厳しい 沿岸 環境 で 電動 船舶 の 充電 に 関する 実用 的 な ガイド

港湾運営者、海洋サービスプロバイダー、沿岸請負業者が実際のエネルギー需要、過酷な環境、インフラの制約に応じて柔軟な充電を計画する方法

電化は港、フェリー航路、マリーナ、造船所、沿岸の建設現場にまで及んでいますが、エネルギー問題は都市部での乗用車の充電とは大きく異なります。船舶のターンアラウンドウィンドウが短い場合があります。一時的なバースには高電力送電網が接続されていない場合があります。塩水噴霧は、コネクタや露出したハードウェアの周囲の腐食を促進する可能性があります。同時に、同じ現場で電気トラック、掘削機、ポンプ、照明、緊急負荷用の電力が必要になる場合があります。このような状況では、本当の問題は単に「別の充電器をどこに設置できるか?」ということではありません。それは、「新たなインフラストラクチャのボトルネックを生み出さずに、使用可能なエネルギーを需要のある場所に移動するにはどうすればよいでしょうか?」というものです。

そこで、モバイルEV充電器関連性が高まります。このガイドでは、モバイル充電をすべての陸上電力システムの代替として扱うのではなく、固定インフラが利用できない、一時的に不足している、メンテナンス中である、または経済的に正当化することが難しい場所のための柔軟なエネルギー層として捉えています。

海外のB2Bバイヤー向けに、ドアエネルギーは、商業および産業用のモバイル充電およびエネルギー貯蔵充電システムを開発および製造しています。 Door Energy ソリューションは、適切なプロジェクト向けに高出力 DC 充電、モバイル展開、AC 負荷供給をサポートできます。ただし、船舶の充電にはプロジェクト固有の互換性チェックが必要です。CCS1/CCS2 コネクタまたは OCPP 機能によって、充電器がすべての電気船舶と自動的に互換性を持つわけではありません。電圧、電流、バッテリー管理通信、接地、インターロック、現地の港湾規則、海洋電気要件はすべて、展開前に確認する必要があります。

I. 沿岸電化が運用上の充電問題を引き起こしている

海運と港湾の電化は、規制と経営経済の両方によって推進されています。国際海事機関の2023年温室効果ガス戦略では、国際海運による年間温室効果ガス総排出量を2008年比で2030年までに少なくとも20％削減し、30％削減を目指すことを求めている。同戦略はまた、2030年までに国際海運で使用されるエネルギーの少なくとも5％を占め、10％を目指す一方でゼロに近い温室効果ガス技術、燃料、エネルギー源を使用することも求めている。これらの目標は、すべての船舶がバッテリー式になることを意味するものではありませんが、より柔軟な低排出エネルギー システムを構築するよう港湾や運航業者に対する圧力を高めることになります。

業界データの出典: 国際海事機関、船舶からの GHG 排出量削減に関する 2023 IMO 戦略。公式IMOソース

ヨーロッパも陸上電力の利用拡大に向けて動いています。 EU 代替燃料インフラ規制に基づき、適格な TEN-T 海港は、該当する基準を満たした場合、定義された船舶カテゴリーの関連する寄港の少なくとも 90% に対して陸上電力を供給する必要があります。これは、より広範な市場傾向を強化するものであり、港湾の電気インフラストラクチャは単なる環境付加物ではなく、運用能力になりつつあります。

ポリシー参照: 規則 (EU) 2023/1804、統合テキスト。EUR-Lex ソース

通常、顧客の問題点は政策の見出しよりも実際的なものです

沿岸事業者が特定の充電器モデルを要求して調達プロジェクトを開始することはほとんどありません。通常、プロジェクトは問題から始まります。船は余分なエネルギーがなければ次の回転を完了できません。島のサイトではグリッド容量が限られています。寝台は季節ごとに使用されます。永続的な接続の構築には数か月かかります。あるいは請負業者は、複数の作業ゾーン間を移動できる 1 つのエネルギー資産を必要としています。

多くの場合、ダウンタイムは電気そのものよりも高価です

民間事業者の場合、料金の決定は、船舶の可用性、乗組員の時間、ローテーションの欠航、貨物または乗客の遅延、タグボートまたは曳航の要件、および緊急対応のコストを通じて評価される必要があります。エネルギーが必要な場所に導入できない低コストの充電器は、高機能のシステムよりも運用コストが高くなる可能性があります。したがって、充電戦略は、充電ハードウェアの購入価格だけでなく、中断のコストにも関連付けられる必要があります。

II.充電ソリューションを選択する前にすべてのオペレータが計算すべき 5 つの数字

機器を比較する前に、購入者は簡単なエネルギー モデルを構築する必要があります。通常、プロジェクトに陸上の固定電力、モバイル ストレージによる充電、またはその両方のハイブリッドが必要かどうかは、5 つの数字によって決まります。

1. バッテリー容量と1サイクルあたりに実際に必要なエネルギー

バッテリー容量が出発点ですが、オペレーターは、すべての充電イベントに 0 ～ 100% の完全充電が必要であると想定すべきではありません。商業運転では、2 つのデューティ サイクルの間に回復する必要があるエネルギーの方が有益な数値です。 35% の充電状態で戻り、75% で出発する必要がある 600 kWh の船舶は、充電損失を考慮する前に約 240 kWh を必要とします。

2. 利用可能な充電期間

同じ 240 kWh の要件でも、オペレータの時間が 30 分、1 時間、または 4 時間かどうかに応じて、インフラストラクチャのニーズは大きく異なります。基本的な計画方程式は、必要な平均充電電力 = 必要なエネルギー ÷ 利用可能な充電時間です。これは計画上の計算であり、実際の充電速度を保証するものではありません。これは、船舶のバッテリー管理システムが、高 SOC、低温、またはその他の動作限界で電力を削減する可能性があるためです。

3. 船舶の最大充電許容量

充電器の銘板の電力は方程式の片側にすぎません。充電器が 420 kW を供給できるが、船舶が 220 kW しか受け入れられない場合、実際の充電速度は船舶によって制限されます。このため、本格的な調達は、パンフレットに記載されている最大の充電器番号ではなく、バッテリー パックの電圧範囲、最大 DC 電流、最大充電電力、BMS 通信、および充電曲線から始める必要があります。

4. バースまたは作業現場の系統容量

サイトには電力が供給されていても、急速充電に必要な電力がまだ不足している場合があります。たとえば、予備グリッド容量が 100 kW しかないマリーナでは、アップグレード、負荷管理、保管バッファ、またはその他の運用戦略がなければ、300 kW の負荷を継続的に供給することはできません。この状況では、貯蔵されたエネルギーが充電イベントを瞬間的な送電網の制限から切り離すことができます。貯蔵システムは、電力が利用可能なときに補充し、船舶または車両が必要とするときにより高い電力で放電できます。

5. 同じサイトでエネルギーを必要とする他の負荷

海岸沿いの場所では、負荷が混在していることがよくあります。請負業者は、電気トラックの充電、ポンプへの電力供給、暗くなってからの照明の点灯、または電気掘削機の供給が必要な場合があります。船舶のみを考慮して調達を決定すると、機器が重複したり、資産が十分に活用されなくなったりする可能性があります。 Door Energy の産業用途へのアプローチは、適切な構成により電気掘削機、ポンプ、照明などのアプリケーション向けの AC 負荷供給だけでなく DC EV 充電もサポートできるため、重要です。

Ⅲ．過酷な沿岸環境が充電戦略を変える

海岸沿いの充電プロジェクトでは、保護された都市部の充電サイトと同じメンテナンスの前提条件を使用することはできません。米国海洋大気局によると、海水には平均して約 35 パーセントの溶解塩が含まれています。風や波の作用により、塩分を含む水分が近くの機器に運ばれる可能性があります。塩の残留物が金属表面や電気インターフェースに残ると、高湿度によって腐食や汚染が一時的な気象現象ではなく、永続的なメンテナンスの問題となる可能性があります。

環境に関する参考資料: 米国海洋大気庁。NOAA 塩分基準

塩水噴霧、湿気、結露はシステムのさまざまな部分に影響を与えます

「海洋適合性」を単一の IP 評価に引き下げないでください。

侵入保護の評価は重要ですが、沿岸のすべての質問に答えられるわけではありません。購入者は、エンクロージャの材質、コーティング システム、露出した留め具、コネクタの保管場所、ケーブル グランド、冷却構造、塩水噴霧の検証、検査間隔、メンテナンスへのアクセスについても質問する必要があります。機器が海水の非常に近くで動作することを意図している場合、サプライヤーは「屋外充電器」という一般的な要求を受けるのではなく、正確な環境を提供されるべきです。

展開位置は充電器の仕様と同じくらい重要です

十分に保護された機器であっても、波、高潮、日常的な洗浄が通電しているインターフェースに直接当たる可能性がある場所には設置しないでください。ケーブルの配線は、車両の車線、鋭利なエッジ、水が溜まっている場所、および乗務員の動きが接続に損傷を与える可能性がある場所を避けてください。さらに、オペレータは、コネクタ、ケーブル、端子、および目に見える腐食についての使用前および使用後の検査ルーチンを定義する必要があります。沿岸の信頼性は、機器の設計と運用規律によって生み出されます。

海洋電気の適合性はプロジェクトごとに確認する必要がある

国際的な陸上接続規格は、さまざまな陸上電力アーキテクチャを区別します。たとえば、IEC/IEEE 80005-1 は高電圧陸上接続システムに対応しており、陸上配電、船舶と陸上のインターフェース、変圧器、コンバータ、制御、監視、インターロックをカバーする要件が含まれています。これは、道路-EV コネクタだけでは完全な海洋充電システムを定義できない理由を示しています。電気船舶プロジェクトの場合、船舶メーカー、システムインテグレーター、充電機器サプライヤーは、運用前に完全な電気インターフェースと安全コンセプトを確認する必要があります。

技術リファレンス: IEC/IEEE 80005-1、高電圧ショア接続システム。IECの概要

IV.モバイルEV充電器はギャップを解決できるが、固定陸上電力では解決できない

あモバイルEV充電器エネルギー需要が変化する場合、インフラストラクチャの構築よりも早く現れる場合、または中断中にサポートする必要がある場合に最も価値があります。そのため、それは普遍的な代替手段としてではなく、恒久的な陸上電力を巡る「ギャップ」において特に重要なものとなっている。

臨時バースと季節航路

建設段階、観光シーズン、または試行ルート中にのみ使用されるバースでは、完全な土木工事や恒久的な高出力電力インフラストラクチャが正当化されない可能性があります。モバイル エネルギー システムはプロジェクト後に再導入できるため、資産の利用率が向上します。これは、電気船舶の新しい航路をテストする事業者にとって、恒久的な増強に取り組む前にエネルギー需要を検証するためのリスクの低い方法も生み出します。

遠隔地のマリーナ、島、送電網が弱い場所

遠隔地の沿岸地域には、建物には十分でも、短時間の大電力充電には不十分な送電網接続がある場合があります。ストレージを利用したモバイル システムは、長期間にわたってエネルギーを補給でき、船舶の短いターンアラウンド中にエネルギーを供給できます。これによってサイト エンジニアリングの必要性がなくなるわけではありませんが、問題は「ピーク電力を即座にグリッドに組み込む」という問題から、「長期にわたってエネルギーを管理する」という問題に変わります。

緊急時および回復力のサポート

陸上の固定電力は、送電網の停止、メンテナンス、機器の損傷、またはバースの変更により故障する可能性があります。したがって、単一の固定充電ポイントに依存する港湾運営者は、単一の運用上の障害点を生み出す可能性があります。モバイル ユニットは、互換性のある EV やその他の負荷にバックアップ機能を提供し、プライマリ システムが利用できない間もオペレータが重要な移動や現場の機能を維持できるようにします。

港と建設の混合負荷

同じ沿岸プロジェクトには、電気トラック、作業車両、掘削機、ポンプ、照明が含まれる場合があります。 Door Energy システムは、乗用車の充電だけでなく、商業および産業用のエネルギー利用を中心に設計されています。適切な構成では、DC 充電は EV レスキューまたはフリート アプリケーションをサポートでき、AC 出力は電気掘削機、ウォーター ポンプ、照明などの負荷をサポートできます。この多用途機能により、プロジェクトのライフサイクル全体にわたって資産の利用率を高めることができます。

動作ウィンドウにおける最大 420 kW の意味

Door Energy は、高出力構成を提供します。モバイルEV充電器の製品範囲。適切な互換性のある負荷の場合、最大 420 kW の出力により、会話は仕様書上の数値から操作上の質問に変わります。つまり、利用可能なウィンドウ内でどのくらいのエネルギーを転送できるかということです。

※理論計算＝パワー×時間。実際の転送エネルギーは、BMS 制限、SOC 依存のテーパリング、温度、変換損失、ケーブル/コネクタ制限、プロジェクト固有の制御により、これより低くなる可能性があります。

Door Energy の高容量モバイル アーキテクチャの具体例については、420 kWh / 420 kW モバイル充電およびエネルギー貯蔵システム。エネルギー貯蔵とマルチガン DC 充電および産業用電源出力が統合されています。内航船舶プロジェクトの場合、船舶側のインターフェースと海洋電気要件を確認した後でのみ、同じ原則を評価できます。

V. ドアエネルギー: モバイル電源を運用ツールに変える

ドアエネルギーは、商用および産業用途向けのモバイルEV充電、エネルギー貯蔵充電システム、DC急速充電およびAC充電装置を開発しています。沿岸事業者にとって重要な点はブランド名だけではありません。これは、システムの機能が特定の運用上の問題にどのように対応するかということです。

製品の機能から顧客の成果まで

CCS1、CCS2、OCPP は便利ですが、正確に説明する必要があります

Door Energy のモバイル製品は CCS1/CCS2 構成をサポートしており、充電管理の統合には OCPP が利用可能です。これらは、港周辺の道路救助、電気トラック、車両および互換性のある産業用 EV にとって明らかな利点です。ただし、電気船舶の場合は、インターフェースを個別に検証する必要があります。プロのバイヤーは広範な互換性の主張よりも技術的に信頼できる回答を求めているため、この区別は重要です。

モバイル エネルギー資産の再充電はディスパッチ モデルの一部です

モバイルストレージを利用した充電器は、無限のエネルギー源ではありません。独自の補充サイクルを計画する必要があります。このアプリケーションで説明した関連するドア エネルギー構成の場合、DC 補充ではシステムを低 SOC から最大まで約 1 時間で回復できますが、適切な AC 供給には約 2 時間を要する場合があります。実際の時間は、入力電力、初期 SOC、バッテリー温度、構成によって異なります。これにより、配備、エネルギーの供給、補給ポイントへの帰還または再配置、再充電、再配備という実用的な派遣リズムが生まれます。

遠隔地やダウンタイムコストの高いサイトでは、モジュール式のメンテナンスがより重要になります

都市部では、故障した充電器が代替品に囲まれていることもあります。島、遠隔ターミナル、または沿岸の建設現場では、これが利用可能な唯一の高出力エネルギー資産である可能性があります。 Door Energy はモジュール設計を使用して、サービスとコンポーネントレベルのメンテナンスをより管理しやすくしています。購入者は、スペアパーツ計画、検査スケジュール、リモート技術サポートプロセスを確立する必要がありますが、モジュール化により、個々のサブシステムの診断と交換の複雑さを軽減できます。

より広範なサイトインフラストラクチャを比較する事業者は、Door Energy のDC EV 充電器の範囲そして完全な製品ポートフォリオ。これは、プロジェクトが最終的にモバイル サポートから、固定料金とモバイル料金の両方を備えたハイブリッド サイトに発展する可能性がある場合に役立ちます。

陸上の固定電源、携帯電話の充電、それともハイブリッド システムですか?

優れた課金戦略は、すべてのシナリオに 1 つのテクノロジーを強制的に組み込むことを中心に構築されるわけではありません。常設陸上電力は通常、停泊地が固定され、利用率が高く、毎日のエネルギー需要が予測可能な場合に強力です。モバイル充電は、場所、タイミング、またはインフラストラクチャが変化する場合に強力です。ハイブリッド モデルは、ポートにコア固定ネットワークがあるものの、固定ネットワーク外のエリアに対する一時的な拡張、緊急サポート、またはエネルギーが必要な場合に、最も復元力の高いオプションとなります。

避けるべき 5 つのよくある計画上の間違い

• 最大kWだけで選ぶ。実際の充電速度は、受信バッテリー、電圧範囲、電流制限、および充電曲線によって決まります。
• 充電器自体の補充サイクルを無視します。次の通話までにモバイル ユニットが再充電できない場合、ディスパッチ モデルは失敗します。
• CCS2 が汎用船舶互換性を意味すると仮定します。道路とEVのインターフェースは、船舶固有の電気的および安全性検証に代わるものではありません。
• 海岸では通常の都市部のメンテナンス間隔を使用します。塩分、湿気、結露がある場合は、通常、より頻繁な検査と清掃が必要になります。
• 需要プロファイルが証明される前に恒久的なインフラを構築する。一時的なプロジェクトや不確実なプロジェクトは、検証段階でモバイル キャパシティの恩恵を受けることができます。

沿岸充電提案をリクエストする前に Door Energy に送信するもの

有用な技術的な推奨事項を得る最も早い方法は、単に「ボート用の充電器」を求めるのではなく、運用データを提供することです。 Door Energy は、容器または負荷の電圧、バッテリー容量、目標 SOC ウィンドウ、許容される最大充電電力、コネクタと通信の情報、1 日あたりの充電イベントの数、予想される所要時間、利用可能なグリッド電力、環境条件、設置または輸送の制約、およびサポートする必要がある AC 負荷を受け取る必要があります。海洋固有のインターフェースまたは認証が必要な場合は、プロジェクトの開始時に明記する必要があります。

Door Energy は、プロジェクトや製品の情報も提供します。よくある質問ページそして充電ソリューションの記事。これらのリソースは、購入者が技術的な確認を行う前に最初の質問を準備するのに役立ちます。

FAQ: 内航電気船舶の充電に関する実際的な質問

Q1: モバイル EV 充電器は電気船舶を直接充電できますか?

A1: 可能性はありますが、デフォルトではありません。直接充電は、船舶の電圧、電流、充電電力、コネクタ、BMS 通信、接地、保護、海洋安全要件によって異なります。 Door Energy は関連製品で CCS1/CCS2 および OCPP をサポートしていますが、電気船舶プロジェクトでは依然としてエンジニアリング互換性の確認が必要です。

Q2: 420 kW が運用に十分かどうかはどうすればわかりますか?

A2: 追加する必要があるエネルギーを計算し、それを利用可能な充電時間で割ります。たとえば、30 分で 180 kWh を使用するには、損失や充電の漸減を考慮する前に平均 360 kW が必要です。次に、バッテリーが実際にその電力を受け入れることができることを確認します。船舶が 200 kW のみを受け入れる場合、420 ​​kW の電源は強制的に 420 kW で充電することはありません。

Q3：kWとkWhの違いは何ですか？

A3: kW は電力、つまりエネルギーが供給される速度です。 kWh はエネルギー、つまり貯蔵または転送される量です。 420 kW の出力で 30 分間動作すると、理論上のエネルギー伝達は 210 kWh になります。充電システムのサイジングを行う際には、両方の数値が必要です。

Q4: モバイル充電が陸上の常設電力よりも経済的になるのはどのような場合ですか?

A4: 停泊地が一時的である場合、使用率が不確実である場合、ローカル送電網が弱い場合、展開速度が重要である場合、または同じ資産が複数の場所と負荷に対応できる場合に最も魅力的です。常設の高用途停泊地では、依然として固定陸上電力が有利になる可能性があります。

Q5: 1 つの Door Energy システムで船舶、トラック、建設機械をサポートできますか?

A5: 適切なドア エネルギー構成は、DC EV 充電と AC 負荷供給をサポートできるため、ポート EV、電気トラック、掘削機、ポンプ、照明などの産業用負荷にわたって同じモバイル エネルギー資産を使用できます。船舶への充電は、引き続きインターフェースと海洋安全性の適合性の影響を受けます。

Q6: 購入前に確認すべき沿岸環境仕様は何ですか?

A6: 侵入保護、腐食保護、エンクロージャの材質、コネクタ保護、動作温度範囲、熱管理、塩水噴霧検証、ケーブル管理、排水、メンテナンス間隔、およびプロジェクト固有の海洋認証要件について質問してください。

Q7: ローカル系統が故障した場合でもシステムは使用できますか?

A7: 充電されたストレージを利用したユニットは、互換性のある負荷に対してグリッドとは独立して一時的なエネルギーを提供できるため、緊急時回復計画の一部として役立ちます。利用可能なランタイムは、蓄積されたエネルギー、負荷電力、および予備の要件によって異なります。

Q8: Door Energy モバイル ユニットはどれくらい早く補充できますか?

A8: このガイドで説明する関連構成の場合、低 SOC から満充電まで、DC の補充には約 1 時間、適切な AC 電源には約 2 時間かかります。実際の補充時間は、入力電力、バッテリー SOC、温度、システム構成によって異なります。

Q9: OCPP は船舶への充電に対応していますか?

A9: いいえ。OCPP は、充電器から管理プラットフォームへの通信プロトコルです。これは、遠隔操作、監視、充電記録に役立ちますが、充電器と船舶バッテリー システム間の物理的または電気的インターフェイスを定義するものではありません。

Q10: モジュラー設計が沿岸地域で役立つのはなぜですか?

A10: リモート サイトでは代替サービスが少ないことが多いため、メンテナンス時間が重要になります。モジュラー アーキテクチャにより、サブシステムのアクセス、診断、交換がより管理しやすくなり、オペレータがコンポーネント レベルの障害による運用上の影響を軽減できるようになります。

Q11: 見積もりの​​ために Door Energy にどのような情報を送信すればよいですか?

A11: バッテリー容量、電圧範囲、最大充電電力/電流、コネクタと通信の要件、到着および目標 SOC、利用可能な充電ウィンドウ、毎日の充電頻度、グリッド容量、サイト環境、展開方法、および追加の AC 負荷を提供します。

Q12: 港は陸上電力を建設するのではなく、モバイル充電のみを選択する必要がありますか?

A12: 通常はありません。利用率の高い固定バースは、常設の陸上電力の恩恵を受けることがよくあります。モバイル充電は、一時的、遠隔地、緊急、ピーク需要、または混合負荷のシナリオを柔軟に補うものとして最も価値があります。多くの商用サイトは最終的にハイブリッド アーキテクチャの恩恵を受けることになります。

結論: 充電器ではなく、操作を中心に充電戦略を構築する

沿岸電化は、通常の路側充電とは異なるインフラ問題を引き起こします。オペレーターは、短いターンアラウンドウィンドウ、変動する船舶の位置、脆弱なグリッド、塩分の多い空気、高湿度、混合産業負荷、およびダウンタイムによる経済的コストを管理する必要があります。したがって、プロジェクトの成功は、利用可能な最大の電力値ではなく、エネルギー需要、デューティ サイクル、およびサイト条件から始まります。

あモバイルEV充電器永久的な陸上電力が負荷に到達できない場合、十分な速さで建設できない場合、またはバックアップが必要な場合に、真の価値を生み出すことができます。 Door Energy のアプローチは、モバイル エネルギー ストレージ、高出力 DC 充電、OCPP 接続、関連する EV アプリケーション向けの CCS1/CCS2 サポート、AC 負荷供給、モジュール式メンテナンスを組み合わせたものです。適切なプロジェクトの場合、これらの機能により、単一の固定充電場所への依存が軽減され、1 つのエネルギー資産で複数の運用ニーズをサポートできるようになります。

同時に、プロのバイヤーはアプリケーションの境界を明確にしておく必要があります。電気船舶は、道路用 EV とは異なる電気アーキテクチャを使用する場合があります。船舶への直接充電を導入する前に、完全な電圧、電流、コネクタ、通信、接地、インターロック、保護、および規制要件を確認する必要があります。このエンジニアリング規律により安全が保護され、最終的なソリューションの信頼性が高まります。

港湾、マリーナ、海岸建設、または緊急エネルギープロジェクトを計画している購入者にとって、次のステップは、まず運用データをマッピングしてから、機器を照合することです。を確認してくださいDoor Energy モバイル EV 充電器シリーズ、 探検するドアエナジー製品、またはにアクセスしてください。ドアエナジーのウェブサイトプロジェクト固有の構成について話し合います。