(57)【要約】【課題】通常航海時における発電機の燃費効率の悪化を抑制すること。【解決手段】船舶の発電システムは、船舶の船内に電力を供給する複数の発電機（１１，１２，１３）と、複数の発電機（１１，１２，１３）から出力された電力を蓄えて、蓄えた電力を船内に供給する２次電池１４と、船舶の通常航海時において、複数の発電機（１１，１２，１３）のうち第１発電機１１と、２次電池１４とによって船舶に電力を供給する制御装置２０と、を備える。制御装置２０は、船舶の入出港時において、第１発電機１１と同等の電力を出力できるように２次電池１４を充電する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶の船内に電力を供給する複数の発電機と、
前記複数の発電機から出力された電力を蓄えて、蓄えた電力を前記船内に供給する２次電池と、
前記船舶の通常航海時において、前記複数の発電機のうち第１発電機と、前記２次電池とによって前記船舶に電力を供給し、かつ前記第１発電機と同等の電力を入出港の際に出力できるように前記２次電池を充電する制御装置と、
を備える、船舶の発電システム。
【請求項２】
前記２次電池は、前記第１発電機の定格電力の９０％以上１２０％以下の容量を有する、請求項１に記載の船舶の発電システム。
【請求項３】
前記制御装置は、前記船舶の通常航海時において、前記第１発電機と、前記複数の発電機のうち第２発電機とによって前記船内に電力を供給し、前記複数の発電機のうち第３発電機によって前記２次電池を充電する、請求項１または２に記載の船舶の発電システム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記船舶の通常航海時において、前記第１発電機と、前記複数の発電機のうち第２発電機とによって前記船内に電力を供給し、前記船内に供給した電力のうち、余剰した電力を利用して前記２次電池を充電する、請求項１または２に記載の船舶の発電システム。
【請求項５】
前記船舶の推進機器の回転軸に設けられた軸発電機と更に備える、請求項１または２に記載の船舶の発電システム。
【請求項６】
前記制御装置は、前記船舶の通常航海時において、前記第１発電機と、前記複数の発電機のうち第２発電機とによって前記船内に電力を供給し、前記複数の発電機のうち第３発電機と、前記軸発電機とによって前記２次電池を充電する、請求項５に記載の船舶の発電システム。
【請求項７】
前記制御装置は、前記船舶の通常航海時において、前記第１発電機と、前記軸発電機とによって前記船内に電力を供給し、前記複数の発電機のうち第２発電機によって前記２次電池を充電する、請求項５に記載の船舶の発電システム。
【請求項８】
前記制御装置は、前記船舶の通常航海時において、前記第１発電機と、前記複数の発電機のうち第２発電機とによって前記船内に電力を供給し、前記複数の発電機のうち第３発電機によって前記２次電池を充電し、前記２次電池によって前記軸発電機に電力を供給する、請求項５に記載の船舶の発電システム。
【請求項９】
前記制御装置は、前記船舶の通常航海時において、前記第１発電機と、前記複数の発電機のうち第２発電機とによって前記船内に電力を供給し、前記船内に供給した電力のうち、余剰した電力と、前記軸発電機とによって前記２次電池を充電する、請求項５に記載の船舶の発電システム。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記船舶の通常航海時において、前記第１発電機と、前記複数の発電機のうち第２発電機とによって前記船内に電力を供給し、前記船内に供給した電力のうち、余剰した電力を利用して前記２次電池を充電し、前記２次電池によって前記軸発電機に電力を供給する、請求項５に記載の船舶の発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶の発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
フェリーなどの船舶においては、船内設備に電力を供給するために、冗長性や必要な最大電力を考慮して複数（例えば、３台）の発電機を搭載しており、各発電機を運転時間が均等となるように稼働させている。最大電力が必要となるのは、例えば、入出港時にバラスラスタなどの機器を使用する場合である。この場合、３台の発電機が高負荷で運転される。一方、通常航海中においては、２台の発電機で船内に電力を供給し、残りの１台は待機させる運用となる。
【０００３】
通常、発電機は定格出力で燃費効率がよいように設計されているため、入出港時においては、燃費効率に問題は発生しない。しかしながら、入出港時における必要な電力に基づいて発電機の定格電力を設定しているため、通常航海時においては２台の発電機を低負荷（例えば、定格出力の６０％）で稼働させることとなり、燃費効率が悪化してしまう問題がある。このため、通常航海時においても発電機を高負荷で稼働させて燃費効率を悪化させないために、例えば、定格出力の小さな発電機と、２次電池とを組み合わせて使用することが望まれている。
【０００４】
特許文献１は、発電機と、２次電池とを備えた、回転出力に対する要求トルクおよび要求回転数が変化する場合にも、高い効率で運転できる電動機システムを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１８９６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１には２次電池を利用して燃費効率の悪化を抑制することについて記載されていない。したがって、特許文献１に記載の電動機システムを船舶に適用したとしても、船舶の通常航海時における発電機の燃費効率の悪化を抑制することは困難である。
【０００７】
そこで、本発明は、船舶において、通常航海時における発電機の燃費効率の悪化を、２次電池を利用することで抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の船舶の発電システムは、船舶の船内に電力を供給する複数の発電機と、前記複数の発電機から出力された電力を蓄えて、蓄えた電力を前記船内に供給する２次電池と、前記船舶の通常航海時において、前記複数の発電機のうち第１発電機と、前記２次電池とによって前記船舶に電力を供給する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記船舶の入出港時において、前記第１発電機と同等の電力を出力できるように前記２次電池を充電する。
【０００９】
この構造によれば、高負荷で稼働させた発電機と、２次電池とによって船舶に必要な電力を賄うことができる。したがって、発電機の燃費効率を向上させることができる。
【００１０】
前記２次電池は、前記第１発電機の定格電力の９０％以上１２０％以下の容量を有することが好ましい。
【００１１】
この構造によれば、２次電池を発電機と同様に使用することができる。したがって、発電機の燃費効率を向上させることができる。
【００１２】
また、前記制御装置は、前記船舶の通常航海時において、前記第１発電機と、前記複数の発電機のうち第２発電機とによって前記船内に電力を供給し、前記複数の発電機のうち第３発電機によって前記第２次電池を充電することが好ましい。
【００１３】
この構造によれば、通常航海時おいて、各発電機を高負荷で稼働させつつ、２次電池を充電することができる。したがって、燃費の効率を向上させることができる。
【００１４】
また、前記制御装置は、前記船舶の通常航海時において、前記第１発電機と、前記複数の発電機のうち第２発電機とによって前記船内に電力を供給し、前記船内に供給した電力のうち、余剰した電力を利用して前記２次電池を充電することが好ましい。
【００１５】
この構造によれば、通常航海時おいて、各発電機を高負荷で稼働させつつ、２次電池を充電することができる。したがって、燃費の効率を向上させることができる。
【００１６】
また、推進機器の回転軸に設けられた軸発電機を更に備えることが好ましい。
【００１７】
この構造によれば、高負荷で稼働させた発電機と、２次電池と、軸発電機とによって船舶に必要な電力を賄うことができる。したがって、発電機の燃費効率を向上させることができる。
【００１８】
また、前記制御装置は、前記船舶の通常航海時において、前記第１発電機と、前記複数の発電機のうち第２発電機とによって前記船内に電力を供給し、前記複数の発電機のうち第３発電機と、前記軸発電機とによって前記２次電池を充電することが好ましい。
【００１９】
この構造によれば、通常航海時おいて、各発電機を高負荷で稼働させつつ、２次電池を充電することができる。したがって、発電機の燃費効率を向上させることができる。
【００２０】
また、前記制御装置は、前記船舶の通常航海時において、前記第１発電機と、前記軸発電機とによって前記船内に電力を供給し、前記複数の発電機のうち第２発電機によって前記２次電池を充電することが好ましい。
【００２１】
この構造によれば、通常航海時おいて、各発電機を高負荷で稼働させつつ、２次電池を充電することができる。したがって、発電機の燃費効率を向上させることができる。
【００２２】
また、前記制御装置は、前記船舶の通常航海時において、前記第１発電機と、前記複数の発電機のうち第２発電機とによって前記船内に電力を供給し、前記複数の発電機のうち第３発電機によって前記２次電池を充電し、前記２次電池によって前記軸発電機に電力を供給することが好ましい。
【００２３】
この構造によれば、通常航海時おいて、各発電機を高負荷で稼働させつつ、２次電池を充電し、かつ２次電池を利用して軸発電機に電力を供給することができる。したがって、発電機の燃費効率を向上させることができる。また、２次電池によってプロペラの回転を加勢することができるので、主機の消費燃料を少なくすることができる。
【００２４】
また、前記制御装置は、前記船舶の通常航海時において、前記第１発電機と、前記複数の発電機のうち第２発電機とによって前記船内に電力を供給し、前記船内に供給した電力のうち、余剰した電力と、前記軸発電機とによって前記２次電池を充電することが好ましい。
【００２５】
この構造によれば、通常航海時おいて、各発電機を高負荷で稼働させつつ、２次電池を充電することができる。したがって、発電機の燃費効率を向上させることができる。
【００２６】
また、前記制御装置は、前記船舶の通常航海時において、前記第１発電機と、前記複数の発電機のうち第２発電機とによって前記船内に電力を供給し、前記船内に供給した電力のうち、余剰した電力を利用して前記２次電池を充電し、前記２次電池によって前記軸発電機に電力を供給することが好ましい。
【００２７】
この構造によれば、通常航海時おいて、各発電機を高負荷で稼働させつつ、２次電池を充電することができる。したがって、発電機の燃費効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る発電システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の第１実施形態に係る発電システムの入出港時における動作の一例を示すフローチャートである。
【図３】図３は、本発明の第１実施形態に係る発電システムの船舶の通常航海時における動作の一例を示すフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の第１実施形態の変形例に係る発電システムの構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、本発明の第１実施形態の変形例に係る発電システムの船舶の通常航海時における動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】図６は、本発明の第２実施形態に係る発電システムの構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、本発明の第２実施形態に係る発電システムの船舶の通常航海時における動作の一例を示すフローチャートである。
【図８】図８は、本発明の第２実施形態に係る発電システムの船舶の通常航海時における動作の一例を示すフローチャートである。
【図９】図９は、本発明の第２実施形態に係る発電システムの船舶の通常航海時における動作の一例を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、本発明の第２実施形態の変形例に係る発電システムの構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、本発明の第２実施形態の変形例に係る発電システムの船舶の通常航海時における動作の一例を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、本発明の第２実施形態の変形例に係る発電システムの船舶の通常航海時における動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る船舶の発電システムの好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含む。
【００３０】
図１を用いて、本発明の第１実施形態に係る発電システムの構成について説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る発電システムの構成を示すブロック図である。
【００３１】
図１に示すように、発電システム１は、主発電機１０と、制御装置２０とを備える。主発電機１０は、第１発電機１１と、第２発電機１２と、第３発電機１３と、２次電池１４とを有する。なお、発電システム１は、３台の発電機を有するが、これは例示であり、本発明を限定するものではない。発電システム１は、更に多くの発電機を有していてもよい。
【００３２】
第１発電機１１と、第２発電機１２と、第３発電機１３とは、船舶の船内に設置された発電機である。第１発電機１１と、第２発電機１２と、第３発電機１３は、船舶の船内に設置されている各設備に対して電力を供給する。第１発電機１１と、第２発電機１２と、第３発電機１３とは、それぞれ、同一の定格電力を有することが好ましい。この場合、第１発電機１１と、第２発電機１２と、第３発電機１３との定格出力は、例えば、１０００ｋＷである。なお、第１発電機１１と、第２発電機１２と、第３発電機１３との定格出力は、船舶の入出港時に必要な電力に応じて設定すればよい。
【００３３】
２次電池１４は、船舶の船内に設置されており、船内に設置されている各設備に電力を供給する。２次電池１４は、例えば、船内に必要な電力のうち、高負荷（例えば、９０％）で稼働させた１台の発電機によって船内に供給された電力では不足する分の電力を船内に供給する。２次電池１４は、第１発電機１１と、第２発電機１２と、第３発電機１３とによって充電される。２次電池１４の定格電力は、第１発電機１１と、第２発電機１２と、第３発電機１３との定格電力が１０００ｋＷである場合、例えば、１５００ｋＷである。すなわち、２次電池１４は、比較的大容量の２次電池であり、第１発電機１１と、第２発電機１２と、第３発電機１３と同程度の電力を出力することができる。具体的には、２次電池１４は、各発電機の定格出力の９０％以上１２０％以下の電力を出力できることが好ましい。２次電池１４の容量の上限は、２次電池１４のサイクル特性を考慮して決定される。例えば、２次電池１４の容量が８０％に劣化した場合であっても、第１発電機１１から第３発電機１３の定格電力の９０％以上の電力を出力できるように決定される。このため、２次電池１４は、第１発電機１１と、第２発電機１２と、第３発電機１３の代わりに使用することができる。
【００３４】
制御装置２０は、第１発電機１１と、第２発電機１２と、第３発電機１３と、２次電池１４とを制御する。具体的には、制御装置２０は、図示しない記憶装置に記憶されているプログラムを展開して実行することによって、第１発電機１１と、第２発電機１２と、第３発電機１３と、２次電池１４とを制御する。制御装置２０は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）を含む、電子的な回路などで実現することができる。
【００３５】
次に、図２及び図３を参照して、図１に図示の発電システム１の動作について説明する。図２は、船舶の入出港時における発電システム１の動作を示すフローチャートである。図３は、船舶の通常航海時における発電システム１の動作を示すフローチャートである。なお、以下では、船舶が入出港時に必要な電力が４５００ｋＷ、通常航海時に必要な電力が１８００ｋＷであるものとして説明するが、これに限定されない。
【００３６】
まず、図２を用いて、船舶の入出港時における発電システム１の動作について説明する。制御装置２０は、第１発電機１１と、第２発電機１２と、第３発電機１３とを稼働させる（ステップＳ１０１）。ここでは、制御装置２０は、第１発電機１１と、第２発電機１２と、第３発電機１３とを定格出力で稼働させる。第１発電機１１と、第２発電機１２と、第３発電機１３との定格電力は、１０００ｋＷであるものとする。すなわち、制御装置２０は、第１発電機１１と、第２発電機１２と、第３発電機１３とによって３０００ｋＷの電力を出力させる。そして、制御装置２０は、ステップＳ１０２に進む。
【００３７】
制御装置２０は、２次電池１４を稼働させる（ステップＳ１０２）。ここで、２次電池１４には、通常航海している間に、第１発電機１１と、第２発電機１２と、第３発電機１３と同程度の電力を出力できるように、充電されている。具体的には、制御装置２０は、２次電池１４に１５００ｋＷの電力を出力させる。そして、制御装置２０は、ステップＳ１０３に進む。
【００３８】
制御装置２０は、第１発電機１１と、第２発電機１２と、第３発電機１３と、２次電池１４とによって、船内に４５００ｋＷの電力を供給する（ステップＳ１０３）。
【００３９】
次に、図３を用いて、船舶の通常航海時における発電システム１の動作について説明する。
【００４０】
まず、制御装置２０は、第１発電機１１を稼働させる（ステップＳ２０１）。ここでは、制御装置２０は、例えば、第１発電機１１を高負荷（例えば、定格出力の９０％）で稼働させ、第２発電機１２と、第３発電機１３とを待機させる。具体的には、第１発電機の定格電力が１０００ｋＷである場合、制御装置２０は、第１発電機１１に９００ｋＷの電力を出力させる。そして、制御装置２０は、ステップＳ２０２に進む。
【００４１】
制御装置２０は、２次電池１４を稼働させる（ステップＳ２０２）。ここでは、制御装置２０は、船内に必要な電力を出力させる。例えば、船内に必要な電力は１８００ｋＷであり、第１発電機１１は９００ｋＷの電力を出力しているので、制御装置２０は、不足分の９００ｋＷの電力を２次電池１４に出力させる。そして、制御装置２０は、ステップＳ２０３に進む。
【００４２】
制御装置２０は、第１発電機１１と、２次電池１４とによって船内に１８００ｋＷの電力を供給する（ステップＳ２０３）。そして、制御装置２０は、ステップＳ２０４に進む。
【００４３】
次に、制御装置２０は、２次電池１４の充電量を確認する（ステップＳ２０４）。そして、制御装置２０は、ステップＳ２０５に進む。
【００４４】
２次電池１４に充電が必要でない場合（ステップＳ２０５の「Ｎｏ」）、制御装置２０は、ステップＳ２０３に戻る。すなわち、２次電池１４の充電量が十分ある場合には、第１発電機１１と、２次電池１４とによって、船内への電力の供給を続ける。一方。２次電池１４に充電が必要な場合（ステップＳ２０５の「Ｙｅｓ」）、制御装置２０は、ステップＳ２０６に進む。２次電池１４に充電が必要な場合とは、例えば、入出港時に各発電機と同等の電力を出力できない場合のことを意味する。
【００４５】
制御装置２０は、２次電池を停止させる（ステップＳ２０６）。そして、制御装置２０は、ステップＳ２０７に進む。
【００４６】
制御装置２０は、第２発電機１２と、第３発電機１３とを稼働させる（ステップＳ２０７）。ここでは、制御装置２０は、例えば、第２発電機１２と、第３発電機１３とを高負荷（例えば、定格電力の９０％）で稼働させる。具体的には、第２発電機１２と、第３発電機１３との定格電力が１０００ｋＷである場合、制御装置２０は、第２発電機１２と、第３発電機１３とに９００ｋＷの電力を出力させる。すなわち、制御装置２０は、第１発電機１１と、第２発電機１２と、第３発電機１３との３台の発電機を高負荷で稼働させる。そして、制御装置２０は、ステップＳ２０８に進む。
【００４７】
制御装置２０は、第１発電機１１と、第２発電機１２とによって船内に必要な１８００ｋＷの電力を供給する（ステップＳ２０８）。そして、制御装置２０は、ステップＳ２０９に進む。
【００４８】
制御装置２０は、第３発電機１３によって２次電池１４を充電する（ステップＳ２０９）。ここでは、制御装置２０は、第３発電機１３によって、船舶が入出港時において必要な電力を確保できるように２次電池１４を充電する。具体的には、第１発電機１１と、第２発電機１２と、第３発電機１３の定格電力が１０００ｋＷの場合、１５００ｋＷの電力を出力できるように２次電池１４を充電する。なお、第１発電機１１と、第２発電機１２と、第３発電機１３とは同じ定格出力を有しているので、稼働率が同じとなるように、それぞれをローテンションして運用される。
【００４９】
次に、図４を参照して、第１実施形態に係る発電システム１の変形例について説明する。図４は、第１実施形態の変形例に係る発電システム１Ａの構成を示すブロック図である。
【００５０】
図４に示すように、発電システム１Ａは、主発電機１０Ａと、制御装置２０とを備える。主発電機１０Ａは、第１発電機１１と、第２発電機１２と、２次電池１４とを有する。すなわち、発電システム１Ａは、２台の発電機と、２次電池によって船舶に電力を供給する点で、発電システム１と異なっている。この場合、第１発電機１１と、第２発電機１２との定格出力は、船舶が入出港時に必要な電力が４５００ｋＷである場合、１５００ｋＷであるものとする。
【００５１】
次に、図５を参照して、図４に図示の発電システム１Ａの動作について説明する。図５は、船舶の通常航海時における発電システム１Ａの動作を示すフローチャートである。なお、入出港時における動作については発電システム１と同様なので説明は省略する。以下では、船舶が入出港時に必要な電力が４５００ｋＷ、通常航海時に必要な電力が１８００ｋＷであるものとして説明する。
【００５２】
制御装置２０は、第１発電機１１を稼働させる（ステップＳ３０１）。ここでは、制御装置２０は、例えば、第１発電機１１を高負荷（例えば、定格電力の９０％）で稼働させ、第２発電機１２を待機させる。具体的には、第１発電機の定格電力が１５００ｋＷである場合、制御装置２０は、第１発電機１１に１３５０ｋＷの電力を出力させる。そして、制御装置２０は、ステップＳ３０２に進む。
【００５３】
制御装置２０は、２次電池１４を稼働させる（ステップＳ３０２）。ここでは、制御装置２０は、船内に必要な電力を出力させる。例えば、船内に必要な電力は１８００ｋＷであり、第１発電機１１は１３５０ｋＷの電力を出力しているので、制御装置２０は、不足分の４５０ｋＷの電力を２次電池１４に出力させる。そして、制御装置２０は、ステップＳ３０３に進む。
【００５４】
制御装置２０は、第１発電機１１と、２次電池１４とによって船内に１８００ｋＷの電力を供給する（ステップＳ３０３）。そして、制御装置２０は、ステップＳ３０４に進む。
【００５５】
次に、制御装置２０は、２次電池１４の充電量を確認する（ステップＳ３０４）。そして、制御装置２０は、ステップＳ３０５に進む。
【００５６】
２次電池１４に充電が必要でない場合（ステップＳ３０５の「Ｎｏ」）、制御装置２０は、ステップＳ３０３に戻る。一方。２次電池１４に充電が必要な場合（ステップＳ３０５の「Ｙｅｓ」）、制御装置２０は、ステップＳ３０６に進む。
【００５７】
制御装置２０は、２次電池１４を停止させる（ステップＳ３０６）。そして、制御装置２０は、ステップＳ３０７に進む。
【００５８】
制御装置２０は、第２発電機１２を稼働させる（ステップＳ３０７）。ここでは、制御装置２０は、例えば、第２発電機１２を高負荷（例えば、定格電力の９０％）で稼働させる。具体的には、第２発電機１２の定格電力が１５００ｋＷである場合、制御装置２０は、第２発電機１２に１３５０ｋＷの電力を出力させる。すなわち、制御装置２０は、第１発電機１１と、第２発電機１２とを高負荷で稼働させる。そして、制御装置２０は、ステップＳ３０８に進む。
【００５９】
制御装置２０は、第１発電機１１と、第２発電機１２とによって船内に必要な１８００ｋＷの電力を供給する（ステップＳ３０８）。そして、制御装置２０は、ステップＳ３０９に進む。
【００６０】
制御装置２０は、第１発電機１１と、第２発電機１２とによって２次電池１４を充電する（ステップＳ３０９）。ここでは、第１発電機１１と、第２発電機１２とが船内に供給した電力のうち、余剰した電力を利用して、船舶が入出港時において必要な電力を確保できるように２次電池１４を充電する。具体的には、船内に必要な電力が１８００ｋＷであり、第１発電機１１と、第２発電機１２とは合わせて２７００ｋＷの電力を出力しているので、制御装置２０は、余剰分の９００ｋＷの電力を利用して、２次電池１４を充電する。
【００６１】
上述のとおり、本実施形態では、２次電池を利用することによって、各発電機の定格出力を従来よりも小さくすることができるので、通常航海時において、常時、各発電機を高負荷で稼働させることができる。したがって、本実施形態は、船舶の通常航海時における発電システムの燃費効率の悪化を抑制することができる。
【００６２】
なお、本実施形態では、主機は、ディーゼル機関で動かしてもよいし、電気で動かしてもよい。主機を電気駆動で動かす場合には、更に複数の発電機を搭載することによって、本実施形態を適用することができる。これにより、主機を電気駆動させる場合であっても、２次電池で電力を賄いつつ、各発電機を高負荷で稼働させることができる。したがって、主機を電気駆動させる場合であっても、燃費効率の悪化を抑制することができる。
【００６３】
図６を用いて、本発明の第２実施形態に係る発電システム１Ｂについて説明する。図６は、本発明の第２実施形態に係る発電システム１Ｂの構成を示すブロック図である。
【００６４】
図６に示すように、発電システム１Ｂは、主発電機１０と、制御装置２０と、軸発電機３０と、プロペラ４０とを備える。
【００６５】
軸発電機３０は、推進機器の回転軸に設けられた回転式の発電機である。具体的には、軸発電機３０は、主機関の動力をプロペラ４０に伝えるシャフトの回転を利用して発電する。軸発電機３０は、船舶の通常航海時において、発電した電力を船内に供給したり、発電した電力を利用して２次電池１４を充電したりする。また、軸発電機３０は、入出港時においては、通常、船内に電力を供給しないし、２次電池１４を充電もしない。なお、船内に供給する電力が不足するなどの場合には、軸発電機３０は、船内に電力を供給してもよい。
【００６６】
次に、図７を参照して、図６に図示の発電システム１Ｂの動作について説明する。図７は、船舶の通常航海時における発電システム１Ｂの動作を示すフローチャートである。図７に示す動作は、２次電池１４の充電が必要になった場合に、第１発電機１１と、第２発電機１２とで船内に電力を供給し、第３発電機１３と、軸発電機３０とで２次電池１４を充電する動作である。なお、入出港時における動作については発電システム１と同様なので説明は省略する。以下では、船舶が入出港時に必要な電力が４５００ｋＷ、通常航海時に必要な電力が１８００ｋＷであるものとして説明する。
【００６７】
まず、制御装置２０は、第１発電機１１を稼働させる（ステップＳ４０１）。ここでは、制御装置２０は、例えば、第１発電機１１を高負荷（例えば、定格出力の９０％）で稼働させ、第２発電機１２と、第３発電機１３とを待機させる。そして、制御装置２０は、ステップＳ４０２に進む。
【００６８】
制御装置２０は、２次電池１４を稼働させる（ステップＳ４０２）。ここでは、制御装置２０は、船内に必要な電力を出力させる。そして、制御装置２０は、ステップＳ４０３に進む。
【００６９】
制御装置２０は、第１発電機１１と、２次電池１４とによって船内に１８００ｋＷの電力を供給する（ステップＳ４０３）。ここで、制御装置２０は、軸発電機３０を利用して、船内に電力を供給してもよい。そして、制御装置２０は、ステップＳ４０４に進む。
【００７０】
次に、制御装置２０は、２次電池１４の充電量を確認する（ステップＳ４０４）。そして、制御装置２０は、ステップＳ４０５に進む。
【００７１】
２次電池１４に充電が必要でない場合（ステップＳ４０５の「Ｎｏ」）、制御装置２０は、ステップＳ４０３に戻る。一方。２次電池１４に充電が必要な場合（ステップＳ４０５の「Ｙｅｓ」）、制御装置２０は、ステップＳ４０６に進む。２次電池１４に充電が必要な場合とは、例えば、入出港時に各発電機と同等の電力を出力できない場合のことを意味する。
【００７２】
制御装置２０は、２次電池を停止させる（ステップＳ４０６）。そして、制御装置２０は、ステップＳ４０７に進む。
【００７３】
制御装置２０は、第２発電機１２と、第３発電機１３と、軸発電機３０とを稼働させる（ステップＳ４０７）。ここでは、制御装置２０は、第２発電機１２に船内に必要な電力を出力させる。そして、制御装置２０は、ステップＳ４０８に進む。
【００７４】
制御装置２０は、第１発電機１１と、第２発電機１２とによって船内に必要な１８００ｋＷの電力を供給する（ステップＳ４０８）。そして、制御装置２０は、ステップＳ４０９に進む。
【００７５】
制御装置２０は、第３発電機１３と、軸発電機３０とによって２次電池１４を充電する（ステップＳ４０９）。ここでは、制御装置２０は、第３発電機１３と、軸発電機３０とによって、船舶が入出港時において必要な電力を確保できるように２次電池１４を充電する。第３発電機１３または軸発電機３０のみで２次電池１４を十分に充電できる場合には、制御装置２０は、ステップＳ４０７において第３発電機１３と、軸発電機３０の一方のみを稼働させてもよい。
【００７６】
次に、図８を参照して、図６に図示の発電システム１Ｂの図７とは異なる動作について説明する。図８は、船舶の通常航海時における発電システム１Ｂの図７とは異なる動作を示すフローチャートである。具体的には、図８に示す動作は、２次電池１４の充電が必要になった場合に、第１発電機１１と、軸発電機３０とで船内に電力を供給し、第２発電機１２で２次電池１４を充電する動作である。
【００７７】
ステップＳ５０１〜ステップＳ５０６については、図７に図示のステップＳ４０１〜ステップＳ４０６と同様なので説明を省略する。
【００７８】
制御装置２０は、第２発電機１２と、軸発電機３０とを稼働させる（ステップＳ５０７）。ここでは、制御装置２０は、軸発電機３０に船内に必要な電力を出力させる。例えば、船内に必要な電力は１８００ｋＷであり、第１発電機１１は９００ｋＷの電力を出力しているので、制御装置２０は、不足分の９００ｋＷの電力を軸発電機３０に出力させる。図８の処理では、第３発電機１３は、待機状態となる。
【００７９】
制御装置２０は、第１発電機１１と、軸発電機３０とによって船内に必要な１８００ｋＷの電力を供給する（ステップＳ５０８）。そして、制御装置２０は、ステップＳ５０９に進む。
【００８０】
制御装置２０は、第２発電機１２によって２次電池１４を充電する（ステップＳ５０９）。ここでは、制御装置２０は、第２発電機１２によって、船舶が入出港時において必要な電力を確保できるように２次電池１４を充電する。具体的には、第１発電機１１と、第２発電機１２と、第３発電機１３の定格電力が１０００ｋＷの場合、１５００ｋＷの電力を出力できるように２次電池１４を充電する。
【００８１】
次に、図９を参照して、図６に図示の発電システム１Ｂの図７および図８とは異なる動作について説明する。図９は、船舶の通常航海時における発電システム１Ｂの図７および図９とは異なる動作を示すフローチャートである。具体的には、図９に示す動作は、第１発電機１１と、第２発電機１２とで船内に電力を供給し、第３発電機１３で２次電池１４を充電し、２次電池１４でプロペラ４０の回転を加勢する動作である。
【００８２】
ステップＳ６０１〜ステップＳ６０５については、図７に図示のステップＳ４０１〜ステップＳ４０５と同様なので説明は省略する。
【００８３】
制御装置２０は、第２発電機１２と、第３発電機１３とを稼働させる（ステップＳ６０６）。ここでは、制御装置２０は、例えば、第２発電機１２と、第３発電機１３とを高負荷（例えば、定格電力の９０％）で稼働させる。具体的には、第２発電機１２と、第３発電機１３との定格電力が１０００ｋＷである場合、制御装置２０は、第２発電機１２と、第３発電機１３とに９００ｋＷの電力を出力させる。すなわち、制御装置２０は、第１発電機１１と、第２発電機１２と、第３発電機１３との３台の発電機を高負荷で稼働させる。そして、制御装置２０は、ステップＳ６０７に進む。
【００８４】
制御装置２０は、第１発電機１１と、第２発電機１２とで船内に必要な１８００ｋＷの電力を供給する（ステップＳ６０７）。そして、制御装置２０は、ステップＳ６０８に進む。
【００８５】
制御装置２０は、第３発電機１３によって２次電池１４を充電する（ステップＳ６０８）。ここでは、制御装置２０は、少なくとも、プロペラ４０の回転を加勢できる程度に２次電池１４を充電する。ここで、２次電池１４が軸発電機３０を加勢するのに十分な電力が充電されていれば、制御装置２０はステップＳ６０８を省略してもよい。そして、制御装置２０は、ステップＳ６０９に進む。
【００８６】
制御装置２０は、２次電池１４で軸発電機３０に電力を供給する（ステップＳ６０９）。これにより、軸発電機３０からプロペラ４０の回転動力に電力を供給が供給され、プロペラ４０の回転を加勢する。
【００８７】
次に、図１０を参照して、第２実施形態に係る発電システム１Ｂの変形例について説明する。図１０は、第２実施形態の変形例に係る発電システム１Ｃの構成を示すブロック図である。
【００８８】
図１０に示すように、発電システム１Ｃは、主発電機１０Ａと、制御装置２０と、軸発電機３０と、プロペラ４０とを備える。主発電機１０Ａは、第１発電機１１と、第２発電機１２と、２次電池１４とを有する。すなわち、発電システム１Ｃは、２台の発電機と、２次電池によって船舶に電力を供給する点で、発電システム１Ｂと異なっている。なお、２次電池１４の充電が必要になった場合に、第１発電機１１と、軸発電機３０とで船内に電力を供給し、第２発電機１２で２次電池１４を充電する動作については、第３発電機１３を待機させることを除き、図８に図示の動作と同様なので説明は省略する。
【００８９】
図１１を参照して、図１０に図示の発電システム１Ｃの動作について説明する。図１１は、船舶の通常航海時における発電システム１Ｃの動作を示すフローチャートである。
【００９０】
ステップＳ７０１〜ステップＳ７０６については、図５に図示のステップＳ３０１〜ステップＳ３０６と同様なので説明は省略する。
【００９１】
制御装置２０は、第２発電機１２と、軸発電機３０とを稼働させる（ステップＳ７０７）。ここでは、制御装置２０は、例えば、第２発電機１２を高負荷（例えば、定格電力の９０％）で稼働させる。具体的には、第２発電機１２の定格電力が１５００ｋＷである場合、制御装置２０は、第２発電機１２に１３５０ｋＷの電力を出力させる。すなわち、制御装置２０は、第１発電機１１と、第２発電機１２とを高負荷で稼働させる。制御装置２０は、２次電池１４を充電できるように軸発電機３０を稼働させる。そして、制御装置２０は、ステップＳ７０８に進む。
【００９２】
制御装置２０は、第１発電機１１と、第２発電機１２とによって船内に必要な１８００ｋＷの電力を供給する（ステップＳ７０８）。そして、制御装置２０は、ステップＳ７０９に進む。
【００９３】
制御装置２０は、第１発電機１１と、第２発電機１２と、軸発電機３０とによって２次電池１４を充電する（ステップＳ７０９）。ここでは、第１発電機１１と、第２発電機１２とが船内に供給した電力のうち、余剰した電力と、軸発電機３０が出力する電力とを利用して、船舶が入出港時において必要な電力を確保できるように２次電池１４を充電する。具体的には、船内に必要な電力が１８００ｋＷであり、第１発電機１１と、第２発電機１２とは合わせて２７００ｋＷの電力を出力しているので、制御装置２０は、余剰分の９００ｋＷの電力を利用して、２次電池１４を充電する。なお、第１発電機１１と、第２発電機１２とで２次電池を十分に充電できる場合には、制御装置２０は、ステップＳ７０７において、軸発電機３０を稼働させなくともよい。
【００９４】
次に、図１２を参照して、図１０に図示の発電システム１Ｃの図１１とは異なる動作について説明する。
【００９５】
ステップＳ８０１〜ステップＳ８０５については、図５に図示のステップＳ３０１〜ステップＳ３０５と同様なので説明は省略する。
【００９６】
制御装置２０は、第２発電機１２を稼働させる（ステップＳ８０６）。ここでは、制御装置２０は、例えば、第２発電機１２を高負荷（例えば、定格電力の９０％）で稼働させる。具体的には、第２発電機１２の定格電力が１５００ｋＷである場合、制御装置２０は、第２発電機１２に１３５０ｋＷの電力を出力させる。すなわち、制御装置２０は、第１発電機１１と、第２発電機１２とを高負荷で稼働させる。そして、制御装置２０は、ステップＳ８０７に進む。
【００９７】
制御装置２０は、第１発電機１１と、第２発電機１２とによって船内に必要な１８００ｋＷの電力を供給する（ステップＳ８０７）。そして、制御装置２０は、ステップＳ８０８に進む。
【００９８】
制御装置２０は、第１発電機１１と、第２発電機１２とによって２次電池１４を充電する（ステップＳ８０８）。ここでは、第１発電機１１と、第２発電機１２とが船内に供給した電力のうち、余剰した電力を利用して、舶が入出港時において必要な電力を確保できるように２次電池１４を充電する。具体的には、船内に必要な電力が１８００ｋＷであり、第１発電機１１と、第２発電機１２とは合わせて２７００ｋＷの電力を出力しているので、制御装置２０は、余剰分の９００ｋＷの電力を利用して、２次電池１４を充電する。そして、制御装置２０は、ステップＳ８０９に進む。
【００９９】
制御装置２０は、２次電池１４によって、軸発電機３０に電力を供給する（ステップＳ８０９）。なお、制御装置２０は、ステップＳ８０９を省略してもよい。
【０１００】
上述のとおり、本実施形態では、２次電池を利用することによって、各発電機の定格出力を従来よりも小さくすることができるので、通常航海時において、常時、各発電機を高負荷で稼働させることができる。したがって、本実施形態は、船舶の通常航海時における発電システムの燃費効率の悪化を抑制することができる。
【０１０１】
また、本実施形態は、通常航海時において、各発電機と、軸発電機とによって、船内に電力を供給したり、２次電池を充電したりすることができる。本実施形態は、船舶の通常航海時における発電システムの燃費効率の悪化をより抑制することができる。また、本実施形態は、主機の消費燃料を少なくすることができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  発電システム
１０，１０Ａ  主発電機
１１  第１発電機
１２  第２発電機
１３  第３発電機
１４  ２次電池
３０  軸発電機
４０  プロペラ
【図１】
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【図２】
2019142376.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2019142376.tif 000008
【図７】
2019142376.tif 000009
【図８】
2019142376.tif 000010
【図９】
2019142376.tif 000011
【図１０】
2019142376.tif 000012
【図１１】
2019142376.tif 000013
【図１２】
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