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JP7290212B1 - Ship power generation system, ship power generation method, and program for controlling ship power generation system - Google Patents

Ship power generation system, ship power generation method, and program for controlling ship power generation system Download PDF

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JP7290212B1 JP2022094395A JP2022094395A JP7290212B1 JP 7290212 B1 JP7290212 B1 JP 7290212B1 JP 2022094395 A JP2022094395 A JP 2022094395A JP 2022094395 A JP2022094395 A JP 2022094395A JP 7290212 B1 JP7290212 B1 JP 7290212B1
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Abstract

【課題】アンモニア搭載船のアンモニアを有効活用し、装置コストと、船舶の運用期間中に必要となる燃料費を含む運航コストと、を含む、船舶の運用期間中に必要となるコストを低減させる、船舶用発電システム、船舶用発電方法、および船舶用発電システムの制御用プログラムを提供する。【解決手段】主機関の燃料または積荷としてアンモニアを搭載するアンモニア搭載船において用いられる電力を生成する発電システムであって、アンモニアの一部の分解により生成する水素を主成分とするガスを燃料ガスとする固体酸化物形燃料電池11と、ディーゼルエンジン発電装置12、13と、電力を生成するように発電装置それぞれの稼働を制御し、発電装置のうち固体酸化物形燃料電池11を優先して稼働させるよう構成された制御装置14と、を備え、制御装置14は、取得部14aと、判定部14bと、起動部14cと、を有する。【選択図】図1An object of the present invention is to effectively utilize ammonia in an ammonia-equipped ship to reduce costs required during the operation period of the ship, including equipment costs and operating costs including fuel costs required during the operation period of the ship. , a ship power generation system, a ship power generation method, and a control program for a ship power generation system. Kind Code: A1 A power generation system for generating electric power to be used in an ammonia-equipped ship that carries ammonia as a fuel for a main engine or as a cargo, wherein the fuel gas is a gas mainly composed of hydrogen generated by partially decomposing ammonia. The solid oxide fuel cell 11, the diesel engine power generators 12 and 13, and the operation of each power generator is controlled so as to generate electric power, and the solid oxide fuel cell 11 is given priority among the power generators. a controller 14 configured to activate, the controller 14 having an acquisition unit 14a, a determination unit 14b, and an activation unit 14c. [Selection drawing] Fig. 1

Description

特許法第30条第2項適用 令和4年3月11日に国土交通省の以下のアドレスのウェブサイトにて公開 https://www.mlit.go.jp/report/press/content/001469635.pdf https://www.mlit.go.jp/report/press/content/001469636.pdf 令和4年3月14日に株式会社三井E&Sマシナリーの以下のアドレスのウェブサイトにて公開 https://www.mes.co.jp/press/2022/0314_001757.htmlApplication of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Law Published on March 11, 2022 on the website of the Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism at the following address https://www. mlit. go. jp/report/press/content/001469635. pdf https://www. mlit. go. jp/report/press/content/001469636. pdf Published on March 14, 2020 on the website of Mitsui E&S Machinery Co., Ltd. at the following address https://www. mes. co. jp/press/2022/0314_001757. html

本発明は、船舶用発電システム、船舶用発電方法、および船舶用発電システムの制御用プログラムに関する。 The present invention relates to a marine power generation system, a marine power generation method, and a control program for a marine power generation system.

船舶は、重油や天然ガス等の化石燃料をエンジンの燃料として利用しているが、昨今のカーボンニュートラルの潮流から、水素やアンモニア等のカーボンレスなエネルギー源を燃料とする船舶の開発が進められている。その中でも、高い体積エネルギー密度と、貯蔵および輸送の容易性から、船舶の燃料としてアンモニアが有力視されている。 Ships use fossil fuels such as heavy oil and natural gas as fuel for their engines, but with the recent trend toward carbon neutrality, the development of ships that use carbonless energy sources such as hydrogen and ammonia as fuel is progressing. ing. Among them, ammonia is considered to be a promising fuel for ships due to its high volumetric energy density and ease of storage and transportation.

船舶は、推進を担うエンジン(以下、主機関という。)と、船舶の電力を発電する複数台の発電装置を有しており、特に外国航路を航行する船舶では、主機関としてアンモニアを燃料とする2ストロークディーゼルエンジンが採用され、発電装置としては、4ストロークディーゼルエンジンやデュアルフューエルガスエンジンが採用される。 A ship has an engine (hereinafter referred to as the main engine) that is responsible for propulsion and multiple generators that generate electricity for the ship. A 2-stroke diesel engine is adopted, and a 4-stroke diesel engine or a dual fuel gas engine is adopted as a power generator.

また、特許文献1では、アンモニアを燃料とした固体酸化物形燃料電池システムが示されている。 Further, Patent Document 1 discloses a solid oxide fuel cell system using ammonia as a fuel.

特開2017-84592号公報JP 2017-84592 A

ここで、アンモニアは難燃性の特性を有しているため、4ストロークディーゼルエンジンの燃料として採用することは困難であり、船舶のカーボンニュートラルを達成するにはバイオ燃料等の炭化水素系燃料やバイオメタノール等のアルコール燃料を別途搭載する必要がある。 Here, since ammonia has flame-retardant properties, it is difficult to use it as a fuel for a four-stroke diesel engine. Alcohol fuel such as bio-methanol must be installed separately.

また、デュアルフューエルガスエンジンにおいては、アンモニア燃料を採用することが可能であるが、4ストロークディーゼルエンジンに比べて発電効率が低いため、船舶運航時の燃料消費量が増加し、運航コストの増加につながる。 In addition, although it is possible to use ammonia fuel in dual fuel gas engines, the power generation efficiency is lower than that of 4-stroke diesel engines. Connect.

さらに、アンモニアを燃料とする上記固体酸化物形燃料電池システムを船舶用として採用した場合は、4ストロークディーゼルエンジンやデュアルフューエルガスエンジンよりも発電効率が高い一方で、両者に比べ装置コストが高価であるという問題がある。 Furthermore, when the above-mentioned solid oxide fuel cell system using ammonia as fuel is adopted for marine use, the power generation efficiency is higher than that of a 4-stroke diesel engine or a dual fuel gas engine, but the equipment cost is higher than that of both. There is a problem that there is

上記事情に鑑み、本発明は、アンモニア搭載船に搭載されたアンモニアを有効活用し、装置コストと、船舶の運用期間中に必要となる燃料費を含む運航コストと、を含む、船舶の運用期間中に必要となるコストを低減させることができる、船舶用発電システム、船舶用発電方法、および船舶用発電システムの制御用プログラムを提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention effectively utilizes the ammonia mounted on the ammonia-equipped ship, and the operation period of the ship, including the equipment cost and the operation cost including the fuel cost required during the operation period of the ship. It is an object of the present invention to provide a ship power generation system, a ship power generation method, and a control program for the ship power generation system, which can reduce the cost required during operation.

本発明の一態様は、船舶を推進させるエンジンである主機関の燃料または積荷としてアンモニアを搭載するアンモニア搭載船において用いられる電力を生成する発電システムであって、
前記アンモニアの一部の分解により生成する水素を主成分とするガスを燃料ガスとする固体酸化物形燃料電池を有する第1発電装置と、内燃機関を有し、前記内燃機関が生成する動力を用いて発電するよう構成された第2発電装置と、を少なくとも含む複数の発電装置と、
前記電力を生成するように前記発電装置それぞれの稼働を制御し、前記発電装置のうち前記第1発電装置を優先して稼働させるよう構成された制御装置と、を備
前記制御装置は、船舶電力需要量が前記固体酸化物形燃料電池の定格出力を超過した場合、前記船舶電力需要量の単位時間当たりの増減量が前記固体酸化物形燃料電池の単位時間当たりの出力変動値の許容範囲を超過する場合、および前記固体酸化物形燃料電池の稼働が不能になった場合を除き、前記発電装置のうち前記第1発電装置のみを稼働させる、船舶用発電システムである。
One aspect of the present invention is a power generation system that generates electric power to be used in an ammonia-equipped ship equipped with ammonia as a fuel or cargo for a main engine, which is an engine that propels the ship ,
A first power generation device having a solid oxide fuel cell that uses as fuel gas a gas mainly composed of hydrogen generated by decomposing a part of the ammonia, and an internal combustion engine, and power generated by the internal combustion engine. a plurality of power plants including at least a second power plant configured to generate power using
a control device configured to control the operation of each of the power generators to generate the electric power, and preferentially operate the first power generator among the power generators;
When the power demand of the ship exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell, the control device increases or decreases the amount of power demand of the ship per unit time to that of the solid oxide fuel cell per unit time. A marine power generation system in which only the first power generation device of the power generation devices is operated except when the output fluctuation value exceeds the allowable range and when the operation of the solid oxide fuel cell is disabled. be.

前記内燃機関が、ディーゼルエンジンであることが好ましい。 Preferably, the internal combustion engine is a diesel engine.

前記第1発電装置が二次電池をさらに有することが好ましい。 It is preferable that the first power generator further includes a secondary battery.

本発明の他の一態様は、主機関の燃料または積荷としてアンモニアを搭載するアンモニア搭載船において用いられる電力を生成する発電システムであって、
前記アンモニアの一部の分解により生成する水素を主成分とするガスを燃料ガスとする固体酸化物形燃料電池を有する第1発電装置と、内燃機関を有し、前記内燃機関が生成する動力を用いて発電するよう構成された第2発電装置と、を少なくとも含む複数の発電装置と、
前記電力を生成するように前記発電装置それぞれの稼働を制御し、前記発電装置のうち前記第1発電装置を優先して稼働させるよう構成された制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
船舶電力需要量、および前記船舶電力需要量の単位時間当たりの増減量、のそれぞれの情報を取得するよう構成された取得部と、
前記船舶電力需要量が前記固体酸化物形燃料電池の定格出力を超過するか否か、および前記増減量が前記固体酸化物形燃料電池の単位時間当たりの出力変動値の許容範囲を超過するか否か、を判定するよう構成された判定部と、
前記船舶電力需要量が前記固体酸化物形燃料電池の定格出力を超過した場合、前記増減量が前記許容範囲を超過する場合、および前記固体酸化物形燃料電池の稼働が不能になった場合、のいずれかの場合にのみ前記第1発電装置以外の少なくとも1つの発電装置を起動させるよう構成された起動部と、
を有する、船舶用発電システムである
Another aspect of the present invention is a power generation system for generating electric power for use in an ammonia-equipped ship equipped with ammonia as main engine fuel or cargo,
A first power generation device having a solid oxide fuel cell that uses as fuel gas a gas mainly composed of hydrogen generated by decomposing a part of the ammonia, and an internal combustion engine, and power generated by the internal combustion engine. a plurality of power plants including at least a second power plant configured to generate power using
a control device configured to control the operation of each of the power generators to generate the electric power, and preferentially operate the first power generator among the power generators;
The control device is
an acquisition unit configured to acquire information on each of a ship's power demand and an increase/decrease amount of the ship's power demand per unit time;
Whether the ship's power demand exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell, and whether the amount of increase or decrease exceeds the permissible range of output fluctuation value per unit time of the solid oxide fuel cell a determination unit configured to determine whether or not;
If the ship's power demand exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell, if the increase or decrease exceeds the allowable range, and if the solid oxide fuel cell becomes inoperable, an activation unit configured to activate at least one power generator other than the first power generator only in any of the cases of;
It is a marine power generation system having

本発明の他の一態様は、主機関の燃料または積荷としてアンモニアを搭載するアンモニア搭載船において用いられる電力を生成する発電システムであって、
前記アンモニアの一部の分解により生成する水素を主成分とするガスを燃料ガスとする固体酸化物形燃料電池を有する第1発電装置と、内燃機関を有し、前記内燃機関が生成する動力を用いて発電するよう構成された第2発電装置と、を少なくとも含む複数の発電装置と、
前記電力を生成するように前記発電装置それぞれの稼働を制御し、前記発電装置のうち前記第1発電装置を優先して稼働させるよう構成された制御装置と、を備え、
前記第1発電装置が二次電池をさらに有し、
前記制御装置は、
船舶電力需要量の情報を取得するよう構成された取得部と、
前記船舶電力需要量が前記固体酸化物形燃料電池の定格出力を超過するか否かを判定するよう構成された判定部と、
前記船舶電力需要量が前記固体酸化物形燃料電池の定格出力を超過した場合、および前記固体酸化物形燃料電池の稼働が不能になった場合、のいずれかの場合にのみ前記第1発電装置以外の少なくとも1つの発電装置を起動させるよう構成された起動部と、
を有
前記電力は、前記アンモニア搭載船の設備において用いられ、
前記二次電池は、前記固体酸化物形燃料電池から前記二次電池を介して前記設備に電力が供給されるよう前記固体酸化物形燃料電池と接続されている、船舶用発電システムである
Another aspect of the present invention is a power generation system for generating electric power for use in an ammonia-equipped ship equipped with ammonia as main engine fuel or cargo,
A first power generation device having a solid oxide fuel cell that uses as fuel gas a gas mainly composed of hydrogen generated by decomposing a part of the ammonia, and an internal combustion engine, and power generated by the internal combustion engine. a plurality of power plants including at least a second power plant configured to generate power using
a control device configured to control the operation of each of the power generators to generate the electric power, and preferentially operate the first power generator among the power generators;
The first power generator further has a secondary battery,
The control device is
an acquisition unit configured to acquire ship power demand information;
a determination unit configured to determine whether the ship power demand exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell;
The first power generation device only when the ship's power demand exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell or when the solid oxide fuel cell becomes inoperable a starter configured to start at least one power plant other than
has
The electric power is used in equipment of the ammonia ship,
The secondary battery is a marine power generation system that is connected to the solid oxide fuel cell so that power is supplied from the solid oxide fuel cell to the equipment via the secondary battery.

本発明の他の一態様は、主機関の燃料または積荷としてアンモニアを搭載するアンモニア搭載船において用いられる電力を生成する発電システムであって、
前記アンモニアの一部の分解により生成する水素を主成分とするガスを燃料ガスとする固体酸化物形燃料電池を有する第1発電装置と、内燃機関を有し、前記内燃機関が生成する動力を用いて発電するよう構成された第2発電装置と、を少なくとも含む複数の発電装置と、
前記電力を生成するように前記発電装置それぞれの稼働を制御し、前記発電装置のうち前記第1発電装置を優先して稼働させるよう構成された制御装置と、を備え、
前記第1発電装置が二次電池をさらに有し、
前記制御装置は、
船舶電力需要量、および前記船舶電力需要量の単位時間当たりの増減量、のそれぞれの情報を取得するよう構成された取得部と、
前記船舶電力需要量が前記固体酸化物形燃料電池の定格出力を超過するか否か、および前記増減量が前記固体酸化物形燃料電池の単位時間当たりの出力変動値の許容範囲を超過するか否か、を判定するよう構成された判定部と、
前記船舶電力需要量が前記固体酸化物形燃料電池の定格出力を超過した場合、および前記固体酸化物形燃料電池の稼働が不能になった場合、のいずれかの場合にのみ前記第1発電装置以外の少なくとも1つの発電装置を起動させるよう構成された起動部と、
前記増減量が前記許容範囲を超過する場合に、前記二次電池より船舶へ電力を供給させるよう構成された切替部と、
を有する、船舶用発電システムである
Another aspect of the present invention is a power generation system for generating electric power for use in an ammonia-equipped ship equipped with ammonia as main engine fuel or cargo,
A first power generation device having a solid oxide fuel cell that uses as fuel gas a gas mainly composed of hydrogen generated by decomposing a part of the ammonia, and an internal combustion engine, and power generated by the internal combustion engine. a plurality of power plants including at least a second power plant configured to generate power using
a control device configured to control the operation of each of the power generators to generate the electric power, and preferentially operate the first power generator among the power generators;
The first power generator further has a secondary battery,
The control device is
an acquisition unit configured to acquire information on each of a ship's power demand and an increase/decrease amount of the ship's power demand per unit time;
Whether the ship's power demand exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell, and whether the amount of increase or decrease exceeds the permissible range of output fluctuation value per unit time of the solid oxide fuel cell a determination unit configured to determine whether or not;
The first power generation device only when the ship's power demand exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell or when the solid oxide fuel cell becomes inoperable a starter configured to start at least one power plant other than
a switching unit configured to supply power from the secondary battery to the ship when the amount of increase or decrease exceeds the allowable range;
It is a marine power generation system having

また、本発明の他の一態様は、船舶を推進させるエンジンである主機関の燃料または積荷としてアンモニアを搭載するアンモニア搭載船において用いられる電力を生成する発電方法であって、
前記アンモニアの一部の分解により生成する水素を主成分とするガスを燃料ガスとする固体酸化物形燃料電池を有する第1発電装置と、内燃機関を有し、前記内燃機関が生成する動力を用いて発電するよう構成された第2発電装置と、を少なくとも含む複数の発電装置を用いて、前記電力を生成するように前記発電装置それぞれの稼働を制御し、前記発電装置のうち前記第1発電装置を優先して稼働させる制御ステップと、を備
前記制御ステップでは、船舶電力需要量が前記固体酸化物形燃料電池の定格出力を超過した場合、前記船舶電力需要量の単位時間当たりの増減量が前記固体酸化物形燃料電池の単位時間当たりの出力変動値の許容範囲を超過する場合、および前記固体酸化物形燃料電池の稼働が不能になった場合を除き、前記発電装置のうち前記第1発電装置のみを稼働させる、船舶用発電方法である
Another aspect of the present invention is a power generation method for generating electric power to be used in an ammonia-equipped ship equipped with ammonia as fuel or cargo for a main engine, which is an engine that propels the ship, comprising :
A first power generation device having a solid oxide fuel cell that uses as fuel gas a gas mainly composed of hydrogen generated by decomposing a part of the ammonia, and an internal combustion engine, and power generated by the internal combustion engine. a second power generator configured to generate power using a plurality of power generators, controlling operation of each of the power generators to generate the electric power; A control step for preferentially operating the power generation device,
In the control step, when the ship's power demand exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell, the amount of increase or decrease in the ship's power demand per unit time is increased or decreased per unit time of the solid oxide fuel cell. A power generation method for ships, wherein only the first power generation device of the power generation devices is operated except when the allowable range of the output fluctuation value is exceeded and when the operation of the solid oxide fuel cell is disabled. There is .

前記内燃機関が、ディーゼルエンジンであることが好ましい。 Preferably, the internal combustion engine is a diesel engine.

前記第1発電装置が二次電池をさらに有することが好ましい。 It is preferable that the first power generator further includes a secondary battery.

本発明の他の一態様は、主機関の燃料または積荷としてアンモニアを搭載するアンモニア搭載船において用いられる電力を生成する発電方法であって、
前記アンモニアの一部の分解により生成する水素を主成分とするガスを燃料ガスとする固体酸化物形燃料電池を有する第1発電装置と、内燃機関を有し、前記内燃機関が生成する動力を用いて発電するよう構成された第2発電装置と、を少なくとも含む複数の発電装置を用いて、前記電力を生成するように前記発電装置それぞれの稼働を制御し、前記発電装置のうち前記第1発電装置を優先して稼働させる制御ステップ、を備え、
前記制御ステップは、
船舶電力需要量、および前記船舶電力需要量の単位時間当たりの増減量、のそれぞれの情報を取得する取得ステップと、
前記船舶電力需要量が前記固体酸化物形燃料電池の定格出力を超過するか否か、および前記増減量が前記固体酸化物形燃料電池の単位時間当たりの出力変動値の許容範囲を超過するか否か、を判定する判定ステップと、
前記船舶電力需要量が前記固体酸化物形燃料電池の定格出力を超過した場合、前記増減量が前記許容範囲を超過する場合、および前記固体酸化物形燃料電池の稼働が不能になった場合、のいずれかの場合にのみ前記第1発電装置以外の少なくとも1つの発電装置を起動させる起動ステップと、
を備える、船舶用発電方法である
Another aspect of the present invention is a power generation method for generating electric power to be used in an ammonia-equipped ship equipped with ammonia as a main engine fuel or cargo, comprising:
A first power generation device having a solid oxide fuel cell that uses as fuel gas a gas mainly composed of hydrogen generated by decomposing a part of the ammonia, and an internal combustion engine, and power generated by the internal combustion engine. a second power generator configured to generate power using a plurality of power generators, controlling operation of each of the power generators to generate the electric power; A control step that preferentially operates the power generation device,
The control step includes:
an acquisition step of acquiring information on each of a ship's power demand and an increase/decrease amount of the ship's power demand per unit time;
Whether the ship's power demand exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell, and whether the amount of increase or decrease exceeds the permissible range of output fluctuation value per unit time of the solid oxide fuel cell a determination step for determining whether or not
If the ship's power demand exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell, if the increase or decrease exceeds the allowable range, and if the solid oxide fuel cell becomes inoperable, a starting step of starting at least one power generating device other than the first power generating device only in either case;
A ship power generation method comprising :

本発明の他の一態様は、主機関の燃料または積荷としてアンモニアを搭載するアンモニア搭載船において用いられる電力を生成する発電方法であって、
前記アンモニアの一部の分解により生成する水素を主成分とするガスを燃料ガスとする固体酸化物形燃料電池を有する第1発電装置と、内燃機関を有し、前記内燃機関が生成する動力を用いて発電するよう構成された第2発電装置と、を少なくとも含む複数の発電装置を用いて、前記電力を生成するように前記発電装置それぞれの稼働を制御し、前記発電装置のうち前記第1発電装置を優先して稼働させる制御ステップ、を備え、
前記第1発電装置が二次電池をさらに有し、
前記制御ステップは、
船舶電力需要量の情報を取得する取得ステップと、
前記船舶電力需要量が前記固体酸化物形燃料電池の定格出力を超過するか否かを判定する判定ステップと、
前記船舶電力需要量が前記固体酸化物形燃料電池の定格出力を超過した場合、および前記固体酸化物形燃料電池の稼働が不能になった場合、のいずれかの場合にのみ前記第1発電装置以外の少なくとも1つの発電装置を起動させる起動ステップと、
を備
前記電力は、前記アンモニア搭載船の設備において用いられ、
前記二次電池は、前記固体酸化物形燃料電池から前記二次電池を介して前記設備に電力が供給されるよう前記固体酸化物形燃料電池と接続されている、船舶用発電方法である
Another aspect of the present invention is a power generation method for generating electric power to be used in an ammonia-equipped ship equipped with ammonia as a main engine fuel or cargo, comprising:
A first power generation device having a solid oxide fuel cell that uses as fuel gas a gas mainly composed of hydrogen generated by decomposing a part of the ammonia, and an internal combustion engine, and power generated by the internal combustion engine. a second power generator configured to generate power using a plurality of power generators, controlling operation of each of the power generators to generate the electric power; A control step that preferentially operates the power generation device,
The first power generator further has a secondary battery,
The control step includes:
an obtaining step of obtaining ship power demand information;
a determination step of determining whether the ship power demand exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell;
The first power generation device only when the ship's power demand exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell or when the solid oxide fuel cell becomes inoperable a start-up step of starting at least one power plant other than
with
The electric power is used in equipment of the ammonia ship,
The secondary battery is connected to the solid oxide fuel cell so that power is supplied from the solid oxide fuel cell to the equipment via the secondary battery.

本発明の他の一態様は、主機関の燃料または積荷としてアンモニアを搭載するアンモニア搭載船において用いられる電力を生成する発電方法であって、
前記アンモニアの一部の分解により生成する水素を主成分とするガスを燃料ガスとする固体酸化物形燃料電池を有する第1発電装置と、内燃機関を有し、前記内燃機関が生成する動力を用いて発電するよう構成された第2発電装置と、を少なくとも含む複数の発電装置を用いて、前記電力を生成するように前記発電装置それぞれの稼働を制御し、前記発電装置のうち前記第1発電装置を優先して稼働させる制御ステップ、を備え、
前記第1発電装置が二次電池をさらに有し、
前記制御ステップは、
船舶電力需要量、および前記船舶電力需要量の単位時間当たりの増減量、のそれぞれの情報を取得する取得ステップと、
前記船舶電力需要量が前記固体酸化物形燃料電池の定格出力を超過するか否か、および前記増減量が前記固体酸化物形燃料電池の単位時間当たりの出力変動値の許容範囲を超過するか否か、を判定する判定ステップと、
前記船舶電力需要量が前記固体酸化物形燃料電池の定格出力を超過した場合、および前記固体酸化物形燃料電池の稼働が不能になった場合、のいずれかの場合にのみ前記第1発電装置以外の少なくとも1つの発電装置を起動させる起動ステップと、
前記増減量が前記許容範囲を超過する場合に、前記二次電池より船舶へ電力を供給させる切替ステップと、
を備える、船舶用発電方法である
Another aspect of the present invention is a power generation method for generating electric power to be used in an ammonia-equipped ship equipped with ammonia as a main engine fuel or cargo, comprising:
A first power generation device having a solid oxide fuel cell that uses as fuel gas a gas mainly composed of hydrogen generated by decomposing a part of the ammonia, and an internal combustion engine, and power generated by the internal combustion engine. a second power generator configured to generate power using a plurality of power generators, controlling operation of each of the power generators to generate the electric power; A control step that preferentially operates the power generation device,
The first power generator further has a secondary battery,
The control step includes:
an acquisition step of acquiring information on each of a ship's power demand and an increase/decrease amount of the ship's power demand per unit time;
Whether the ship's power demand exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell, and whether the amount of increase or decrease exceeds the permissible range of output fluctuation value per unit time of the solid oxide fuel cell a determination step for determining whether or not
The first power generation device only when the ship's power demand exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell or when the solid oxide fuel cell becomes inoperable a start-up step of starting at least one power plant other than
a switching step of supplying power from the secondary battery to the ship when the amount of increase or decrease exceeds the allowable range;
A ship power generation method comprising :

また、本発明の他の一態様は、船舶を推進させるエンジンである主機関の燃料または積荷としてアンモニアを搭載するアンモニア搭載船において用いられる電力を生成する発電システムの動作を制御するためのプログラムであって、
コンピュータに、
前記アンモニアの一部の分解により生成する水素を主成分とするガスを燃料ガスとする固体酸化物形燃料電池を有する第1発電装置と、内燃機関を有し、前記内燃機関が生成する動力を用いて発電するよう構成された第2発電装置と、を少なくとも含む、前記発電システムの複数の発電装置を用いて、前記電力を生成するように前記発電装置それぞれの稼働を制御し、前記発電装置のうち前記第1発電装置を優先して稼働させる制御ステップを実行さ
前記制御ステップでは、船舶電力需要量が前記固体酸化物形燃料電池の定格出力を超過した場合、前記船舶電力需要量の単位時間当たりの増減量が前記固体酸化物形燃料電池の単位時間当たりの出力変動値の許容範囲を超過する場合、および前記固体酸化物形燃料電池の稼働が不能になった場合を除き、前記発電装置のうち前記第1発電装置のみを稼働させる、船舶用発電システムの制御用プログラムである
Another aspect of the present invention is a program for controlling the operation of a power generation system that generates electric power used in an ammonia-equipped ship that carries ammonia as a fuel or cargo for a main engine , which is an engine that propels the ship. There is
to the computer,
A first power generation device having a solid oxide fuel cell that uses as fuel gas a gas mainly composed of hydrogen generated by decomposing a part of the ammonia, and an internal combustion engine, and power generated by the internal combustion engine. a second power generator configured to generate power using a plurality of power generators of the power generation system, controlling operation of each of the power generators to generate the power; Execute a control step of preferentially operating the first power generator among
In the control step, when the ship's power demand exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell, the amount of increase or decrease in the ship's power demand per unit time is increased or decreased per unit time of the solid oxide fuel cell. A marine power generation system that operates only the first power generation device of the power generation devices, except when the output fluctuation value exceeds the allowable range and when the operation of the solid oxide fuel cell becomes impossible. It is a control program .

本発明の他の一態様は、主機関の燃料または積荷としてアンモニアを搭載するアンモニア搭載船において用いられる電力を生成する発電システムの動作を制御するためのプログラムであって、
コンピュータに、
前記アンモニアの一部の分解により生成する水素を主成分とするガスを燃料ガスとする固体酸化物形燃料電池を有する第1発電装置と、内燃機関を有し、前記内燃機関が生成する動力を用いて発電するよう構成された第2発電装置と、を少なくとも含む、前記発電システムの複数の発電装置を用いて、前記電力を生成するように前記発電装置それぞれの稼働を制御し、前記発電装置のうち前記第1発電装置を優先して稼働させる制御ステップを実行させ、
前記制御ステップは、
船舶電力需要量、および前記船舶電力需要量の単位時間当たりの増減量、のそれぞれの情報を取得する取得ステップと、
前記船舶電力需要量が前記固体酸化物形燃料電池の定格出力を超過するか否か、および前記増減量が前記固体酸化物形燃料電池の単位時間当たりの出力変動値の許容範囲を超過するか否か、を判定する判定ステップと、
前記船舶電力需要量が前記固体酸化物形燃料電池の定格出力を超過した場合、前記増減量が前記許容範囲を超過する場合、および前記固体酸化物形燃料電池の稼働が不能になった場合、のいずれかの場合にのみ前記第1発電装置以外の少なくとも1つの発電装置を起動させる起動ステップと、
を備える、船舶用発電システムの制御用プログラムである
Another aspect of the present invention is a program for controlling the operation of a power generation system that generates electric power for use in an ammonia-equipped ship equipped with ammonia as a main engine fuel or cargo, comprising:
to the computer,
A first power generation device having a solid oxide fuel cell that uses as fuel gas a gas mainly composed of hydrogen generated by decomposing a part of the ammonia, and an internal combustion engine, and power generated by the internal combustion engine. a second power generator configured to generate power using a plurality of power generators of the power generation system, controlling operation of each of the power generators to generate the power; Execute a control step of preferentially operating the first power generator among
The control step includes:
an acquisition step of acquiring information on each of a ship's power demand and an increase/decrease amount of the ship's power demand per unit time;
Whether the ship's power demand exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell, and whether the amount of increase or decrease exceeds the permissible range of output fluctuation value per unit time of the solid oxide fuel cell a determination step for determining whether or not
If the ship's power demand exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell, if the increase or decrease exceeds the allowable range, and if the solid oxide fuel cell becomes inoperable, a starting step of starting at least one power generating device other than the first power generating device only in either case;
A control program for a marine power generation system, comprising :

本発明の他の一態様は、主機関の燃料または積荷としてアンモニアを搭載するアンモニア搭載船において用いられる電力を生成する発電システムの動作を制御するためのプログラムであって、
コンピュータに、
前記アンモニアの一部の分解により生成する水素を主成分とするガスを燃料ガスとする固体酸化物形燃料電池を有する第1発電装置と、内燃機関を有し、前記内燃機関が生成する動力を用いて発電するよう構成された第2発電装置と、を少なくとも含む、前記発電システムの複数の発電装置を用いて、前記電力を生成するように前記発電装置それぞれの稼働を制御し、前記発電装置のうち前記第1発電装置を優先して稼働させる制御ステップを実行させ、
前記制御ステップは、
船舶電力需要量の情報を取得する取得ステップと、
前記船舶電力需要量が前記固体酸化物形燃料電池の定格出力を超過するか否かを判定する判定ステップと、
前記船舶電力需要量が前記固体酸化物形燃料電池の定格出力を超過した場合、および前記固体酸化物形燃料電池の稼働が不能になった場合、のいずれかの場合にのみ前記第1発電装置以外の少なくとも1つの発電装置を起動させる起動ステップと、
を備える、船舶用発電システムの制御用プログラムである
Another aspect of the present invention is a program for controlling the operation of a power generation system that generates electric power for use in an ammonia-equipped ship equipped with ammonia as a main engine fuel or cargo, comprising:
to the computer,
A first power generation device having a solid oxide fuel cell that uses as fuel gas a gas mainly composed of hydrogen generated by decomposing a part of the ammonia, and an internal combustion engine, and power generated by the internal combustion engine. a second power generator configured to generate power using a plurality of power generators of the power generation system, controlling operation of each of the power generators to generate the power; Execute a control step of preferentially operating the first power generator among
The control step includes:
an obtaining step of obtaining ship power demand information;
a determination step of determining whether the ship power demand exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell;
The first power generation device only when the ship's power demand exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell or when the solid oxide fuel cell becomes inoperable a start-up step of starting at least one power plant other than
A control program for a marine power generation system, comprising :

本発明の他の一態様は、主機関の燃料または積荷としてアンモニアを搭載するアンモニア搭載船において用いられる電力を生成する発電システムの動作を制御するためのプログラムであって、
コンピュータに、
前記アンモニアの一部の分解により生成する水素を主成分とするガスを燃料ガスとする固体酸化物形燃料電池を有する第1発電装置と、内燃機関を有し、前記内燃機関が生成する動力を用いて発電するよう構成された第2発電装置と、を少なくとも含む、前記発電システムの複数の発電装置を用いて、前記電力を生成するように前記発電装置それぞれの稼働を制御し、前記発電装置のうち前記第1発電装置を優先して稼働させる制御ステップを実行させ、
前記第1発電装置が二次電池をさらに有し、
前記制御ステップは、
船舶電力需要量、および前記船舶電力需要量の増減量、のそれぞれの情報を取得する取得ステップと、
前記船舶電力需要量が前記固体酸化物形燃料電池の定格出力を超過するか否か、および前記増減量が前記固体酸化物形燃料電池の単位時間当たりの出力変動値の許容範囲を超過するか否か、を判定する判定ステップと、
前記船舶電力需要量が前記固体酸化物形燃料電池の定格出力を超過した場合、および前記固体酸化物形燃料電池の稼働が不能になった場合、のいずれかの場合にのみ前記第1発電装置以外の少なくとも1つの発電装置を起動させる起動ステップと、
前記増減量が前記許容範囲を超過する場合に、前記二次電池より船舶へ電力を供給させる切替ステップと、
を備える、船舶用発電システムの制御用プログラムである
Another aspect of the present invention is a program for controlling the operation of a power generation system that generates electric power for use in an ammonia-equipped ship equipped with ammonia as a main engine fuel or cargo, comprising:
to the computer,
A first power generation device having a solid oxide fuel cell that uses as fuel gas a gas mainly composed of hydrogen generated by decomposing a part of the ammonia, and an internal combustion engine, and power generated by the internal combustion engine. a second power generator configured to generate power using a plurality of power generators of the power generation system, controlling operation of each of the power generators to generate the power; Execute a control step of preferentially operating the first power generator among
The first power generator further has a secondary battery,
The control step includes:
an acquisition step of acquiring information on each of a ship power demand and an increase/decrease amount of the ship power demand;
Whether the ship's power demand exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell, and whether the amount of increase or decrease exceeds the permissible range of output fluctuation value per unit time of the solid oxide fuel cell a determination step for determining whether or not
The first power generation device only when the ship's power demand exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell or when the solid oxide fuel cell becomes inoperable a start-up step of starting at least one power plant other than
a switching step of supplying power from the secondary battery to the ship when the amount of increase or decrease exceeds the allowable range;
A control program for a marine power generation system, comprising :

上記態様の船舶用発電システム、船舶用発電方法、および船舶用発電システムの制御用プログラムによれば、アンモニア搭載船のアンモニアを有効活用し、装置コストと、船舶の運用期間中に必要となる燃料費を含む運航コストと、を含む、船舶の運用期間中に必要となるコストを低減させることができる。 According to the marine power generation system, the marine power generation method, and the control program for the marine power generation system of the above aspects, the ammonia in the ammonia-equipped ship is effectively used, and the equipment cost and the fuel required during the operation period of the ship are reduced. Operating costs, including costs, and costs incurred during the life of the vessel can be reduced.

船舶用発電システム1の構成図である。1 is a configuration diagram of a marine power generation system 1. FIG. 船舶用発電システム2の構成図である。1 is a configuration diagram of a marine power generation system 2. FIG. 船舶用発電システム3の構成図である。1 is a configuration diagram of a marine power generation system 3. FIG. 船舶用発電システム4の構成図である。1 is a configuration diagram of a marine power generation system 4. FIG. 船舶用発電システム5の構成図である。1 is a configuration diagram of a marine power generation system 5. FIG. 第1実施形態のフローチャートの動作を示すものである。It shows the operation of the flowchart of the first embodiment. 第3実施形態のフローチャートの動作を示すものである。It shows the operation of the flowchart of the third embodiment. 第4実施形態のフローチャートの動作を示すものである。It shows the operation of the flowchart of the fourth embodiment.

以下、本発明の実施形態について、図を参照しながら詳細に説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Various features shown in the embodiments shown below can be combined with each other.

<第1の実施形態>
図1は、船舶用発電システム1の構成の一例を示す図である。船舶用発電システム1は、アンモニアを主機関の燃料または積荷として搭載する船舶に設けられ、当該船舶の各設備へ電力を供給するものであり、主として、固体酸化物形燃料電池11と、ディーゼルエンジン発電機12、13と、制御装置14と、を有する。
<First embodiment>
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a marine power generation system 1. As shown in FIG. The marine power generation system 1 is provided in a ship equipped with ammonia as a main engine fuel or cargo, and supplies power to each facility of the ship, and mainly includes a solid oxide fuel cell 11 and a diesel engine. It has generators 12 , 13 and a controller 14 .

固体酸化物形燃料電池11は、燃料ガスと酸化性ガスの化学反応によって発電するものであり、本発電システムにおいて優先的に稼働させるものであり、インバータ(不図示)を介して電流を交流に変換し、船舶に備えられた、航海計器、無線設備、空調機、照明等の各設備へ電力線に沿って電力を供給する。酸化性ガスは、例えば空気を用いることができるが、これに限られない。燃料ガスは、船舶に搭載されたアンモニアタンク6から供給されるアンモニアを、アンモニアの分解を行うアンモニア分解器7を用いて分解することによって生成した、水素を主成分とするガスであり、水素の含有割合は、80vol%以上であり、好ましくは90vol%以上である。水素の含有割合は、具体的には例えば、80vol%、85vol%、90vol%、95vol%、100vol%であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であっても良い。 The solid oxide fuel cell 11 generates power through a chemical reaction between a fuel gas and an oxidizing gas, and is preferentially operated in this power generation system. Power is supplied along the power line to each facility installed on the ship, such as navigation instruments, radio equipment, air conditioners, and lighting. Air, for example, can be used as the oxidizing gas, but it is not limited to this. The fuel gas is a gas containing hydrogen as a main component, generated by decomposing ammonia supplied from an ammonia tank 6 mounted on a ship using an ammonia decomposer 7 that decomposes ammonia. The content is 80 vol% or more, preferably 90 vol% or more. Specifically, the content of hydrogen is, for example, 80 vol%, 85 vol%, 90 vol%, 95 vol%, and 100 vol%, and may be within a range between any two of the numerical values exemplified here.

ディーゼルエンジン発電機12、13は、軽油や重油を燃料として発電するものであり、本発電システムにおいて、後述する電力需要に合わせて一時的に稼働させるものであり、船舶の各設備へ、固体酸化物形燃料電池11と共通の電力線に沿って電力を供給する。カーボンニュートラルの観点から、ディーゼルエンジン発電機12、13に用いられる燃料は、例えば脂肪酸メチルエステルを含有するバイオディーゼル燃料が好ましいが、これに限られない。また、ディーゼルエンジン発電機12は、ディーゼルエンジン12aと発電機12bを有し、ディーゼルエンジン発電機13は、ディーゼルエンジン13aと発電機13bを有する。 The diesel engine generators 12 and 13 generate power using light oil and heavy oil as fuel, and in this power generation system, are temporarily operated according to the power demand described later. Electric power is supplied along the power line common to the physical fuel cell 11 . From the viewpoint of carbon neutrality, the fuel used in the diesel engine generators 12 and 13 is preferably, for example, biodiesel fuel containing fatty acid methyl ester, but is not limited to this. The diesel engine generator 12 has a diesel engine 12a and a generator 12b, and the diesel engine generator 13 has a diesel engine 13a and a generator 13b.

ディーゼルエンジン発電機12、13と、固体酸化物形燃料電池11は、それぞれ独立して稼働し、電力を生成するように並列に設けられる。なお、本実施形態では、固体酸化物形燃料電池を有する発電装置が1台、ディーゼルエンジン発電機が2台搭載されるが、発電装置の各台数はこれに限られず、船舶の種類によって選択できる。 The diesel engine generators 12, 13 and the solid oxide fuel cell 11 operate independently and are arranged in parallel to generate electric power. In this embodiment, one power generator having a solid oxide fuel cell and two diesel engine generators are installed, but the number of each power generator is not limited to this, and can be selected according to the type of ship. .

制御装置14は、固体酸化物形燃料電池11と、ディーゼルエンジン発電機12、13の運転を制御するものであり、固体酸化物形燃料電池11及びディーゼルエンジン発電機12、13と電気的に接続される。 The control device 14 controls the operation of the solid oxide fuel cell 11 and the diesel engine generators 12 and 13, and is electrically connected to the solid oxide fuel cell 11 and the diesel engine generators 12 and 13. be done.

制御装置14は、取得部14aと、判定部14bと、起動部14cと、を有する。取得部14aと、判定部14bと、起動部14cは、それぞれ、電気的回路により実現することができる。例えば、制御装置14はコンピュータを備え、当該コンピュータが、当該コンピュータが備えるメモリーに格納された、後述する制御用プログラムを実行させるよう構成される。なお、メモリーは、制御装置14がコンピュータとは別に備えても良いが、制御用プログラムの格納場所はこれに限られない。 The control device 14 has an acquisition unit 14a, a determination unit 14b, and an activation unit 14c. The acquisition unit 14a, the determination unit 14b, and the activation unit 14c can each be realized by an electric circuit. For example, the control device 14 includes a computer configured to cause the computer to execute a control program, which is stored in a memory included in the computer and will be described later. The memory may be provided in the control device 14 separately from the computer, but the storage location of the control program is not limited to this.

次に、図6を参照して、図1に示す船舶用発電システム1の動作について説明する。図6は、アンモニア搭載船用発電システム1の動作を示すフローチャートである。当該フローチャートに示される動作は、例えば制御用プログラムの実行によって実現される。 Next, operation of the marine power generation system 1 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a flow chart showing the operation of the ammonia-equipped ship power generation system 1 . The operations shown in the flowchart are implemented, for example, by executing a control program.

制御装置14は、固体酸化物形燃料電池11を起動させる。次に、取得部14aは、船舶の各設備から、船舶電力需要量と、船舶電力需要量の単位時間あたりの増減量(以下、増減量という。)のぞれぞれの情報を取得する(ステップS101、S102)。ここで、船舶電力需要量は船舶の各設備で必要な電力の合計値である。増減量は船舶電力需要量をもとに算出することができる。また、船舶電力需要量に関しては、過去の船舶運航時における電力需要量の実績データ、および、船舶の運航ルートや気象情報といった運航情報についての運航データ等を教師データとして機械学習させて、船舶電力需要量と運航情報との対応関係を構築した、コンピュータの学習済み予測モデルに所望の運航情報を入力することにより予測をすることができるが、予測方法はこれに限られない。なお、船舶電力需要量と増減量の情報は、リアルタイムな船舶電力消費量と、船舶電力消費量の単位時間あたりの増減量の情報、としても良い。 The controller 14 activates the solid oxide fuel cell 11 . Next, the acquiring unit 14a acquires information on the ship's power demand and the increase/decrease amount of the ship's power demand per unit time (hereinafter referred to as increase/decrease amount) from each facility of the ship ( Steps S101, S102). Here, the ship power demand is the total value of the power required by each facility on the ship. The increase/decrease amount can be calculated based on the ship power demand. In addition, regarding ship power demand, machine learning is performed using actual data on power demand during past ship operations, as well as operation data related to ship operation information such as ship operation routes and weather information. Prediction can be made by inputting desired operation information into a computer-learned prediction model that has established a correspondence relationship between demand and operation information, but the prediction method is not limited to this. The information on the ship's power demand and the increase/decrease amount may be information on the real-time ship power consumption and the increase/decrease amount of the ship's power consumption per unit time.

判定部14bは、船舶電力需要量が、固体酸化物形燃料電池11の定格出力を超過するか否か(ステップS103)、および、増減量が、固体酸化物形燃料電池11の負荷変動応答性能を超過するか否か(ステップS104)、を判定する。ここで、負荷変動応答性能とは、固体酸化物形燃料電池11の単位時間当たりの出力変動値の許容範囲の大きさを示し、例えば、-1.5~1.5%/minで表される。 The determination unit 14b determines whether or not the ship power demand exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell 11 (step S103), is exceeded (step S104). Here, the load fluctuation response performance indicates the allowable range of the output fluctuation value per unit time of the solid oxide fuel cell 11, and is expressed, for example, by −1.5 to 1.5%/min. be.

起動部14cは、船舶電力需要量が固体酸化物形燃料電池11の定格出力を超過する場合(ステップS103)、増減量が固体酸化物形燃料電池11の負荷変動応答性能を超過する場合(ステップS104)、および固体酸化物形燃料電池11の稼働が、例えば故障等により不能となった場合(ステップS105)、のいずれかの場合に、ディーゼルエンジン発電機12または13、またはその両方を起動させる(ステップS106)。一方で、ステップS103、ステップS104、およびステップS105のこれらの場合のいずれにも該当しない場合は、起動部14cは、ディーゼルエンジン発電機12、13を起動させない。固体酸化物形燃料電池11の稼働が不能となったかどうかは、固体酸化物形燃料電池11の電圧値を読み取ることで判断できるが、判断方法はこれに限られない。なお、ステップS103、ステップS104、およびステップS105の各ステップは順番が前後しても良い。 Starting unit 14c, if the ship power demand exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell 11 (step S103), if the amount of increase or decrease exceeds the load fluctuation response performance of the solid oxide fuel cell 11 (step S104), and when the operation of the solid oxide fuel cell 11 becomes impossible due to, for example, a failure (step S105), the diesel engine generator 12 or 13, or both are started. (Step S106). On the other hand, if none of these cases of steps S103, S104, and S105 apply, the starting unit 14c does not start the diesel engine generators 12 and 13. Whether or not the operation of the solid oxide fuel cell 11 has become impossible can be determined by reading the voltage value of the solid oxide fuel cell 11, but the determination method is not limited to this. The order of steps S103, S104, and S105 may be reversed.

本実施形態において、制御装置が備える各部は、例えば、広義の回路によって実施されるハードウェア資源と、これらのハードウェア資源によって具体的に実現されうるソフトウェアの情報処理とを合わせたものも含みうる。また、本実施形態においては様々な情報を取り扱うが、これらの情報は、例えば電圧・電流を表す信号値の物理的な値、0又は1で構成される2進数のビット集合体としての信号値の高低、又は量子的な重ね合わせ(いわゆる量子ビット)によって表され、広義の回路上で通信・演算が実行されうる。 In this embodiment, each unit included in the control device may include, for example, a combination of hardware resources implemented by circuits in a broad sense and software information processing that can be specifically realized by these hardware resources. . In addition, although various information is handled in this embodiment, these information are, for example, physical values of signal values representing voltage and current, and signal values as binary bit aggregates composed of 0 or 1. , or quantum superposition (so-called quantum bit), and communication and computation can be performed on a circuit in a broad sense.

また、広義の回路とは、回路(Circuit)、回路類(Circuitry)、プロセッサ(Processor)、及びメモリ(Memory)等を少なくとも適当に組み合わせることによって実現される回路である。すなわち、特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit:ASIC)、プログラマブル論理デバイス(例えば、単純プログラマブル論理デバイス(Simple Programmable Logic Device:SPLD)、複合プログラマブル論理デバイス(Complex Programmable Logic Device:CPLD)、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ(Field Programmable Gate Array:FPGA))等を含むものである。 A circuit in a broad sense is a circuit implemented by appropriately combining at least circuits, circuits, processors, memories, and the like. Application Specific Integrated Circuits (ASICs); Programmable Logic Devices (e.g., Simple Programmable Logic Devices (SPLDs); Complex Programmable Logic Devices (CPLDs); and field It includes a programmable gate array (Field Programmable Gate Array: FPGA).

ここで、アンモニアのエネルギー単価は以下の式より算出される。なお、3.6(GJ/MWh)は単位換算係数を示す。
エネルギー単価($/MWh)=重量単価($/ton)÷比エンタルピ(MJ/kg)×3.6(GJ/MWh)・・・(1)
また、1MWhあたりの燃料費は以下の式により算出される。
単位時間燃料費($/MWh)=エネルギー単価($/MWh)×発電効率(%)・・・(2)
Here, the energy unit price of ammonia is calculated from the following formula. 3.6 (GJ/MWh) indicates a unit conversion factor.
Energy unit price ($/MWh) = unit weight ($/ton)/specific enthalpy (MJ/kg) x 3.6 (GJ/MWh) (1)
Also, the fuel cost per 1 MWh is calculated by the following formula.
Unit hour fuel cost ($/MWh) = energy unit price ($/MWh) x power generation efficiency (%) (2)

式(1)、(2)、および、20年以上と言われる一般的な船舶の運用期間から、アンモニアを燃料とする固体酸化物形燃料電池11と、カーボンニュートラルな燃料として扱われ得るバイオディーゼルを燃料とするディーゼルエンジン発電機12、13の、船舶運航期間中の燃料費が算出される。ここで、将来のブルーアンモニアの価格は1トンあたり350ドルから400ドルと示唆されていることから(Ammonfuel-an industrial view of ammonia as a marine fuel,Alfa Laval et.al,2020より)、アンモニアの重量単価として、中央値の375ドルを採用している。なお、ブルーアンモニアとは、化石燃料を原料として、製造工程において排出されるCOを回収して製造されたアンモニアの呼称である。また、アンモニアの比エンタルピは18.8MJ/kgであり、固体酸化物形燃料電池の発電効率は、アンモニア低位発熱量基準で53%とした。バイオディーゼル燃料の価格については、原材料により価格の変動が大きいため、ここでは一般的に下限値として言われている価格として、アンモニアと同じエネルギー単価を採用し、ディーゼルエンジン発電機の発電効率は45%とした。また、一般的な船舶の稼働率を勘案して、優先的に稼働させる第1発電装置の年間稼働率を80%、一時的に稼働させる第2発電装置または第3発電装置の年間稼働率を20%とした。 From equations (1) and (2), and a typical ship operation period of 20 years or more, solid oxide fuel cell 11 fueled by ammonia and biodiesel that can be treated as a carbon-neutral fuel The fuel cost of the diesel engine generators 12 and 13 fueled by is calculated during the vessel operation period. Here, since the future price of blue ammonia is suggested to be 350 to 400 dollars per ton (from Ammonfuel-an industrial view of ammonia as a marine fuel, Alfa Laval et.al, 2020), the price of ammonia The median price of $375 is used as the weight unit price. Blue ammonia is the name of ammonia produced by recovering CO 2 emitted in the production process using fossil fuel as a raw material. The specific enthalpy of ammonia was 18.8 MJ/kg, and the power generation efficiency of the solid oxide fuel cell was set to 53% based on the lower heating value of ammonia. Regarding the price of biodiesel fuel, since the price fluctuates greatly depending on the raw material, the same energy unit price as ammonia is adopted as the price that is generally said to be the lower limit here, and the power generation efficiency of the diesel engine generator is 45. %. In addition, considering the operating rate of general ships, the annual operating rate of the first power generator, which is preferentially operated, is set at 80%, and the annual operating rate of the second power generator or the third power generator, which is temporarily operated. 20%.

さらに、固体酸化物形燃料電池を有する発電装置の価格は¥270,000/kWh、ディーゼルエンジン発電機の価格は¥50,000/kWhであると言われており、1台あたりの発電機容量を600kWとすると、1台あたりの装置導入コスト差は約1,015,000ドル(¥130/ドルとする。)である。 Furthermore, the price of a power generator having a solid oxide fuel cell is said to be ¥270,000/kWh, and the price of a diesel engine generator is said to be ¥50,000/kWh. is 600 kW, the difference in equipment introduction cost per unit is about 1,015,000 dollars (¥130/dollar).

以上の前提から、例えば大型外航船において一般的である、3台の発電装置を備える船舶用発電システムに関し、装置コストと20年間の燃料コストの合算コストについて、3台ともディーゼルエンジン発電機とした組み合わせを基準として、発電機種の組み合わせ毎のコスト比を表1に示す。 Based on the above premises, for example, regarding a marine power generation system equipped with three power generation devices, which is common in large ocean-going ships, the total cost of the device cost and the fuel cost for 20 years is assumed to be a diesel engine power generator. Table 1 shows the cost ratio for each combination of generator models, using the combination as a reference.

Figure 0007290212000002
Figure 0007290212000002

表1より、優先的に稼働させる発電装置は固体酸化物形燃料電池11であり、一時的に稼働させる第2発電装置または第3発電装置はディーゼルエンジン発電機である場合の組み合わせ(Case3)は、発電装置が3台とも固体酸化物形燃料電池である場合の組み合わせ(Case2)、または発電装置が3台ともディーゼルエンジン発電機である場合の組み合わせ(Case1)に比べ、低コストである。
Case1とCase3の比較において、Case3の装置コストはCase1に比べ約1,015,000ドル高価である一方で、Case3の年間燃料コストはCase1に比べ約101,280ドル安価となる。したがって、装置の導入コスト差は約10年で回収することが可能となる。
さらに、ディーゼルエンジン発電機のみを採用したCase1では、主機関用途や積荷等のアンモニアを有効活用できないが、アンモニアを原燃料とする固体酸化物形燃料電池11を採用するCase3では、当該アンモニアの有効活用が可能となる。
From Table 1, the combination (Case 3) when the power generator to be preferentially operated is the solid oxide fuel cell 11 and the second power generator or the third power generator to be temporarily operated is a diesel engine generator is , the cost is lower than the combination (Case 2) in which all three power generation devices are solid oxide fuel cells, or the combination (Case 1) in which all three power generation devices are diesel engine generators.
In comparing Case 1 and Case 3, the equipment cost of Case 3 is about $1,015,000 more expensive than Case 1, while the annual fuel cost of Case 3 is about $101,280 less than Case 1. Therefore, it becomes possible to recover the introduction cost difference of the apparatus in about 10 years.
Furthermore, in Case 1, which employs only a diesel engine generator, ammonia cannot be effectively used for main engine applications and cargo, but in Case 3, which employs a solid oxide fuel cell 11 that uses ammonia as a raw fuel, the ammonia can be effectively used. Utilization becomes possible.

本実施形態によれば、優先して稼働する固体酸化物形燃料電池11の燃料として、主機関の燃料または積荷として船舶に搭載されるアンモニアを有効に活用することができる。 According to the present embodiment, as the fuel for the solid oxide fuel cell 11 that preferentially operates, it is possible to effectively utilize the ammonia carried on the ship as fuel for the main engine or cargo.

また、本実施形態によれば、装置コストと、船舶の運用期間中に必要となる燃料費を含む運航コストと、を含む、船舶の運用期間中に必要となるコストを低減させることができる。 Moreover, according to this embodiment, it is possible to reduce the costs required during the operating period of the vessel, including the equipment costs and the operating costs including the fuel costs required during the operating period of the vessel.

また、本実施形態によれば、一時的に稼働させる第2発電装置または第3発電装置を、電力需要や増減量に合わせて適当なタイミングで稼働させることができるため、高コストなバイオディーゼル燃料の余分な燃料消費を防ぐことができる。 In addition, according to this embodiment, the second power generation device or the third power generation device that is temporarily operated can be operated at an appropriate timing according to the power demand and the amount of increase or decrease, so high-cost biodiesel fuel can prevent extra fuel consumption.

<第2の実施形態>
本発明に係る船舶用発電システムの第2の実施形態について、第1の実施形態とは異なる部分を中心に説明する。本実施形態の船舶用発電システム2は、ディーゼルエンジン発電機12、13の代わりにデュアルフューエルエンジン発電機22、23を有する点で異なる。なお、以後の説明において、第1の実施形態と同じ構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
<Second embodiment>
A second embodiment of a marine power generation system according to the present invention will be described, centering on parts different from the first embodiment. The marine power generation system 2 of this embodiment differs in that it has dual fuel engine generators 22 and 23 instead of the diesel engine generators 12 and 13 . In the description below, the same reference numerals are given to the same configurations as in the first embodiment, and the description thereof is omitted.

図2は、船舶用発電システム2の構成の一例を示す図であり、主として、固体酸化物形燃料電池11と、デュアルフューエルエンジン発電機22、23と、制御装置14と、を有する。 FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the marine power generation system 2, which mainly includes a solid oxide fuel cell 11, dual fuel engine generators 22 and 23, and a control device 14. As shown in FIG.

デュアルフューエルエンジン発電機22、23は、軽油や重油といった液体燃料と、液化アンモニアを気化させて得られたガス燃料の、いずれか、またはその両方を燃料として発電するものであり、カーボンニュートラルの観点から、液体燃料はバイオディーゼル燃料であることが好ましいが、これに限られない。デュアルフューエルエンジン発電機22は、デュアルフューエルエンジン22aと発電機22bを有し、デュアルフューエルエンジン発電機23は、デュアルフューエルエンジン23aと発電機23bを有する。 The dual fuel engine generators 22 and 23 generate electricity using either or both of liquid fuel such as light oil and heavy oil, gas fuel obtained by vaporizing liquefied ammonia, or both as fuel, from the viewpoint of carbon neutrality. Therefore, the liquid fuel is preferably biodiesel fuel, but is not limited to this. The dual fuel engine generator 22 has a dual fuel engine 22a and a generator 22b, and the dual fuel engine generator 23 has a dual fuel engine 23a and a generator 23b.

デュアルフューエルエンジン発電機22、23に供給されるガス燃料は、船舶に搭載されたアンモニアタンク6から供給されるアンモニアをアンモニア分解器8を用いて分解することにより生成した、水素を含有するガスであり、水素の含有割合は、20vol%以上であり、好ましくは、30vol%、さらに好ましくは40vol%以上である。水素の含有割合は、具体的には例えば、20vol%、30vol%、40vol%、50vol%、60vol%、70vol%、80vol%、90vol%、100vol%であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であっても良い。なお、本実施形態では、デュアルフューエルエンジン発電機22、23に対応するアンモニア分解器は1式であるが、デュアルフューエルエンジン発電機22、23に1式ずつのアンモニア分解器が備わっていても良い。 The gas fuel supplied to the dual fuel engine generators 22 and 23 is a hydrogen-containing gas generated by decomposing ammonia supplied from an ammonia tank 6 mounted on a ship using an ammonia decomposer 8. The hydrogen content is 20 vol % or more, preferably 30 vol %, more preferably 40 vol % or more. Specifically, the hydrogen content is, for example, 20 vol%, 30 vol%, 40 vol%, 50 vol%, 60 vol%, 70 vol%, 80 vol%, 90 vol%, and 100 vol%. It may be within a range between two. In this embodiment, one ammonia decomposer is provided for each of the dual fuel engine generators 22 and 23, but each of the dual fuel engine generators 22 and 23 may be provided with one ammonia decomposer. .

ここで、デュアルフューエルエンジン発電機の発電効率は41%になると知られており、デュアルフューエルエンジン発電機の価格を¥50,000/kWhとすると、前述第1の実施形態において説明した前提条件から、発電機種の組み合わせ毎の、3台の発電装置からなる船舶用発電システムのコスト比は、後述の表2に示す通りとなる。 Here, it is known that the power generation efficiency of the dual fuel engine generator is 41%. , the cost ratio of the marine power generation system consisting of three power generators for each combination of power generation models is as shown in Table 2 below.

Figure 0007290212000003
Figure 0007290212000003

表2より、基準となる、3台ともディーゼルエンジン発電機である組み合わせの場合(Case1)、および、比較例である、3台ともデュアルフューエルエンジン発電機である組み合わせの場合(Case4)と比べ、優先的に稼働させる発電装置は固体酸化物形燃料電池11であり、一時的に稼働させる第2発電装置または第3発電装置はデュアルフューエルエンジン発電機である場合の組み合わせ(Case5)は、低コストである。
Case4とCase5の比較において、Case5の装置コストはCase4に比べ約1,015,000ドル高価である一方で、Case5の年間燃料コストは、Case4に比べ約166,741ドル安価となる。したがって、装置の導入コスト差は約6年で回収することが可能となる。
From Table 2, compared to the standard combination of three diesel engine generators (Case 1) and the comparative example of a combination of three dual fuel engine generators (Case 4), A combination (Case 5) in which the power generator to be preferentially operated is the solid oxide fuel cell 11 and the second power generator or the third power generator to be temporarily operated is a dual fuel engine generator is low cost. is.
In comparing Case 4 and Case 5, the equipment cost for Case 5 is about $1,015,000 more expensive than Case 4, while the annual fuel cost for Case 5 is about $166,741 less than Case 4. Therefore, it is possible to recover the introduction cost difference of the equipment in about six years.

本実施形態によれば、一時的に稼働するデュアルフューエルエンジン発電機22、23に使用する燃料としてもアンモニアを活用でき、また、装置コストと、船舶の運用期間中に必要となる燃料費を含む運航コストと、を含む、船舶の運用期間中に必要となるコストを低減させることができる。さらに、バイオディーゼル燃料のタンクを小さくすることができるため、バイオディーゼル燃料のタンクに係る設備コストの低減に寄与することができる。 According to this embodiment, ammonia can be used as fuel for the dual fuel engine generators 22 and 23 that operate temporarily, and the equipment cost and the fuel cost required during the operation period of the ship are included. Costs incurred during the life of the vessel can be reduced, including operating costs and. Furthermore, since the size of the biodiesel fuel tank can be reduced, it is possible to contribute to the reduction of equipment costs related to the biodiesel fuel tank.

<第3の実施形態>
本発明に係る船舶用発電システムの第3の実施形態について、第1の実施形態とは異なる部分を中心に説明する。本実施形態の船舶用発電システム3は、固体酸化物形燃料電池11に直列に接続された二次電池31を有する点で異なる。なお、以後の説明において、第1の実施形態と同じ構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
<Third Embodiment>
A third embodiment of a marine power generation system according to the present invention will be described, centering on parts different from the first embodiment. The marine power generation system 3 of this embodiment differs in that it has a secondary battery 31 connected in series to the solid oxide fuel cell 11 . In the description below, the same reference numerals are given to the same configurations as in the first embodiment, and the description thereof is omitted.

図3は、船舶用発電システム3の構成の一例を示す図であり、主として、固体酸化物形燃料電池11と、ディーゼルエンジン発電機12、13と、制御装置14と、二次電池31と、を有する。 FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of the marine power generation system 3, which mainly includes a solid oxide fuel cell 11, diesel engine generators 12 and 13, a control device 14, a secondary battery 31, have

二次電池31は、固体酸化物形燃料電池11と電気的に接続されて1つの発電装置を構成し、二次電池31は固体酸化物形燃料電池11によって充電されつつ、二次電池31の放電により船舶の各設備へ電力が供給される。また、二次電池31は、リチウムイオン電池であることが望ましいが、これに限られない。なお、二次電池31と固体酸化物形燃料電池11の出力は、船舶電力需要量に応じて調整され、望ましくは二次電池31の容量が最大値となった場合、固体酸化物形燃料電池11は、固体酸化物形燃料電池11自身の備える、熱交換器、センサー、燃焼器、コンプレッサー等の補機類の稼働維持に必要となる最低限度の発電を行うよう、制御装置14により制御される。 The secondary battery 31 is electrically connected to the solid oxide fuel cell 11 to form a power generator, and the secondary battery 31 is charged by the solid oxide fuel cell 11 while the secondary battery 31 Electric power is supplied to each facility of the ship by the discharge. Also, the secondary battery 31 is preferably a lithium ion battery, but is not limited to this. The outputs of the secondary battery 31 and the solid oxide fuel cell 11 are adjusted according to the ship's power demand. 11 is controlled by a control device 14 so as to generate the minimum amount of power necessary to maintain the operation of auxiliary equipment such as heat exchangers, sensors, combustors, compressors, etc., provided in the solid oxide fuel cell 11 itself. be.

次に、図7を参照して、図3に示す船舶用発電システム3の動作について説明する。図7は、アンモニア搭載船用発電システム3の動作を示すフローチャートである。 Next, operation of the marine power generation system 3 shown in FIG. 3 will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a flow chart showing the operation of the ammonia-equipped ship power generation system 3 .

制御装置14は、固体酸化物形燃料電池11を起動させる。次に、取得部14aは、船舶電力需要量の情報を取得する(ステップS201)。 The controller 14 activates the solid oxide fuel cell 11 . Next, the acquiring unit 14a acquires information on the ship power demand (step S201).

判定部14bは、船舶電力需要量が、固体酸化物形燃料電池11の定格出力を超過するか否か(ステップS203)を判定する。 The determination unit 14b determines whether or not the ship power demand exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell 11 (step S203).

起動部14cは、船舶電力需要量が固体酸化物形燃料電池11の定格出力を超過する場合(ステップS203)、または固体酸化物形燃料電池11の稼働が不能になった場合(ステップS205)に、ディーゼルエンジン発電機12または13、またはその両方を起動させる(ステップS206)。一方で、ステップS203とステップS205のこれらの場合のいずれにも該当しない場合は、ディーゼルエンジン発電機12、13を起動させない。なお、ステップS203とステップS205の各ステップは順番が前後しても良い。 When the vessel power demand exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell 11 (step S203), or when the operation of the solid oxide fuel cell 11 becomes impossible (step S205), the starting unit 14c , the diesel engine generator 12 or 13, or both (step S206). On the other hand, if none of these cases of steps S203 and S205 apply, the diesel engine generators 12 and 13 are not started. Note that the order of steps S203 and S205 may be reversed.

本実施形態によれば、優先的に稼働させる発電装置から供給される電力は、二次電池31を介していることにより、固体酸化物形燃料電池11は、固体酸化物形燃料電池11自身の劣化を招く温度変化の原因となる急激な出力変動の影響を受けず、すなわち発電効率の低下を防止することができるため、船舶の燃料費増加防止に寄与することができる。 According to the present embodiment, the power supplied from the power generator to be preferentially operated passes through the secondary battery 31, so that the solid oxide fuel cell 11 can Since it is not affected by rapid output fluctuations that cause temperature changes that cause deterioration, that is, it is possible to prevent a decrease in power generation efficiency, it is possible to contribute to preventing an increase in ship fuel costs.

また、本実施形態によれば、一時的に稼働させる発電装置を、船舶の電力需要に合わせて適当なタイミングで稼働させることができるため、不必要な稼働を防止でき、余分な燃料消費を防ぐことができる。 In addition, according to the present embodiment, the power generator that is temporarily operated can be operated at an appropriate timing according to the power demand of the ship, so unnecessary operation can be prevented and excess fuel consumption can be prevented. be able to.

<第4の実施形態>
本発明に係る船舶用発電システムの第4の実施形態について、第3の実施形態とは異なる部分を中心に説明する。本実施形態の船舶用発電システム4は、固体酸化物形燃料電池11と並列に接続された二次電池31を有する点で異なる。なお、以後の説明において、第1の実施形態と同じ構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
<Fourth Embodiment>
4th Embodiment of the marine power generation system which concerns on this invention is demonstrated centering around a different part from 3rd Embodiment. The marine power generation system 4 of the present embodiment differs in that it has a secondary battery 31 connected in parallel with the solid oxide fuel cell 11 . In the description below, the same reference numerals are given to the same configurations as in the first embodiment, and the description thereof is omitted.

図4は、船舶用発電システム4の構成の一例を示す図であり、主として、固体酸化物形燃料電池11と、ディーゼルエンジン発電機12、13と、制御装置14と、二次電池31と、を有する。 FIG. 4 is a diagram showing an example of the configuration of the marine power generation system 4, which mainly includes a solid oxide fuel cell 11, diesel engine generators 12 and 13, a control device 14, a secondary battery 31, have

二次電池31は、固体酸化物形燃料電池11と電気的に接続されて1つの発電装置を構成し、二次電池31は固体酸化物形燃料電池11によって充電されるが、ディーゼルエンジン発電機12、13によって充電されても良い。二次電池31への充電は、例えば、固体酸化物形燃料電池11からの出力と並行して行われる。また、二次電池31は、リチウムイオン電池であることが望ましいが、これに限られない。 The secondary battery 31 is electrically connected to the solid oxide fuel cell 11 to form a single power generator, and the secondary battery 31 is charged by the solid oxide fuel cell 11. 12, 13 may be charged. The charging of the secondary battery 31 is performed in parallel with the output from the solid oxide fuel cell 11, for example. Also, the secondary battery 31 is preferably a lithium ion battery, but is not limited to this.

二次電池31は、制御装置14と電気的に接続されており、後述するフローに従って船舶の各設備へ電力を供給する。また、制御装置14は、切替部14dを更に備えており、切替部14dは、他の各部と同様、電気的回路によって実現される。 The secondary battery 31 is electrically connected to the control device 14 and supplies power to each facility of the ship according to the flow described later. In addition, the control device 14 further includes a switching section 14d, which is realized by an electric circuit like the other sections.

次に、図8を参照して、図4に示すアンモニア搭載船用発電システム4の動作について説明する。図8は、船舶用発電システム4の動作を示すフローチャートである。 Next, with reference to FIG. 8, the operation of the ammonia-equipped ship power generation system 4 shown in FIG. 4 will be described. FIG. 8 is a flow chart showing the operation of the marine power generation system 4 .

制御装置14は、固体酸化物形燃料電池11を起動させる。次に、取得部14aは、船舶電力需要量と、増減量の情報を取得する(ステップS301、S302)。 The controller 14 activates the solid oxide fuel cell 11 . Next, the acquiring unit 14a acquires the ship power demand amount and the information on the increase/decrease amount (steps S301 and S302).

判定部14bは、船舶電力需要量が、固体酸化物形燃料電池11の定格出力を超過するか否か(ステップS303)、および、増減量が、固体酸化物形燃料電池11の負荷変動応答性能を超過するか否か(ステップS304)を判定する。 The determination unit 14b determines whether or not the ship power demand exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell 11 (step S303), is exceeded (step S304).

起動部14cは、船舶電力需要量が固体酸化物形燃料電池11の定格出力を超過する場合(ステップS303のYes)、または固体酸化物形燃料電池11の稼働が不能となった場合(ステップS305のYes)に、ディーゼルエンジン発電機12または13、またはその両方を起動させる(ステップS306)。一方で、ステップS303、およびステップS305のこれらの場合のいずれにも該当しない場合(ステップS303のNo、ステップS305のNo(不図示))は、起動部14cは、ディーゼルエンジン発電機12、13を起動させない。なお、ステップS303、ステップS304、およびステップS305の各ステップは順番が前後しても良い。 Starting unit 14c, when the ship power demand exceeds the rated output of solid oxide fuel cell 11 (Yes in step S303), or when operation of solid oxide fuel cell 11 becomes impossible (step S305 Yes), the diesel engine generator 12 or 13 or both are started (step S306). On the other hand, if none of these cases apply to steps S303 and S305 (No in step S303, No in step S305 (not shown)), the starting unit 14c starts the diesel engine generators 12 and 13. do not start. The order of steps S303, S304, and S305 may be changed.

切替部14dは、増減量が固体酸化物形燃料電池11の負荷変動応答性能を超過する場合(ステップS304のYes)に、二次電池31より船舶の各設備へ電力を供給する(ステップS307)。具体的には、二次電池31は、固体酸化物形燃料電池11から供給される電力に付加的に電力を供給するが、付加的な電力の供給の代わりに、固体酸化物形燃料電池11から切り替えて電力を供給することを行ってもよい。一方、ステップS304の判定結果がNoの場合は、切替部14dは、二次電池31からの電力の供給を行わない。 When the increase/decrease amount exceeds the load change response performance of the solid oxide fuel cell 11 (Yes in step S304), the switching unit 14d supplies power from the secondary battery 31 to each facility of the ship (step S307). . Specifically, the secondary battery 31 supplies power in addition to the power supplied from the solid oxide fuel cell 11, but instead of supplying the additional power, the solid oxide fuel cell 11 It is also possible to supply power by switching from . On the other hand, if the determination result in step S304 is No, the switching unit 14d does not supply power from the secondary battery 31. FIG.

本実施形態によれば、固体酸化物形燃料電池11が船舶の各設備へ電力を供給し、急激な出力変動が生じた際には、二次電池31が船舶の各設備へ電力を供給するため、固体酸化物形燃料電池11は、一定範囲の出力にて連続して、船舶の各設備へ電力を供給することができる。 According to this embodiment, the solid oxide fuel cell 11 supplies power to each facility of the ship, and when a sudden output fluctuation occurs, the secondary battery 31 supplies power to each facility of the ship. Therefore, the solid oxide fuel cell 11 can continuously supply electric power to each facility of the ship at an output within a certain range.

<第5の実施形態>
図5は、本発明に係る船舶用発電システムの第5の実施形態について、その構成の一例を示したものである。
<Fifth Embodiment>
FIG. 5 shows an example of the configuration of a fifth embodiment of a marine power generation system according to the present invention.

本実施形態によれば、優先的に稼働する固体酸化物形燃料電池11の燃料として、主機関の燃料または積荷として船舶に搭載されるアンモニアを有効に活用することができ、また、バイオディーゼル燃料のタンクを小さくすることができるため、バイオディーゼル燃料のタンクに係る設備コストの低減に寄与することができる。さらに、固体酸化物形燃料電池11の出力変動を抑制できるため、発電効率の観点で最適な出力での運転を維持することができ、船舶の燃料費低減に寄与することができる。 According to this embodiment, as the fuel of the solid oxide fuel cell 11 that preferentially operates, it is possible to effectively utilize the ammonia mounted on the ship as the fuel of the main engine or the cargo, and biodiesel fuel Since the tank can be made smaller, it can contribute to the reduction of equipment costs related to the biodiesel fuel tank. Furthermore, since fluctuations in the output of the solid oxide fuel cell 11 can be suppressed, it is possible to maintain operation at an optimum output from the viewpoint of power generation efficiency, which can contribute to reducing the fuel cost of ships.

<その他の実施形態>
本発明の別の態様は、上記一態様の船舶用発電方法である。本実施形態の発電方法は、上記制御ステップを、例えば上記船舶用発電システムの運転により行うことができ、その一部はオペレーターにより行われても良い。
本実施形態の方法では、装置コストと、船舶の運用期間中に必要となる燃料費を含む運航コストと、を含む、船舶の運用期間中に必要となるコストを低減させることができる。また、一時的に稼働させる第2発電装置または第3発電装置を、電力需要や増減量に合わせて適当なタイミングで稼働させることができるため、高コストなバイオディーゼル燃料の余分な燃料消費を防ぐことができる。
<Other embodiments>
Another aspect of the present invention is the marine power generation method according to the above aspect. In the power generation method of the present embodiment, the control step can be performed, for example, by operating the marine power generation system, and part of it may be performed by an operator.
The method of the present embodiment can reduce costs required during the life of the vessel, including equipment costs and operating costs including fuel costs required during the life of the vessel. In addition, the second power generator or third power generator, which is temporarily operated, can be operated at an appropriate timing according to the power demand and the amount of increase or decrease, preventing excess fuel consumption of high-cost biodiesel fuel. be able to.

また、本発明の別の態様は、上記一態様の船舶用発電システムの制御用プログラムでる。本実施形態の制御用プログラムは、例えば上記船舶用発電システムの制御装置のメモリーに格納され、コンピュータにより実行される。
本実施形態のプログラムでは、装置コストと、船舶の運用期間中に必要となる燃料費を含む運航コストと、を含む、船舶の運用期間中に必要となるコストを低減させることができる。また、一時的に稼働させる第2発電装置または第3発電装置を、電力需要や増減量に合わせて適当なタイミングで稼働させることができるため、高コストなバイオディーゼル燃料の余分な燃料消費を防ぐことができる。
Another aspect of the present invention is a control program for the marine power generation system according to the above aspect. The control program of the present embodiment is stored, for example, in the memory of the control device of the marine power generation system and executed by a computer.
With the program of the present embodiment, it is possible to reduce costs required during the operating period of the vessel, including equipment costs and operating costs including fuel costs required during the operating period of the vessel. In addition, the second power generator or third power generator, which is temporarily operated, can be operated at an appropriate timing according to the power demand and the amount of increase or decrease, preventing excess fuel consumption of high-cost biodiesel fuel. be able to.

なお、上記説明した船舶用発電システムでは、固体酸化物形燃料電池11と固体酸化物形燃料電池11以外の発電装置は、いずれか一方を単独で、または両者を併用して運転することができる。また、上述の実施形態は例として示したものであり、発明の範囲を限定することは意図しておらず、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。当該実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 In the marine power generation system described above, either one of the solid oxide fuel cell 11 and the power generator other than the solid oxide fuel cell 11 can be operated alone, or both can be operated in combination. . In addition, the above-described embodiments are shown as examples and are not intended to limit the scope of the invention, and can be implemented in various other forms without departing from the gist of the invention. Various omissions, substitutions, and alterations may be made to the extent. The embodiment and its modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.

また、本実施形態に登場する動作を実現するためのプログラムは、コンピュータが読み取り可能な非一時的な記録媒体に格納されて提供されてもよいし、外部のサーバからダウンロード可能に提供されてもよいし、外部のコンピュータで当該プログラムを起動させてクライアント端末でその機能を実現(いわゆるクラウドコンピューティング)するように提供されてもよい。 In addition, the program for realizing the operations appearing in the present embodiment may be provided by being stored in a computer-readable non-temporary recording medium, or may be provided by being downloadable from an external server. Alternatively, it may be provided so that the program is activated by an external computer and the function is realized by the client terminal (so-called cloud computing).

1、2、3、4、5 船舶用発電システム
6 アンモニアタンク
7、8 アンモニア分解器
11 固体酸化物形燃料電池
12、13 ディーゼルエンジン発電機
12a、13a ディーゼルエンジン
12b、13b、22b、23b 発電機
14 制御装置
14a 取得部
14b 判定部
14c 起動部
14d 切替部
22、23 デュアルフューエルエンジン発電機
22a、23a デュアルフューエルエンジン
31 二次電池
1, 2, 3, 4, 5 Marine Power Generation System 6 Ammonia Tanks 7, 8 Ammonia Decomposer 11 Solid Oxide Fuel Cells 12, 13 Diesel Engine Generators 12a, 13a Diesel Engines 12b, 13b, 22b, 23b Generators 14 Control device 14a Acquisition unit 14b Determination unit 14c Starting unit 14d Switching unit 22, 23 Dual fuel engine generators 22a, 23a Dual fuel engine 31 Secondary battery

Claims (16)

船舶を推進させるエンジンである主機関の燃料または積荷としてアンモニアを搭載するアンモニア搭載船において用いられる電力を生成する発電システムであって、
前記アンモニアの一部の分解により生成する水素を主成分とするガスを燃料ガスとする固体酸化物形燃料電池を有する第1発電装置と、内燃機関を有し、前記内燃機関が生成する動力を用いて発電するよう構成された第2発電装置と、を少なくとも含む複数の発電装置と、
前記電力を生成するように前記発電装置それぞれの稼働を制御し、前記発電装置のうち前記第1発電装置を優先して稼働させるよう構成された制御装置と、を備
前記制御装置は、船舶電力需要量が前記固体酸化物形燃料電池の定格出力を超過した場合、前記船舶電力需要量の単位時間当たりの増減量が前記固体酸化物形燃料電池の単位時間当たりの出力変動値の許容範囲を超過する場合、および前記固体酸化物形燃料電池の稼働が不能になった場合を除き、前記発電装置のうち前記第1発電装置のみを稼働させる、船舶用発電システム。
A power generation system for generating electric power for use in an ammonia-equipped ship carrying ammonia as a fuel or cargo for the main engine, which is the engine that propels the ship ,
A first power generation device having a solid oxide fuel cell that uses as fuel gas a gas mainly composed of hydrogen generated by decomposing a part of the ammonia, and an internal combustion engine, and power generated by the internal combustion engine. a plurality of power plants including at least a second power plant configured to generate power using
a control device configured to control the operation of each of the power generators to generate the electric power, and preferentially operate the first power generator among the power generators;
When the power demand of the ship exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell, the control device increases or decreases the amount of power demand of the ship per unit time to that of the solid oxide fuel cell per unit time. A marine power generation system that operates only the first power generation device of the power generation devices, except when an output fluctuation value exceeds an allowable range and when the operation of the solid oxide fuel cell becomes impossible.
前記内燃機関が、ディーゼルエンジンである、請求項1に記載の船舶用発電システム。 2. The marine power generation system according to claim 1, wherein said internal combustion engine is a diesel engine. 前記第1発電装置が二次電池をさらに有する、請求項1又は2に記載の船舶用発電システム。 The marine power generation system according to claim 1 or 2 , wherein the first power generation device further includes a secondary battery. 主機関の燃料または積荷としてアンモニアを搭載するアンモニア搭載船において用いられる電力を生成する発電システムであって、
前記アンモニアの一部の分解により生成する水素を主成分とするガスを燃料ガスとする固体酸化物形燃料電池を有する第1発電装置と、内燃機関を有し、前記内燃機関が生成する動力を用いて発電するよう構成された第2発電装置と、を少なくとも含む複数の発電装置と、
前記電力を生成するように前記発電装置それぞれの稼働を制御し、前記発電装置のうち前記第1発電装置を優先して稼働させるよう構成された制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
船舶電力需要量、および前記船舶電力需要量の単位時間当たりの増減量、のそれぞれの情報を取得するよう構成された取得部と、
前記船舶電力需要量が前記固体酸化物形燃料電池の定格出力を超過するか否か、および前記増減量が前記固体酸化物形燃料電池の単位時間当たりの出力変動値の許容範囲を超過するか否か、を判定するよう構成された判定部と、
前記船舶電力需要量が前記固体酸化物形燃料電池の定格出力を超過した場合、前記増減量が前記許容範囲を超過する場合、および前記固体酸化物形燃料電池の稼働が不能になった場合、のいずれかの場合にのみ前記第1発電装置以外の少なくとも1つの発電装置を起動させるよう構成された起動部と、
を有する船舶用発電システム。
A power generation system for producing electrical power for use in an ammonia-equipped ship carrying ammonia as main engine fuel or cargo, comprising:
A first power generation device having a solid oxide fuel cell that uses as fuel gas a gas mainly composed of hydrogen generated by decomposing a part of the ammonia, and an internal combustion engine, and power generated by the internal combustion engine. a plurality of power plants including at least a second power plant configured to generate power using
a control device configured to control the operation of each of the power generators to generate the electric power, and preferentially operate the first power generator among the power generators;
The control device is
an acquisition unit configured to acquire information on each of a ship's power demand and an increase/decrease amount of the ship's power demand per unit time;
Whether the ship's power demand exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell, and whether the amount of increase or decrease exceeds the permissible range of output fluctuation value per unit time of the solid oxide fuel cell a determination unit configured to determine whether or not;
If the ship's power demand exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell, if the increase or decrease exceeds the allowable range, and if the solid oxide fuel cell becomes inoperable, an activation unit configured to activate at least one power generator other than the first power generator only in any of the cases of;
A marine power generation system.
主機関の燃料または積荷としてアンモニアを搭載するアンモニア搭載船において用いられる電力を生成する発電システムであって、
前記アンモニアの一部の分解により生成する水素を主成分とするガスを燃料ガスとする固体酸化物形燃料電池を有する第1発電装置と、内燃機関を有し、前記内燃機関が生成する動力を用いて発電するよう構成された第2発電装置と、を少なくとも含む複数の発電装置と、
前記電力を生成するように前記発電装置それぞれの稼働を制御し、前記発電装置のうち前記第1発電装置を優先して稼働させるよう構成された制御装置と、を備え、
前記第1発電装置が二次電池をさらに有し、
前記制御装置は、
船舶電力需要量の情報を取得するよう構成された取得部と、
前記船舶電力需要量が前記固体酸化物形燃料電池の定格出力を超過するか否かを判定するよう構成された判定部と、
前記船舶電力需要量が前記固体酸化物形燃料電池の定格出力を超過した場合、および前記固体酸化物形燃料電池の稼働が不能になった場合、のいずれかの場合にのみ前記第1発電装置以外の少なくとも1つの発電装置を起動させるよう構成された起動部と、
を有
前記電力は、前記アンモニア搭載船の設備において用いられ、
前記二次電池は、前記固体酸化物形燃料電池から前記二次電池を介して前記設備に電力が供給されるよう前記固体酸化物形燃料電池と接続されている、船舶用発電システム。
A power generation system for producing electrical power for use in an ammonia-equipped ship carrying ammonia as main engine fuel or cargo, comprising:
A first power generation device having a solid oxide fuel cell that uses as fuel gas a gas mainly composed of hydrogen generated by decomposing a part of the ammonia, and an internal combustion engine, and power generated by the internal combustion engine. a plurality of power plants including at least a second power plant configured to generate power using
a control device configured to control the operation of each of the power generators to generate the electric power, and preferentially operate the first power generator among the power generators;
The first power generator further has a secondary battery,
The control device is
an acquisition unit configured to acquire ship power demand information;
a determination unit configured to determine whether the ship power demand exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell;
The first power generation device only when the ship's power demand exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell or when the solid oxide fuel cell becomes inoperable a starter configured to start at least one power plant other than
has
The electric power is used in equipment of the ammonia ship,
The marine power generation system, wherein the secondary battery is connected to the solid oxide fuel cell so that power is supplied from the solid oxide fuel cell to the equipment via the secondary battery.
主機関の燃料または積荷としてアンモニアを搭載するアンモニア搭載船において用いられる電力を生成する発電システムであって、
前記アンモニアの一部の分解により生成する水素を主成分とするガスを燃料ガスとする固体酸化物形燃料電池を有する第1発電装置と、内燃機関を有し、前記内燃機関が生成する動力を用いて発電するよう構成された第2発電装置と、を少なくとも含む複数の発電装置と、
前記電力を生成するように前記発電装置それぞれの稼働を制御し、前記発電装置のうち前記第1発電装置を優先して稼働させるよう構成された制御装置と、を備え、
前記第1発電装置が二次電池をさらに有し、
前記制御装置は、
船舶電力需要量、および前記船舶電力需要量の単位時間当たりの増減量、のそれぞれの情報を取得するよう構成された取得部と、
前記船舶電力需要量が前記固体酸化物形燃料電池の定格出力を超過するか否か、および前記増減量が前記固体酸化物形燃料電池の単位時間当たりの出力変動値の許容範囲を超過するか否か、を判定するよう構成された判定部と、
前記船舶電力需要量が前記固体酸化物形燃料電池の定格出力を超過した場合、および前記固体酸化物形燃料電池の稼働が不能になった場合、のいずれかの場合にのみ前記第1発電装置以外の少なくとも1つの発電装置を起動させるよう構成された起動部と、
前記増減量が前記許容範囲を超過する場合に、前記二次電池より船舶へ電力を供給させるよう構成された切替部と、
を有する船舶用発電システム。
A power generation system for producing electrical power for use in an ammonia-equipped ship carrying ammonia as main engine fuel or cargo, comprising:
A first power generation device having a solid oxide fuel cell that uses as fuel gas a gas mainly composed of hydrogen generated by decomposing a part of the ammonia, and an internal combustion engine, and power generated by the internal combustion engine. a plurality of power plants including at least a second power plant configured to generate power using
a control device configured to control the operation of each of the power generators to generate the electric power, and preferentially operate the first power generator among the power generators;
The first power generator further has a secondary battery,
The control device is
an acquisition unit configured to acquire information on each of a ship's power demand and an increase/decrease amount of the ship's power demand per unit time;
Whether the ship's power demand exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell, and whether the amount of increase or decrease exceeds the permissible range of output fluctuation value per unit time of the solid oxide fuel cell a determination unit configured to determine whether or not;
The first power generation device only when the ship's power demand exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell or when the solid oxide fuel cell becomes inoperable a starter configured to start at least one power plant other than
a switching unit configured to supply power from the secondary battery to the ship when the amount of increase or decrease exceeds the allowable range;
A marine power generation system.
船舶を推進させるエンジンである主機関の燃料または積荷としてアンモニアを搭載するアンモニア搭載船において用いられる電力を生成する発電方法であって、
前記アンモニアの一部の分解により生成する水素を主成分とするガスを燃料ガスとする固体酸化物形燃料電池を有する第1発電装置と、内燃機関を有し、前記内燃機関が生成する動力を用いて発電するよう構成された第2発電装置と、を少なくとも含む複数の発電装置を用いて、前記電力を生成するように前記発電装置それぞれの稼働を制御し、前記発電装置のうち前記第1発電装置を優先して稼働させる制御ステップ、を備
前記制御ステップでは、船舶電力需要量が前記固体酸化物形燃料電池の定格出力を超過した場合、前記船舶電力需要量の単位時間当たりの増減量が前記固体酸化物形燃料電池の単位時間当たりの出力変動値の許容範囲を超過する場合、および前記固体酸化物形燃料電池の稼働が不能になった場合を除き、前記発電装置のうち前記第1発電装置のみを稼働させる、船舶用発電方法。
A power generation method for generating electricity for use in an ammonia-equipped ship equipped with ammonia as a fuel or cargo for the main engine , which is the engine that propels the ship, comprising :
A first power generation device having a solid oxide fuel cell that uses as fuel gas a gas mainly composed of hydrogen generated by decomposing a part of the ammonia, and an internal combustion engine, and power generated by the internal combustion engine. a second power generator configured to generate power using a plurality of power generators, controlling operation of each of the power generators to generate the electric power; A control step that preferentially operates the power generation device,
In the control step, when the ship's power demand exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell, the amount of increase or decrease in the ship's power demand per unit time is increased or decreased per unit time of the solid oxide fuel cell. A power generation method for ships, wherein only the first power generation device of the power generation devices is operated except when the allowable range of the output fluctuation value is exceeded and when the operation of the solid oxide fuel cell is disabled.
前記内燃機関が、ディーゼルエンジンである、請求項に記載の船舶用発電方法。 The marine power generation method according to claim 7 , wherein the internal combustion engine is a diesel engine. 前記第1発電装置が二次電池をさらに有する、請求項7又は8に記載の船舶用発電方法。 The ship power generation method according to claim 7 or 8 , wherein the first power generation device further includes a secondary battery. 主機関の燃料または積荷としてアンモニアを搭載するアンモニア搭載船において用いられる電力を生成する発電方法であって、
前記アンモニアの一部の分解により生成する水素を主成分とするガスを燃料ガスとする固体酸化物形燃料電池を有する第1発電装置と、内燃機関を有し、前記内燃機関が生成する動力を用いて発電するよう構成された第2発電装置と、を少なくとも含む複数の発電装置を用いて、前記電力を生成するように前記発電装置それぞれの稼働を制御し、前記発電装置のうち前記第1発電装置を優先して稼働させる制御ステップ、を備え、
前記制御ステップは、
船舶電力需要量、および前記船舶電力需要量の単位時間当たりの増減量、のそれぞれの情報を取得する取得ステップと、
前記船舶電力需要量が前記固体酸化物形燃料電池の定格出力を超過するか否か、および前記増減量が前記固体酸化物形燃料電池の単位時間当たりの出力変動値の許容範囲を超過するか否か、を判定する判定ステップと、
前記船舶電力需要量が前記固体酸化物形燃料電池の定格出力を超過した場合、前記増減量が前記許容範囲を超過する場合、および前記固体酸化物形燃料電池の稼働が不能になった場合、のいずれかの場合にのみ前記第1発電装置以外の少なくとも1つの発電装置を起動させる起動ステップと、
を備える船舶用発電方法。
1. A power generation method for producing electricity for use in an ammonia-equipped ship carrying ammonia as main engine fuel or cargo, comprising:
A first power generation device having a solid oxide fuel cell that uses as fuel gas a gas mainly composed of hydrogen generated by decomposing a part of the ammonia, and an internal combustion engine, and power generated by the internal combustion engine. a second power generator configured to generate power using a plurality of power generators, controlling operation of each of the power generators to generate the electric power; A control step that preferentially operates the power generation device,
The control step includes:
an acquisition step of acquiring information on each of a ship's power demand and an increase/decrease amount of the ship's power demand per unit time;
Whether the ship's power demand exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell, and whether the amount of increase or decrease exceeds the permissible range of output fluctuation value per unit time of the solid oxide fuel cell a determination step for determining whether or not
If the ship's power demand exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell, if the increase or decrease exceeds the allowable range, and if the solid oxide fuel cell becomes inoperable, a starting step of starting at least one power generating device other than the first power generating device only in either case;
A method for generating power for a ship , comprising:
主機関の燃料または積荷としてアンモニアを搭載するアンモニア搭載船において用いられる電力を生成する発電方法であって、
前記アンモニアの一部の分解により生成する水素を主成分とするガスを燃料ガスとする固体酸化物形燃料電池を有する第1発電装置と、内燃機関を有し、前記内燃機関が生成する動力を用いて発電するよう構成された第2発電装置と、を少なくとも含む複数の発電装置を用いて、前記電力を生成するように前記発電装置それぞれの稼働を制御し、前記発電装置のうち前記第1発電装置を優先して稼働させる制御ステップ、を備え、
前記第1発電装置が二次電池をさらに有し、
前記制御ステップは、
船舶電力需要量の情報を取得する取得ステップと、
前記船舶電力需要量が前記固体酸化物形燃料電池の定格出力を超過するか否かを判定する判定ステップと、
前記船舶電力需要量が前記固体酸化物形燃料電池の定格出力を超過した場合、および前記固体酸化物形燃料電池の稼働が不能になった場合、のいずれかの場合にのみ前記第1発電装置以外の少なくとも1つの発電装置を起動させる起動ステップと、
を備
前記電力は、前記アンモニア搭載船の設備において用いられ、
前記二次電池は、前記固体酸化物形燃料電池から前記二次電池を介して前記設備に電力が供給されるよう前記固体酸化物形燃料電池と接続されている、船舶用発電方法。
1. A power generation method for producing electricity for use in an ammonia-equipped ship carrying ammonia as main engine fuel or cargo, comprising:
A first power generation device having a solid oxide fuel cell that uses as fuel gas a gas mainly composed of hydrogen generated by decomposing a part of the ammonia, and an internal combustion engine, and power generated by the internal combustion engine. a second power generator configured to generate power using a plurality of power generators, controlling operation of each of the power generators to generate the electric power; A control step that preferentially operates the power generation device,
The first power generator further has a secondary battery,
The control step includes:
an obtaining step of obtaining ship power demand information;
a determination step of determining whether the ship power demand exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell;
The first power generation device only when the ship's power demand exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell or when the solid oxide fuel cell becomes inoperable a start-up step of starting at least one power plant other than
with
The electric power is used in equipment of the ammonia ship,
The power generation method for ships, wherein the secondary battery is connected to the solid oxide fuel cell so that power is supplied from the solid oxide fuel cell to the equipment via the secondary battery.
主機関の燃料または積荷としてアンモニアを搭載するアンモニア搭載船において用いられる電力を生成する発電方法であって、
前記アンモニアの一部の分解により生成する水素を主成分とするガスを燃料ガスとする固体酸化物形燃料電池を有する第1発電装置と、内燃機関を有し、前記内燃機関が生成する動力を用いて発電するよう構成された第2発電装置と、を少なくとも含む複数の発電装置を用いて、前記電力を生成するように前記発電装置それぞれの稼働を制御し、前記発電装置のうち前記第1発電装置を優先して稼働させる制御ステップ、を備え、
前記第1発電装置が二次電池をさらに有し、
前記制御ステップは、
船舶電力需要量、および前記船舶電力需要量の単位時間当たりの増減量、のそれぞれの情報を取得する取得ステップと、
前記船舶電力需要量が前記固体酸化物形燃料電池の定格出力を超過するか否か、および前記増減量が前記固体酸化物形燃料電池の単位時間当たりの出力変動値の許容範囲を超過するか否か、を判定する判定ステップと、
前記船舶電力需要量が前記固体酸化物形燃料電池の定格出力を超過した場合と、前記固体酸化物形燃料電池の稼働が不能になった場合、のいずれかの場合にのみ前記第1発電装置以外の少なくとも1つの発電装置を起動させる起動ステップと、
前記増減量が前記許容範囲を超過する場合に、前記二次電池より船舶へ電力を供給させる切替ステップと、
を備える船舶用発電方法。
1. A power generation method for producing electricity for use in an ammonia-equipped ship carrying ammonia as main engine fuel or cargo, comprising:
A first power generation device having a solid oxide fuel cell that uses as fuel gas a gas mainly composed of hydrogen generated by decomposing a part of the ammonia, and an internal combustion engine, and power generated by the internal combustion engine. a second power generator configured to generate power using a plurality of power generators, controlling operation of each of the power generators to generate the electric power; A control step that preferentially operates the power generation device,
The first power generator further has a secondary battery,
The control step includes:
an acquisition step of acquiring information on each of a ship's power demand and an increase/decrease amount of the ship's power demand per unit time;
Whether the ship's power demand exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell, and whether the amount of increase or decrease exceeds the permissible range of output fluctuation value per unit time of the solid oxide fuel cell a determination step for determining whether or not
The first power generation device only when the ship's power demand exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell or when the solid oxide fuel cell becomes inoperable a start-up step of starting at least one power plant other than
a switching step of supplying power from the secondary battery to the ship when the amount of increase or decrease exceeds the allowable range;
A method for generating power for a ship , comprising:
船舶を推進させるエンジンである主機関の燃料または積荷としてアンモニアを搭載するアンモニア搭載船において用いられる電力を生成する発電システムの動作を制御するためのプログラムであって、
コンピュータに、
前記アンモニアの一部の分解により生成する水素を主成分とするガスを燃料ガスとする固体酸化物形燃料電池を有する第1発電装置と、内燃機関を有し、前記内燃機関が生成する動力を用いて発電するよう構成された第2発電装置と、を少なくとも含む、前記発電システムの複数の発電装置を用いて、前記電力を生成するように前記発電装置それぞれの稼働を制御し、前記発電装置のうち前記第1発電装置を優先して稼働させる制御ステップを実行さ
前記制御ステップでは、船舶電力需要量が前記固体酸化物形燃料電池の定格出力を超過した場合、前記船舶電力需要量の単位時間当たりの増減量が前記固体酸化物形燃料電池の単位時間当たりの出力変動値の許容範囲を超過する場合、および前記固体酸化物形燃料電池の稼働が不能になった場合を除き、前記発電装置のうち前記第1発電装置のみを稼働させる、船舶用発電システムの制御用プログラム。
A program for controlling the operation of a power generation system that generates electric power for use in an ammonia-equipped ship equipped with ammonia as a fuel or cargo for the main engine, which is the engine that propels the ship, comprising :
to the computer,
A first power generation device having a solid oxide fuel cell that uses as fuel gas a gas mainly composed of hydrogen generated by decomposing a part of the ammonia, and an internal combustion engine, and power generated by the internal combustion engine. a second power generator configured to generate power using a plurality of power generators of the power generation system, controlling operation of each of the power generators to generate the power; Execute a control step of preferentially operating the first power generator among
In the control step, when the ship's power demand exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell, the amount of increase or decrease in the ship's power demand per unit time is increased or decreased per unit time of the solid oxide fuel cell. A marine power generation system that operates only the first power generation device of the power generation devices, except when the output fluctuation value exceeds the allowable range and when the operation of the solid oxide fuel cell becomes impossible. Control program.
主機関の燃料または積荷としてアンモニアを搭載するアンモニア搭載船において用いられる電力を生成する発電システムの動作を制御するためのプログラムであって、
コンピュータに、
前記アンモニアの一部の分解により生成する水素を主成分とするガスを燃料ガスとする固体酸化物形燃料電池を有する第1発電装置と、内燃機関を有し、前記内燃機関が生成する動力を用いて発電するよう構成された第2発電装置と、を少なくとも含む、前記発電システムの複数の発電装置を用いて、前記電力を生成するように前記発電装置それぞれの稼働を制御し、前記発電装置のうち前記第1発電装置を優先して稼働させる制御ステップを実行させ、
前記制御ステップは、
船舶電力需要量、および前記船舶電力需要量の単位時間当たりの増減量、のそれぞれの情報を取得する取得ステップと、
前記船舶電力需要量が前記固体酸化物形燃料電池の定格出力を超過するか否か、および前記増減量が前記固体酸化物形燃料電池の単位時間当たりの出力変動値の許容範囲を超過するか否か、を判定する判定ステップと、
前記船舶電力需要量が前記固体酸化物形燃料電池の定格出力を超過した場合、前記増減量が前記許容範囲を超過する場合、および前記固体酸化物形燃料電池の稼働が不能になった場合、のいずれかの場合にのみ前記第1発電装置以外の少なくとも1つの発電装置を起動させる起動ステップと、
を備える、船舶用発電システムの制御用プログラム。
1. A program for controlling the operation of a power generation system that produces electrical power for use in an ammonia-equipped ship carrying ammonia as main engine fuel or cargo, comprising:
to the computer,
A first power generation device having a solid oxide fuel cell that uses as fuel gas a gas mainly composed of hydrogen generated by decomposing a part of the ammonia, and an internal combustion engine, and power generated by the internal combustion engine. a second power generator configured to generate power using a plurality of power generators of the power generation system, controlling operation of each of the power generators to generate the power; Execute a control step of preferentially operating the first power generator among
The control step includes:
an acquisition step of acquiring information on each of a ship's power demand and an increase/decrease amount of the ship's power demand per unit time;
Whether the ship's power demand exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell, and whether the amount of increase or decrease exceeds the permissible range of output fluctuation value per unit time of the solid oxide fuel cell a determination step for determining whether or not
If the ship's power demand exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell, if the increase or decrease exceeds the allowable range, and if the solid oxide fuel cell becomes inoperable, a starting step of starting at least one power generating device other than the first power generating device only in either case;
A program for controlling a marine power generation system, comprising:
主機関の燃料または積荷としてアンモニアを搭載するアンモニア搭載船において用いられる電力を生成する発電システムの動作を制御するためのプログラムであって、
コンピュータに、
前記アンモニアの一部の分解により生成する水素を主成分とするガスを燃料ガスとする固体酸化物形燃料電池を有する第1発電装置と、内燃機関を有し、前記内燃機関が生成する動力を用いて発電するよう構成された第2発電装置と、を少なくとも含む、前記発電システムの複数の発電装置を用いて、前記電力を生成するように前記発電装置それぞれの稼働を制御し、前記発電装置のうち前記第1発電装置を優先して稼働させる制御ステップを実行させ、
前記制御ステップは、
船舶電力需要量の情報を取得する取得ステップと、
前記船舶電力需要量が前記固体酸化物形燃料電池の定格出力を超過するか否かを判定する判定ステップと、
前記船舶電力需要量が前記固体酸化物形燃料電池の定格出力を超過した場合、および前記固体酸化物形燃料電池の稼働が不能になった場合、のいずれかの場合にのみ前記第1発電装置以外の少なくとも1つの発電装置を起動させる起動ステップと、
を備える、船舶用発電システムの制御用プログラム。
1. A program for controlling the operation of a power generation system that produces electrical power for use in an ammonia-equipped ship carrying ammonia as main engine fuel or cargo, comprising:
to the computer,
A first power generation device having a solid oxide fuel cell that uses as fuel gas a gas mainly composed of hydrogen generated by decomposing a part of the ammonia, and an internal combustion engine, and power generated by the internal combustion engine. a second power generator configured to generate power using a plurality of power generators of the power generation system, controlling operation of each of the power generators to generate the power; Execute a control step of preferentially operating the first power generator among
The control step includes:
an obtaining step of obtaining ship power demand information;
a determination step of determining whether the ship power demand exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell;
The first power generation device only when the ship's power demand exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell or when the solid oxide fuel cell becomes inoperable a start-up step of starting at least one power plant other than
A program for controlling a marine power generation system, comprising:
主機関の燃料または積荷としてアンモニアを搭載するアンモニア搭載船において用いられる電力を生成する発電システムの動作を制御するためのプログラムであって、
コンピュータに、
前記アンモニアの一部の分解により生成する水素を主成分とするガスを燃料ガスとする固体酸化物形燃料電池を有する第1発電装置と、内燃機関を有し、前記内燃機関が生成する動力を用いて発電するよう構成された第2発電装置と、を少なくとも含む、前記発電システムの複数の発電装置を用いて、前記電力を生成するように前記発電装置それぞれの稼働を制御し、前記発電装置のうち前記第1発電装置を優先して稼働させる制御ステップを実行させ、
前記第1発電装置が二次電池をさらに有し、
前記制御ステップは、
船舶電力需要量、および前記船舶電力需要量の増減量、のそれぞれの情報を取得する取得ステップと、
前記船舶電力需要量が前記固体酸化物形燃料電池の定格出力を超過するか否か、および前記増減量が前記固体酸化物形燃料電池の単位時間当たりの出力変動値の許容範囲を超過するか否か、を判定する判定ステップと、
前記船舶電力需要量が前記固体酸化物形燃料電池の定格出力を超過した場合、および前記固体酸化物形燃料電池の稼働が不能になった場合、のいずれかの場合にのみ前記第1発電装置以外の少なくとも1つの発電装置を起動させる起動ステップと、
前記増減量が前記許容範囲を超過する場合に、前記二次電池より船舶へ電力を供給させる切替ステップと、
を備える、船舶用発電システムの制御用プログラム。
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to the computer,
A first power generation device having a solid oxide fuel cell that uses as fuel gas a gas mainly composed of hydrogen generated by decomposing a part of the ammonia, and an internal combustion engine, and power generated by the internal combustion engine. a second power generator configured to generate power using a plurality of power generators of the power generation system, controlling operation of each of the power generators to generate the power; Execute a control step of preferentially operating the first power generator among
The first power generator further has a secondary battery,
The control step includes:
an acquisition step of acquiring information on each of a ship power demand and an increase/decrease amount of the ship power demand;
Whether the ship's power demand exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell, and whether the amount of increase or decrease exceeds the permissible range of output fluctuation value per unit time of the solid oxide fuel cell a determination step for determining whether or not
The first power generation device only when the ship's power demand exceeds the rated output of the solid oxide fuel cell or when the solid oxide fuel cell becomes inoperable a start-up step of starting at least one power plant other than
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