因配备在船舶上而采用特殊标准。

　　2.2MWh的锂离子充电电池非常重，因此配备在船底。由此，可以用于稳定船舶姿势的固定压舱物。锂离子充电电池由松下制造，配备约32万个笔记本电脑用的直径18mm×长65mm的圆筒型单元“18650”。以13串联×24并联的单元为一个模块，最下层的船底设置了52个可容纳20个模块的电池组。模块数量为1040。

放电时采用直流布线

　　电池组在充电和放电时采用不同的布线（图2）。放电时，电池组先将250V左右的直流（DC）电力送至DC-DC转换器升压至DC700V。然后，通过逆变器将其转换成AC450V（输出功率为480kW）向船内供电。充电时，直接由AC450V的船内电源向电池组供电，然后通过电池组内的充电器转换成直流进行充电。

图2：船底配备蓄电系统 蓄电系统由电池组、DC-DC转换器和逆变器构成。每个装置间都以直流供电。

　　为确保电池的安全性，电池组采取了多重对策。除了单元和模块的监控系统外，为了以防万一，每个模块还加入了阻燃性的隔断。而且，还设置了采用二氧化碳的灭火装置。如果上述措施都无法奏效，还备有令注入的压舱水流入电池组区域，将其没于水中的最终手段。

将废气转换成电力

　　此次的汽车运输船因是首次引进蓄电系统，所以在没有减少供电用柴油发电机的情况下，与原船舶一样设置了三台最大输出功率为1170kW的柴油发电机。柴油发电机、电池组和太阳能电池的管理，可在配备柴油发电机的机械室进行。运输船的尺寸为长199m×宽32.26m×高34.52m。由12层构成，可装载6400辆小型汽车。

　　商船三井正在推进削减二氧化碳排量的新一代船舶项目。此次这种利用自然能源的混合动力汽车运输船，目标是将来把航行过程中产生的二氧化碳排量削减50％。此外，还计划在预定2013年竣工的铁矿石专用船上，配备将推进发动机的废气热能转换成电力以辅助螺旋桨旋转的技术。（记者：狩集 浩志，《日经电子》）