日本商船三井的混合動(dòng)力汽車運(yùn)輸船“EMERALD ACE”于2012年6月29日在三菱重工業(yè)神戶造船所竣工下水。其最大特點(diǎn)是配備了商船三井、三菱重工業(yè)和松下共同開(kāi)發(fā)的“混合動(dòng)力供電系統(tǒng)”。

機(jī)械室里的船內(nèi)電源管理畫面

　　該系統(tǒng)組合使用了160kW的太陽(yáng)能電池和2.2MWh的鋰離子充電電池，航海中太陽(yáng)能電池所發(fā)電力儲(chǔ)存于鋰離子充電電池，在停泊時(shí)使用太陽(yáng)能電池和鋰離子充電電池中的電力。目標(biāo)是由此實(shí)現(xiàn)停泊時(shí)柴油發(fā)電機(jī)停機(jī)，而僅靠太陽(yáng)能電池和鋰離子充電電池的電力來(lái)為船內(nèi)提供電力的“零排放”（圖1）。

圖1：在停泊時(shí)提供電力 “EMERALD ACE”配備采用160kW太陽(yáng)能電池和2.2MWh鋰離子充電電池的蓄電系統(tǒng)，目標(biāo)是在停泊時(shí)提供電力。

評(píng)測(cè)耐候性

　　160kW的太陽(yáng)能電池設(shè)置在最上層甲板的后方。面積約為1000m²。設(shè)置角度為5度。采用250kW功率調(diào)節(jié)器向船內(nèi)供應(yīng)交流（AC）450V電力。太陽(yáng)能電池模塊則設(shè)置了768塊由松下制造的可雙面發(fā)電的“HIT Double”（輸出功率為210W）。

　　選擇HIT Double的理由并不是發(fā)電效率。商船三井表示，“HIT Double的背面采用玻璃而非背板（Back Sheet）覆蓋，因此我們認(rèn)為具有較高的耐候性”。HIT Double并未因配備在船舶上而采用特殊標(biāo)準(zhǔn)。

　　2.2MWh的鋰離子充電電池非常重，因此配備在船底。由此，可以用于穩(wěn)定船舶姿勢(shì)的固定壓艙物。鋰離子充電電池由松下制造，配備約32萬(wàn)個(gè)筆記本電腦用的直徑18mm×長(zhǎng)65mm的圓筒型單元“18650”。以13串聯(lián)×24并聯(lián)的單元為一個(gè)模塊，最下層的船底設(shè)置了52個(gè)可容納20個(gè)模塊的電池組。模塊數(shù)量為1040。

放電時(shí)采用直流布線

　　電池組在充電和放電時(shí)采用不同的布線（圖2）。放電時(shí)，電池組先將250V左右的直流（DC）電力送至DC-DC轉(zhuǎn)換器升壓至DC700V。然后，通過(guò)逆變器將其轉(zhuǎn)換成AC450V（輸出功率為480kW）向船內(nèi)供電。充電時(shí)，直接由AC450V的船內(nèi)電源向電池組供電，然后通過(guò)電池組內(nèi)的充電器轉(zhuǎn)換成直流進(jìn)行充電。

圖2：船底配備蓄電系統(tǒng) 蓄電系統(tǒng)由電池組、DC-DC轉(zhuǎn)換器和逆變器構(gòu)成。每個(gè)裝置間都以直流供電。

　　為確保電池的安全性，電池組采取了多重對(duì)策。除了單元和模塊的監(jiān)控系統(tǒng)外，為了以防萬(wàn)一，每個(gè)模塊還加入了阻燃性的隔斷。而且，還設(shè)置了采用二氧化碳的滅火裝置。如果上述措施都無(wú)法奏效，還備有令注入的壓艙水流入電池組區(qū)域，將其沒(méi)于水中的最終手段。

將廢氣轉(zhuǎn)換成電力

　　此次的汽車運(yùn)輸船因是首次引進(jìn)蓄電系統(tǒng)，所以在沒(méi)有減少供電用柴油發(fā)電機(jī)的情況下，與原船舶一樣設(shè)置了三臺(tái)最大輸出功率為1170kW的柴油發(fā)電機(jī)。柴油發(fā)電機(jī)、電池組和太陽(yáng)能電池的管理，可在配備柴油發(fā)電機(jī)的機(jī)械室進(jìn)行。運(yùn)輸船的尺寸為長(zhǎng)199m×寬32.26m×高34.52m。由12層構(gòu)成，可裝載6400輛小型汽車。

　　商船三井正在推進(jìn)削減二氧化碳排量的新一代船舶項(xiàng)目。此次這種利用自然能源的混合動(dòng)力汽車運(yùn)輸船，目標(biāo)是將來(lái)把航行過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳排量削減50％。此外，還計(jì)劃在預(yù)定2013年竣工的鐵礦石專用船上，配備將推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣熱能轉(zhuǎn)換成電力以輔助螺旋槳旋轉(zhuǎn)的技術(shù)。（記者：狩集 浩志，《日經(jīng)電子》）