統合電気推進
統合電気推進（IEP）、完全電気推進（FEP）、または統合完全電気推進（IFEP）は、ガスタービンまたはディーゼル発電機、またはその両方で三相[ 1 ]電気を生成し、その電力で電動モーター[ 2 ]を駆動してプロペラまたはウォータージェットインペラを回転させる船舶推進システムです。これは、ディーゼル電気ガス複合推進システムを改良したもので、機械的なエネルギー伝達ではなく電気伝達を使用することでクラッチの必要性をなくし、ギアボックスの必要性を減らすかなくしています[ 2 ] [ 3 ] 。したがって、並列ではなく直列ハイブリッド電気推進です。
比較的新しい原子力艦艇の中には、IEP（Independent Power Program）と呼ばれる方式を採用しているものもあります。原子力発電所は蒸気を生成し、タービン発電機を稼働させます。そして、タービン発電機は電気推進モーターに電力を供給します。
統合システム
| 複合船舶推進 | |
|---|---|
| ディーゼルまたはガスの混合 | （コドッグ） |
| ディーゼルとガスの混合 | （コダグ） |
| ディーゼル電気とディーゼルを組み合わせた | （コドラド） |
| ディーゼル・電気・ガス複合 | （コドラグ） |
| ディーゼルとディーゼルの混合 | （CODAD） |
| 蒸気とガスの複合 | （コサグ） |
| 複合ガスまたはガス | （COGOG） |
| ガスとガスの混合 | （コガグ） |
| ガスと蒸気の混合 | （コガス） |
| 原子力と蒸気の組み合わせ | （コナス） |
| 統合電気推進 | （IEPまたはIFEP） |
エンジンとプロペラの機械的な接続をなくすことで、エンジンの配置の自由度が増す、[ 3 ]エンジンと船体の音響的な分離により船の騒音が低減し、重量と容積が減少するなど、いくつかの利点があります。[ 3 ]音響シグネチャの低減は、探知を回避したい海軍艦艇や乗客に快適な航海を提供したいクルーズ船にとって特に重要ですが、貨物船にとってはあまりメリットがありません。船舶は航行していないときも電力を必要とするため、すべてのエンジンで発電することで、1つのエンジンプールで電力を供給し、別のエンジンプールで推進力を供給するという従来の配置に比べて必要なエンジン数が減り、資本コストとメンテナンスコストが削減されます。[ 1 ] [ 3 ]
大型艦（クルーズ船など）や海軍艦艇の一般的な統合電気推進装置には、ディーゼル発電機とガスタービンの両方が含まれます。小型艦艇（IEP艦艇の大部分を占める）では、エンジンは通常ディーゼルのみです。ガスタービンの利点は、同等の出力のディーゼルよりも重量がはるかに軽く[ 1 ] [ 4 ]、サイズも小さい[ 1 ]こと、騒音と振動がはるかに少ないことなどが挙げられます。[ 4 ]しかし、ガスタービンは最大出力または最大出力付近でのみ効率が悪くなります。ディーゼル発電機は、広範囲の出力レベルで高効率という利点があります。両方のタイプを組み合わせて使用すると、ディーゼルのみの装置に比べて、動作効率の全範囲、低振動の静かな動作モード、および重量と容積の削減が可能になります。海軍艦艇では、ディーゼル発電機のプールは通常、ベース負荷と巡航速度を達成するのに十分な電力を提供するために使用されます。ガスタービンは高速でピーク電力を供給するために使用され、高電力需要のある兵器システムの運用に必要になる場合があります。旅客船では、高速巡航のために1基または複数基のガスタービンが使用されています。ディーゼルエンジンは、港湾内、停泊中、あるいは漂流中に信頼性の高い冗長性と効率的な電力源を提供します。
ディーゼル電気システムは、ガスタービンを使用せず、すべてのエンジンがディーゼルである統合電気推進システムです。
タービン電気システムは、ガスタービン発電機のみを使用して実現できます。一部のヨットでは、ディーゼルエンジンを使用せずに、統合電気推進にガスタービンのみを使用しています。電気推進をシャフト上の電気モーターを介して使用するか、シャフトを駆動する主減速機に統合すると、ディーゼルを使用するよりも大きな出力がより速く実現されます。さらに、主減速機でガスタービン原動機を使用するシャフト上の永久磁石モーター駆動システムも、原動機による駆動で電力を供給できます。シャフト上の永久磁石電気モーターは、ガスタービンまたはディーゼルによる船内発電を介して低速で推進力を提供し、大幅な燃料節約になります。船隊全体の使用状況を分析すると、時間の経過とともに大きな物流上の利点が実現されます。ディーゼルと比較して、ガスタービンシステムは柔軟性、汎用性、効率性が向上し、推進力または電力のいずれかをより迅速に提供するように変換できます。
汚染の削減
ノルウェーでは、フィヨルドを横断する完全電気式およびプラグインハイブリッド式のフェリー船団に、ガス電気ハイブリッド推進システムが採用されています。17～18ノットの航行が可能なこれらの船舶は、年間8,000トンのNOx排出量と30万トンのCO2排出量を削減します。フェリー1隻あたり年間100万リットルのディーゼル燃料を節約する一方で、フェリーは夜間にバッテリーを充電し、寄港地では陸上電源から電力を供給します。 [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]
IEP船舶一覧
- DDG(X) (アメリカ海軍)
- 45型駆逐艦（イギリス海軍）
- ズムウォルト級駆逐艦（アメリカ海軍）
- RMS クイーン・メリー 2 (キュナード・ライン)
- ルイス・クラーク級乾貨物船（アメリカ海軍）
- クイーン・エリザベス級航空母艦（イギリス海軍）
- フアン・カルロス1世LHD（スペイン海軍）
- 多目的戦闘艦（シンガポール共和国海軍）
- キャンベラ級LHD（オーストラリア海軍）
- しらせ（海上自衛隊）
- にちなん型海洋調査船（海上自衛隊）
- しょうなん型海洋調査船（海上自衛隊）
- ルーウィン級水路測量船（オーストラリア海軍）
- 076型ドック型揚陸ヘリコプター（中国人民解放軍海軍）
- INS アンヴェシュ (A41) (インド海軍および防衛研究開発機構)
- プロジェクト18級駆逐艦（インド海軍）[ 8 ]
参照
参考文献
- ^ a b c dティモシー・J・マッコイ博士とジョン・V・エイミー・ジュニア博士「船舶における統合電力・推進システムと技術の最新状況」（PDF） 。アメリカ海軍技術者協会。 2014年7月18日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2012年9月10日閲覧。
- ^ a b [1]
- ^ a b「ガスタービンエンジンの利点」ヨットマガジン、2011年1月25日。 2012年9月10日閲覧。
- ^ 「ノルウェーのフィヨルドのきれいな空気を切望」 BBC、2017年4月4日。
- ^ 「Torghatten NordがMulti Maritimeデザインを選択」 Multi Maritime. 2018年2月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。2017年4月4日閲覧。
- ^トーマス・ブラクスタッド (2018 年 11 月 8 日)。「El-ferja Ampere har no køyrd tilsvarande seks gonger rundt jorda {6 回世界一周}」。NRK (ノルウェー語ニーノシュク) 。2019 年3 月 28 日に取得。
- ^ 「インドと英国、軍艦向け電気推進システムに関する協定締結に近づく」 The Indian Express . 2024年4月29日. 2024年4月29日閲覧。
