重量物のドローンを充電するためのモバイル電源ソリューションを選択する方法

重量物運搬用ドローンは、建設物流、遠隔貨物輸送、インフラ検査、緊急対応、産業用吊り上げ、および従来の車両では速度が遅かったり、安全でなかったり、作業エリアに到達できない可能性があるその他の任務に使用されることが増えています。しかし、多くのプロジェクトは展開後に同様の運用上の弱点を発見します。航空機はミッションを実行できますが、地上電力システムはバッテリーを十分な速さでサービスに戻すことができません。

そのため、電源の選択は「最大充電電力はいくらですか?」という質問から始めるべきではありません。より良い出発点は次のとおりです。フリートは 1 作業日あたり何キロワット時を消費するか、同時に何キロワットを利用可能にする必要があるか、バッテリーは飛行からどのくらいの速さで戻るか、現場で電力を必要とする他の機器はどれか、ということです。これらの質問に答えたら、モバイルEV充電器単なるEV充電デバイスとしてではなく、モバイルエネルギーハブとして評価できます。

ドアエネルギーは、路傍救助、商用車、重電機器、および屋外産業用途向けの移動式エネルギー貯蔵および充電システムを開発および製造しています。プロジェクトで安定したグリッド接続から離れた電力が必要な場合、同じモバイル エネルギー アーキテクチャで、互換性のある重量物運搬用ドローン充電システムをサポートできます。重要なのはシステムの正しいマッチングです。ドローンのバッテリー、充電器、電圧、電流、BMS ロジック、および温度制限によって実際の充電速度が決まります。

I. 重量物のドローン運用が地上電源のボトルネックに陥る理由

多くの場合、航空機がボトルネックではありません

重量物を運ぶドローンは数十分で生産的な飛行を完了するかもしれませんが、着陸後もバッテリーによるサポートサイクルが続きます。チームは、貨物を降ろし、航空機を検査し、バッテリーを交換し、必要に応じて保冷パックを交換し、充電器を接続し、次の出撃の準備をする必要がある場合があります。複数の航空機が一緒に運用されている場合、バッテリーは充電システムが処理できるよりも早く地上に戻る可能性があります。その結果、消耗したバッテリーが列をなし、高価な航空機が動作せずにエネルギーを待つことになります。

このため、フリート運営者は充電スループットの観点から考える必要があります。 20 kWh のバッテリー 1 つがあれば、自動的に大きな負荷になるわけではありません。ただし、4 機の航空機が同様のパックを 1 日に数回使用すると、1 日あたり数百キロワット時単位のエネルギー需要が発生する可能性があります。現場に照明、通信、ポンプ、工具、電動建設機械も必要な場合、エネルギー問題は「ドローンの充電」よりもはるかに大きくなります。

購入者が通常過小評価する 3 つの問題点

• フリートが多数の予備バッテリーを所有している場合でも、バッテリーのローテーションが失敗する可能性があります。予備のバッテリーは時間のバッファーを作成しますが、新しいエネルギーは作成しません。
• 遠隔地または一時的なサイトでは、近くに電気があっても、同時に複数の高出力充電器を実行するのに十分な空き容量がない場合があります。
• ミッション計画は変更されます。追加のフライト、長時間の勤務、寒冷または猛暑、迂回、積載量の変更、緊急作業などにより、エネルギー需要が当初の見積もりを超えて増加する可能性があります。

請負業者、救助団体、または産業運営者にとって、これらの問題はダウンタイムに直接つながります。経済的損失は電気代だけではありません。これには、アイドル状態のパイロット、エンジニア、車両、クレーン、サービスチーム、貨物の遅延、検査期間の逃し、契約上の違約金などが含まれる可能性があります。したがって、適切なモバイル電源システムは運用継続資産となります。

典型的なミッション条件とそれが電力計画に与える意味

II.重量物を運ぶドローン部隊には実際にどれくらいのエネルギーとパワーが必要なのでしょうか?

耐久性の場合はkWh、同時実行性の場合はkWhから始めます。

最も重要な 2 つの数字は混同しやすいです。 kWh 単位で測定されるエネルギー容量によって、システムがどれだけ長くミッションをサポートできるかが決まります。 kW 単位で測定される出力電力によって、同時に動作できる負荷の数が決まります。システムには 1 日分の十分なエネルギーが蓄えられているにもかかわらず、インバーターまたは出力パスが同時充電負荷をサポートできないために障害が発生する可能性があります。逆のことも起こる可能性があります。高出力ユニットは大量のキロワットを供給できますが、蓄えられたエネルギーがすぐに使い果たされてしまう可能性があります。

有用なルールは次のとおりです。kWh は耐久性を制御します。 kW は同時実行性を制御します。を評価するとき、モバイルEV充電器、両方の制限を個別にチェックする必要があります。

サプライヤーに連絡する前に収集する必要がある 6 つの番号

バッテリーの定格が kWh ではなくボルトとアンペア時である場合、最初の推定値は次のようになります: バッテリーエネルギー (kWh) = 電圧 × Ah ÷ 1,000。たとえば、800 V、25 Ah のバッテリーは理論上のエネルギー約 20 kWh に相当します。通常の動作ウィンドウが 20% SOC ～ 90% SOC である場合、変換損失を考慮する前のサイクルごとに回復されるエネルギーは約 20 × 70% = 14 kWh となります。

充電時間表の例

次の表は技術的な例であり、特定の航空機の性能を保証するものではありません。 20% ～ 90% の充電ウィンドウと 90% の計画効率を想定しています。実際の充電時間は、バッテリーメーカーの制限、充電器プロファイル、温度、および充電テーパによって異なります。

この表は、ヘッドラインの高い出力定格を 1 台のドローンの充電出力として決して解釈すべきではない理由も説明しています。承認されたドローン充電器が 10 kW しか受け入れられない場合、より大きなエネルギー プラットフォームでは、バッテリーに 20 kW、100 kW、または 420 kW を強制的に受け入れることはできません。航空機と充電システムが依然として制限要因となっています。

日次フリートエネルギーモデル

初期の計画には、毎日のドローン エネルギー = バッテリー容量 × 充電割合 × 充電イベント ÷ 充電効率を使用します。次に、補助負荷を追加して予約します。

耐久性の高い例が重要です。 30 kWh のバッテリー サイズのみに注目する購入者は、要件が控えめであると考えるかもしれません。実際には、毎日のサイクルを繰り返す 6 機の航空機により、現場の負荷が追加される前に 500 kWh を超えるドローン充電需要が発生する可能性があります。そのため、フリートのデューティ サイクルがシステムのサイジングを推進する必要があります。

ピーク電力は別途計算する必要があります

よくあるサイジングの間違いは、十分な kWh を購入するのに kW が少なすぎることです。もう 1 つは、エネルギー容量が少なすぎる非常に高出力のシステムを購入することです。正しいソリューションは両方のテストに合格する必要があり、ケーブル定格、コネクタ制限、モーターの始動電流、および環境ディレーティングも含める必要があります。

Ⅲ．予備のバッテリー、固定送電網、発電機だけでは不十分な理由

バッテリーを増やすと、エネルギー供給ではなくタイミングが問題になります

追加のバッテリーを購入することは、特に充電が飛行サイクルよりも遅い場合に、当面の待ち時間を減らすための賢明な方法です。ただし、追加のパックは艦隊が運ぶエネルギーバッファを増やすだけです。次のシフトの前にまだ充電する必要があります。日中に 20 kWh パックを 10 個使用した場合、プロジェクトは明日の作業が始まるまでに約 200 kWh を回復する必要がある可能性があります。

この区別は、数日にわたる建設、検査、緊急任務の場合に重要です。予備バッテリーはスケジュールの柔軟性を向上させますが、エネルギー源に代わるものではありません。

作業が固定されている場合、固定グリッド電力は優れています

永続的な電気接続は、多くの場合、予測可能な長期使用を可能にする安定したベースにとって最良のソリューションです。課題は、航空機が基地から数キロ離れた場所で運航する場合、作業ゾーンが毎日移動する場合、または一時的な大電力サービスに新しいケーブル配線、開閉装置、承認、土木工事が必要になる場合に現れます。このような状況では、コストは電気機器だけではありません。プロジェクトは、後に放棄されるインフラストラクチャを待つ時間を失う可能性もあります。

発電機は柔軟ですが、燃料の物流も使命の一部になります

発電機は一時的に大量の電力を供給できるため、多くの現場で引き続き役立ちます。それでも、チームは燃料の供給、給油、メンテナンス、騒音、排気、稼働時間の制限、発電機の負荷を考慮する必要があります。遠隔地では、エネルギー計画は燃料供給計画になります。すでに車両や機器の電動化を進めている組織では、バッテリーベースのモバイル電源により、こうした物流の一部を簡素化できます。

一般的な電力戦略の意思決定表

モバイルストレージシステムの実際的な利点は、エネルギー源がプロジェクトに追随できることです。このプロジェクトでは、消耗したバッテリーをすべて送電網に戻すのではなく、蓄積されたエネルギーを航空機に近づけます。頻繁に場所を変更する重量物の運搬を行うドローン チームにとって、これにより非生産的な移動と待ち時間の主な原因を取り除くことができます。

IV.モバイル電源ソリューションを選択する前に比較すべき 7 つの要素

1. 銘板容量のみではなく、使用可能なエネルギー容量

予想される 1 日あたりの kWh 要件から始めて、モバイル ストレージ システムの使用可能な SOC 範囲と予備ポリシーを検討します。毎日 250 kWh の消費量を計算するプロジェクトでは、自動的に 250 kWh システムを選択すべきではありません。変換ロス、天候、バッテリーの劣化、迂回、予期せぬ負荷に備えたマージンが必要です。

2. 連続出力とピーク出力

同時に動作する可能性のあるすべての負荷を追加します。 4 台の 12 kW ドローン充電器、7.5 kW ポンプ、および 5 kW の照明と通信が重複する可能性がある場合、設計マージンとモーター始動要件を考慮する前に、サイトには少なくとも 60.5 kW が必要です。この数値は、シフトの最も忙しい時間帯の 1 日の合計 kWh よりも重要である可能性があります。

3. 充電スループットとバッテリー返却率

車両に十分な電力が供給されていても、充電ステーションが少なすぎる場合は、キューに悩まされる可能性があります。 1 時間あたり 4 個の消耗したバッテリーが戻ってきて、各充電器が必要な SOC を回復するのに 45 分かかる場合、プロジェクトではペースを保つために、継続的に利用可能な充電位置がおよそ 3 つ必要になります。クリーニング、検査、熱遅延、充電器の障害に備えて、冗長性を追加することをお勧めします。

4. 承認されたドローン充電器との電気的互換性

これは重要な技術的チェックです。 Door Energy は、該当する製品で CCS1、CCS2、OCPP などの高出力 EV 機能をサポートしていますが、これらの規格はドローン充電プロトコルとして説明されるべきではありません。ほとんどのプロジェクトにとって、より安全なアーキテクチャは、モバイル ストレージ → 互換性のある AC 電源 → メーカー承認のドローン充電器 → ドローン バッテリーです。直接 DC 統合は、電圧、電流、コネクタ、通信、BMS、および熱要件が明示的に設計および検証されている場合にのみ可能です。

5. モバイルパワーユニットの補充速度

プロジェクトの大部分が充電の待機に費やされる場合、モバイル電源ユニットは役に立ちません。 Door Energy プロジェクトの構成は、選択した構成、開始 SOC、入力電力、および環境条件に応じて、互換性のある DC 充電源から約 1 時間で、または適切な AC 配電源から約 2 時間で補充できます。 24 時間プロジェクトの場合、オペレーターは 2 つのエネルギー ユニットをローテーションして、一方が稼働している間にもう一方が補充できるようにすることも検討できます。

6. モビリティとサイトへのアクセス

舗装された倉庫で機能するソリューションは、採石場、鉱山、泥だらけの建設現場、または舗装されていない緊急ゾーンでは導入が難しい場合があります。 Door Energy は、車載プラットフォーム、トレーラープラットフォーム、ロボットプラットフォーム、全地形対応プラットフォームなど、複数のモバイル アーキテクチャを提供しています。要求の厳しいオフグリッド作業のために、同社はまた、全地形対応 420 kWh クローラー エネルギー貯蔵プラットフォーム大容量ストレージ、マルチ出力の EV 充電、産業用 AC 負荷供給を中心に設計されています。

7. メンテナンス、冗長性、保守性

リモートサイトではダウンタイムが特に高くつくため、購入前に保守性を評価する必要があります。 Door Energy は、トラブルシューティングとコンポーネント レベルのサービスを簡素化するモジュラー システム設計を重視しています。購入者は、どのようなアラームが表示されるか、現場で交換できるモジュールは何か、どのようなリモート サポートが利用できるか、プロジェクトにバックアップ充電パスが必要かどうかも尋ねる必要があります。同社の研究開発と製造のアプローチについて詳しくは、Door Energy 会社概要ページ。

購入者チェックリスト

V. ドアエネルギーが重量物運搬用ドローンの運用をどのようにサポートするか

このシステムはドローン専用充電器ではなく、モバイル エネルギー ハブとして考えてください。

Door Energy が最も適しているのは、すべての重量物運搬用ドローンに EV コネクタが必要であるかのように装うことではありません。代わりに、同社は、プロジェクトの承認済み充電装置やその他のサイト負荷をサポートするモバイルエネルギー貯蔵プラットフォームを提供できます。同じエネルギー資産が稼働日中に複数のタスクに対応できるため、この配置は産業顧客にとってより便利です。

たとえば、プロジェクトではモバイル ストレージ システムを使用して、AC 出力を通じて互換性のあるドローン充電器に供給すると同時に、作業灯、ポンプ、通信機器、またはサービス ツールもサポートできます。別の時点では、同じプラットフォームが互換性のある電気自動車や電気機械に高出力充電を提供する可能性があります。この多目的な役割により、1 つのデバイスのみにサービスを提供する電源システムを購入する場合と比較して、使用率を向上させることができます。

お客様の問題点に対応した Door Energy 機能

Door Energy が公開した大容量プラットフォームでは、同社は最大 420 kWh の貯蔵エネルギー、最大 420 kW の組み合わせ DC 充電出力、該当する EV 充電機能用の CCS1/CCS2 および OCPP 1.6J、さらに高出力 AC 負荷供給をリストしています。購入者はより広範なレビューを行うことができますモバイルEV充電器の製品範囲または420kWhのモバイルエネルギー貯蔵充電製品参考構成用。

重要な技術的境界: 420 kW は 1 台のドローンに 420 kW を供給することを意味するものではありません

この区別は、技術的に信頼できる提案では明示されるべきです。プラットフォームの最大出力は、指定された条件下でエネルギー システムが利用できる量を表します。ドローンは、バッテリー、充電器、BMS、電圧ウィンドウ、コネクタ、および熱管理によって許可された充電電力のみを受け入れます。したがって、目的は可能な限り高い出力を航空機に押し込むことではありません。目的は、地上電力が新たなボトルネックになることなく、いくつかの承認された充電パスと他のサイト負荷の動作を維持するのに十分な総システム容量を提供することです。

終日のサイズ設定の例

6 台の重量物運搬用ドローンを操縦している建設請負業者を考えてみましょう。各航空機が 30 kWh のバッテリーを使用し、通常の充電ウィンドウは 25% ～ 90% であり、各航空機は 1 日の稼働中に 4 回の充電イベントを必要とすると仮定します。計画では、充電システム効率が 90% であると仮定します。

この教訓は、すべての 6 台のドローン プロジェクトが正確に 726 kWh を必要とするということではありません。この教訓は、30 kWh のバッテリーでは、フリートのサイズ、繰り返しサイクル、サイトの負荷、予備を考慮すると、1 日あたり 700 kWh 以上のエネルギー問題になる可能性があるということです。この例では、420 ​​kWh のストレージ ユニット 1 つでは、補充がなければモデル化された 1 日全体をカバーできません。オペレーターには、シフト中の再充電、2 台目のユニット、1 日あたりの需要の低下、必要な予備量の削減、または別の検証済みのエネルギー源が必要になります。

ダウンタイムは電気代よりも高価であることが多い

ドローン プロジェクトでは、乗組員と機材を合わせて 1 時間あたり 250 米ドルの待機コストがかかるとします。不適切な充電により 30 日間のプロジェクトで 1 日あたり 2 時間の待ち時間が発生した場合、理論上のダウンタイム コストは 15,000 米ドルになります。エネルギー計画を改善することで待ち時間が 1 日あたり 0.5 時間に減れば、その数字は 3,750 米ドルに下がります。遅延ペナルティや生産性の向上を考慮しないと、その差は 11,250 米ドルになります。

このため、調達では、エネルギー システムの購入価格や地域の電気料金だけでなく、総運用コストを比較する必要があります。フィールドエネルギーアプリケーションのその他の例については、Door Energy のを参照してください。プロジェクト事例、その記事農業用ドローン運用のためのオフグリッド電源、およびその議論建設現場のモバイル電源アプリケーション。

モバイルEV充電器が不要な場合

モバイル大容量システムは、すべてのドローン操縦者にとって正しい答えではありません。十分な電力サービスが提供される恒久的な施設から 1 日に 1 つまたは 2 つのミッションを飛行する 1 台の軽量ドローンには、従来の固定充電器の方が適切なサービスが提供される可能性があります。の値モバイルEV充電器フリートが大きい場合、作業現場が変更される場合、送電網が弱いか利用できない場合、ミッションが長時間続く場合、または同じエネルギー源が複数の産業負荷をサポートする必要がある場合、エネルギーはさらに強力になります。

VI.よくある質問 (FAQ)

Q1. Door Energy システムは重量物を運ぶドローンを直接充電できますか?

A1.それは航空機の電気構造によって異なります。ほとんどのプロジェクトでは、Door Energy を現場の電源として使用し、互換性のある AC 出力を通じてメーカー承認のドローン充電器に電力を供給するアプローチが推奨されます。直接 DC 統合は、電圧、電流、コネクタ、通信、BMS、および熱要件が完全に一致した後にのみ使用してください。

Q2. 420 kW のドア エネルギー定格は、1 台のドローンが 420 kW で充電できることを意味しますか?

A2.いいえ。プラットフォームの定格とバッテリーの充電速度は異なります。ドローンは、バッテリーと充電システムによって許可された電力のみを受け入れることができます。大容量プラットフォームの利点は、複数の制御された負荷をサポートし、他の機器のための余裕を残せることです。

Q3.モバイル EV 充電器を選択する前に、最初に計算すべき数値は何ですか?

A3. 1 日あたりの使用可能なエネルギー (kWh) から始めて、最大同時需要を kW (kW) で計算します。どちらの数字も必要です。日次 kWh は、システムがどれくらいの時間動作しなければならないかを示します。ピーク kW は、一度に実行できる充電器と補助負荷の数を示します。

Q4.重量物運搬ドローンプロジェクトではどれくらいの予備エネルギーを確保すべきでしょうか?

A4.可変フィールド運用では、初回パス計画の予備率が約 15% ～ 30% であるのが一般的ですが、適切なマージンはミッションの重要性、充電源へのアクセス、天候、バッテリーの老朽化、ダウンタイムのコストによって異なります。緊急プロジェクトや遠隔プロジェクトでは、通常、予測可能な基本業務よりも大きな余裕が必要です。

Q5.同じ Door Energy システムはドローン以外の機器にも電力を供給できますか?

A5.はい、選択した構成に応じて可能です。 Door Energy モバイル ストレージ システムは、EV 充電以外にも設計されており、照明、ウォーター ポンプ、サービス ツール、特定の電気建設機器などの承認済み AC 負荷をサポートできます。これにより、このプラットフォームは一時的な産業用エネルギー ハブとして役立ちます。

Q6. Door Energy モバイル システムはどれくらい早く補充できますか?

A6. Door Energy プロジェクトの構成は、互換性のある DC 充電源から約 1 時間、または適切な AC 配電源から約 2 時間で補充できるように設計できます。実際の時間は、バッテリー容量、開始 SOC、利用可能な入力電力、温度、および選択した製品構成によって異なります。

Q7. CCS1、CCS2、OCPP はドローンの充電に使用されますか?

A7.一般的なドローンの標準とは異なります。 Door Energy は、該当する EV 充電機能のために CCS1、CCS2、OCPP をサポートしています。ドローンの充電には、航空機メーカーが承認した充電器、または特別に設計された互換性のあるインターフェイスを使用する必要があります。この分離は安全性と技術的信頼性にとって重要です。

Q8.同時に必要な充電位置の数を確認するにはどうすればよいですか?

A8.消耗したバッテリーが戻る速度と各バッテリーの回復に必要な時間を比較します。 1 時間ごとに 4 つのパックが戻ってきて、各充電イベントが 45 分間充電器を占有する場合、ペースを維持するだけで約 3 つの充電位置が必要になります。実際のプロジェクトでは、検査、冷却、充電器の可用性のために冗長性を追加する必要があります。

Q9.すでに予備のドローンバッテリーを多数所有している場合でも、モバイルシステムは役に立ちますか?

A9.はい、予備バッテリーは総エネルギーの問題ではなく、スケジュールの問題を解決するためです。使い果たされたパックはすべて、最終的には再充電する必要があります。複数日にわたる運用の場合、フリートが明日同じワークロードを繰り返すことができるかどうかは、エネルギー源によって決まります。

Q10.プロジェクトマッチングのために Door Energy にどのような情報を送信すればよいですか?

A10.ドローンのモデル、バッテリーの電圧とkWh、充電器の入力要件、航空機の数、予想される1日あたりの飛行または充電イベント、同時充電器の数、作業時間、その他の現場の負荷、利用可能な充電源および環境条件を提供します。これらの入力により、Door Energy は一般的な総合電力定格ではなく、ミッションに基づいた構成を推奨できます。

VII.結論: 最大のパワーではなく、ミッションの継続性を重視して選択してください

重量物を運ぶドローンフリートに最適なモバイル電源ソリューションは、自動的に最大の kW 番号を持つユニットになるわけではありません。信頼性の高い設計は、毎日のバッテリーエネルギー、充電 SOC ウィンドウ、充電イベントの頻度、同時充電器、補助負荷、予備ポリシー、サイトへのアクセスおよび補充時間などの使命から始まります。

これらの入力がわかれば、プロジェクトは貯蔵エネルギーと出力電力の適切なバランスを選択できます。これにより、kWh を購入しても kW が足りなかったり、高出力電力を購入しても営業日を通して持続するのに十分なエネルギーがなかったりするという 2 つの高価な間違いを防ぐことができます。

要求の厳しい遠隔操作や産業操作の場合、Door Energy は承認された重量物運搬用ドローン充電装置の背後にあるモバイル エネルギー層として機能します。同社の幅広い製品ポートフォリオには、モバイルストレージおよび充電システム、互換性のある電気自動車および機械用の高出力 DC 充電機能、AC 産業用負荷サポート、迅速な補充オプション、モジュール式メンテナンスが含まれます。つまり、単なる「ドローンの充電」ではないのです。固定インフラストラクチャがミッションを遂行できない場合でも、オペレーション全体に電力を供給し続けます。

プロジェクトに複数の重量物ドローン、遠隔建設、緊急対応、オフグリッド産業作業、または混合電気負荷が含まれる場合は、ドアエナジーのウェブサイトそしてモバイルEV充電器の製品範囲。プロジェクト固有の推奨事項については、フリート、バッテリー、充電器、毎日のデューティ サイクル、サイト負荷データを、ドアエナジーお問い合わせページ。目標はシンプルであるべきです。ミッションを継続するために十分なエネルギー、十分なパワー、適切なインターフェース、および十分な予備を確保する必要があります。