日本商船三井的混合動力汽車運輸船“EMERALD ACE”于2012年6月29日在三菱重工業神戶造船所竣工下水。其最大特點是配備了商船三井、三菱重工業和松下共同開發的“混合動力供電系統”。

機械室里的船內電源管理畫面

　　該系統組合使用了160kW的太陽能電池和2.2MWh的鋰離子充電電池，航海中太陽能電池所發電力儲存于鋰離子充電電池，在停泊時使用太陽能電池和鋰離子充電電池中的電力。目標是由此實現停泊時柴油發電機停機，而僅靠太陽能電池和鋰離子充電電池的電力來為船內提供電力的“零排放”（圖1）。

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

評測耐候性

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

　　選擇HIT Double的理由并不是發電效率。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準。

　　2.2MWh的鋰離子充電電池非常重，因此配備在船底。由此，可以用于穩定船舶姿勢的固定壓艙物。鋰離子充電電池由松下制造，配備約32萬個筆記本電腦用的直徑18mm×長65mm的圓筒型單元“18650”。以13串聯×24并聯的單元為一個模塊，最下層的船底設置了52個可容納20個模塊的電池組。模塊數量為1040。

放電時采用直流布線

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

圖2：船底配備蓄電系統 蓄電系統由電池組、DC-DC轉換器和逆變器構成。每個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策。除了單元和模塊的監控系統外，為了以防萬一，每個模塊還加入了阻燃性的隔斷。而且，還設置了采用二氧化碳的滅火裝置。如果上述措施都無法奏效，還備有令注入的壓艙水流入電池組區域，將其沒于水中的最終手段。

將廢氣轉換成電力

　　此次的汽車運輸船因是首次引進蓄電系統，所以在沒有減少供電用柴油發電機的情況下，與原船舶一樣設置了三臺最大輸出功率為1170kW的柴油發電機。柴油發電機、電池組和太陽能電池的管理，可在配備柴油發電機的機械室進行。運輸船的尺寸為長199m×寬32.26m×高34.52m。由12層構成，可裝載6400輛小型汽車。

　　商船三井正在推進削減二氧化碳排量的新一代船舶項目。此次這種利用自然能源的混合動力汽車運輸船，目標是將來把航行過程中產生的二氧化碳排量削減50％。此外，還計劃在預定2013年竣工的鐵礦石專用船上，配備將推進發動機的廢氣熱能轉換成電力以輔助螺旋槳旋轉的技術。（記者：狩集 浩志，《日經電子》）