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Jun 20, 2023

ABB が象徴的な「霧の乙女号」ボートの環境保護を支援

Paul Haney 5 giugno 2023 La nuova Maid of the Mist elettrica si trova sul molo.

ポール・ヘイニー 2023 年 6 月 5 日

新しい電気のメイド・オブ・ザ・ミストは、古いディーゼルモデルの後ろのドックに座っています。

夏にナイアガラの滝を訪れたことがある人なら誰でも、有名な「霧の乙女号」のボートがナイアガラ渓谷を行き来しているのを見たことがあるのではないでしょうか。 上から見ると小さく見えるこれらの船は、アメリカ滝とカナダ滝の両方から轟音を立てて流れる水に危険なほど接近し、約200フィートの高さに墜落しているように見えます。 今回、この2隻の船を運航するアメリカの運航会社は、ABBのゼロエミッション技術を使用して完全電気フェリーに電力を供給する全く新しい船で21世紀の技術に移行することを決定した。 これらの新しいフェリーは、それぞれ 500 人以上の乗客を収容でき、以前のディーゼル船に代わるものです。

デザイン ワールドは最近、ハッチの下に降りて霧の中を体験するなど、新しいボートのツアーへの独占的な招待状を受け取りました。

1846 年に設立された Maid of the Mist Corp. は、家族経営で経営されています。 全電気ボート技術の商業的実現可能性を実証するこの前進は、同社に世界的な注目を集めています。 ナイアガラ ボートは最初の完全電気船の 1 つであると考えられていますが、最後ではありません。 業界の専門家らは、旅客フェリー、河川はしけ、港湾タグボート、浚渫船は全電気運航に適していると述べています。

新しい電気の霧の乙女号が滝へ向かいます。

ABBは、船舶は輸送排出量（世界のCO₂の3～5％、世界のSOxの5％以上）の最大の原因の1つであるため、船舶の電化はすぐには実現できないと指摘した。 現在、100%電動の外航船を建造することは困難です。 しかし、機器が小型化され、コスト効率が向上するにつれて、新たな機会が開かれ続けています。 今後数年のうちに、自律型全電気航海船が可能となり、実用化される可能性があります。

海洋バッテリー技術の新たな地平船舶電化に対する世界的な関心は、例えば、バンカー燃料の硫黄含有量の制限を引き下げる2020年のIMO燃料硫黄規制など、国際海事機関の新しい規則によって拍車がかかっている。 したがって、海事事業者は燃料電池技術の研究に熱心です。

カンザスシティに本拠を置くスピア・パワー・システムズのコマーシャル・ディレクター、ジョン・ディラー氏は、フェリーで使用されているバッテリーは左側と右側に分かれていると説明した。 それぞれの側に 168 kWh のエネルギーが組み込まれているため、316 kWh の船舶になります。 バッテリーはLG Chemの長方形パウチセルを使用するSpearエネルギーモジュールに基づいて配置されています。

「各モジュールの電流は 64 アンペア時で、携帯電話のセルのサイズのおよそ 21 倍になります。それらを 2 つ取り出して並列に置き、次に 24 つ取り出して直列に置きます。これでモジュールが生成されます。 「これは11.3kWhのエネルギーを内蔵しています。これは11kWhのユニットで、最大電圧は100ボルトです」とディラー氏は語った。 「その後、そのモジュールを他のモジュールと直列に配置して、推進システムで動作するために必要なシステム電圧を実現します。この場合、ドライブは電圧範囲が 640 ボルトから 420 ボルトの間で動作することを望んでいます。最大電圧 100 ボルトに達するために、7 つのモジュールを直列に接続します。」

安全性の観点から、バッテリーの電気的乱用を阻止するためのバッテリー管理システムがあるとディラー氏は述べた。 これにより、オペレーターがバッテリーの発火の原因となる行為、つまり過充電、急速充電、凍結した状態での充電、または充電が 0% の状態になった後の充電を行うことが防止されます。

船の配電ステーション。メインデッキのコピーの下にあります。

「人々がそのようなことをするのを防ぐことができれば、内部熱暴走を防ぐことができます」と彼は言う。 「しかし、各コンパートメント、各バッテリーは、あるセクションで熱暴走を起こすでしょう。それは次のセクションとは完全に切り離されています」と彼は言いました。 「安全のため、発火した場合はどうすればよいでしょうか? このバッテリーに組み込まれている受動的な熱管理構造を使用して、事象の伝播を制限します。その後、バッテリーを取り外すことで発火を軽減します。各モジュールの上部と下部、つまりケースと熱交換器の両方にアルミニウム プレートがあります。そのアルミニウム プレートは、セルの熱エネルギーとの関係を考えると、セルを引っ張るのに十分な熱質量を持っています。隣接するセルの温度が熱暴走点まで上昇するのを防ぐのに十分な速さで、燃焼中のセルから熱を排出します。」

ディラー氏は、バッテリーを最大動作温度に設定してシステムをテストし、その後、バッテリーが破裂するまでセンターセルペアとセンターモジュールを150％で過充電したと述べた。 これには 12 分かかりました。 それが起こったとき、燃焼しているセルの温度は約 800 °C でした。しかし、隣接するセルの温度はわずか 80 °C しか記録されませんでした。上部に隣接するモジュールの温度は 60 °C で、隣接するモジュールの温度は 60 °C でした。底部は50℃でした。

同氏はさらに、単セル伝搬制御と呼ばれるこの安全システムは船舶用電池には必要ないが、スピア電池には必要であると説明した。

充電と推進霧の乙女号のボートは、下流の波止場から 30 分ごとにナイアガラの滝のふもとに向かって出発し、毎年 160 万人ものゲストにサービスを提供しています。 フェリーが停泊し、乗客が乗降している間、新しいボートのリチウムイオン電池は部分的に充電されます。 7 分間の充電によりバッテリーが強化され、船舶のデュアル電気推進モーターが総出力 400 kW (563 hp) を維持できるようになります。 1回の旅行で約38kWhを消費します。 バッテリーは 1 日の勤務終了時にまだ 80% の電力を持っていますが、毎晩最大 100% まで充電されます。 そして、ちょっと皮肉な回路が完成し、316 kWh のバッテリー パックの充電に必要な電力は、ゼロエミッションの水力発電から供給されます。 （ありがとう、ナイアガラの滝！）

霧の乙女号は昼間の充電ステーションに接続しました。

Maid of the Mist Corp. のマスター電気技師、エステバン・ゲレロ氏によると、同社には 2 つの充電ステーションがあるという。

「当社には日中の充電ステーションと夜間の充電ステーションがあります。夜間の充電ステーションは約 30 ～ 40 ボルトのトリクル充電です。日中に使用する充電ステーションは、ユニットを充電する 600 アンペアの高出力です。 7分以内に」と彼は言った。

ゲレーロ氏はまた、ボートの後部（推進用）にはスラスターを操作する 2 つのモーターがあり、前部には方向制御を助ける 2 つのバルブ スラスターがあることについても説明しました。 その結果、非常に機動性の高い船が完成しました。

船の後部スラスター L ドライブの 1 つ。

古いボートでは、後部プロペラに一般的なストレート シャフト ディーゼル設計が使用されていました。 同社のキャプテンの一人であるカイル・テイラー氏は、同じ基本的なトランスミッションとコンポーネントを使用して、単にそのセットアップを電気式に変換した場合、結果は効率が大幅に低下するだろうと説明しました。 そこでチームは代わりに、水中でプロペラを操作する方位角ドライブを採用することにしました。 「私たちがここでやっていることは完全に理にかなっていました」とテイラー氏は語った。

テイラー氏は、後部スラスターにはベス・プロパルジョン（ツイン・ディスク社の一部門）製のLドライブが使用されており、寿命の最大化とダウンタイムの最小化がメイド・オブ・ザ・ミスト社の主要な関心事であると述べた。

「これらの L ドライブは超薄型で、メンテナンスが簡単です」と Taylor 氏は言います。 「ここではスペースがもったいないので、その周りを這い回ることができます。目標は、ダウンタイムを最小限に抑えるために、予備のモータードライブとその他すべてのコンポーネントで倉庫をいっぱいにすることです。当社の Veth ドライブは約 250 馬力相当で、1 台あります。片側あたり、最大 80% の出力で動作する 200 kW の電気モーターです。つまり、これはバッテリーと同じです。実際には、それを超えて充電したり、それを超えるコンポーネントを使用したりすることはありません。ただ、長寿命を実現しようとしているだけです。 」

さらに緑が増えました ABB は、公共および民間の EV 充電ソリューションなど、海洋世界以外のアプリケーションでも e-モビリティをサポートしています。 2019 年初頭までに、10,000 台を超える ABB DC 急速充電器が 73 か国で販売されました。 将来を見据えて、同社の Terra HP 高出力充電器などの製品は、将来の大容量バッテリーに対応できるように設計されています。

さらに、ABB は、環境に対する人間の影響を軽減する電気バス サービスを確立する世界中の関係者を支援しています。 同社は 2010 年に最初の DC 急速充電器を立ち上げ、2012 年に初の全国的な DC 充電ネットワークを立ち上げ、2016 年にヨーロッパで初の eBus 充電ネットワークを立ち上げました。

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