JP2016163494A - 船舶の電力供給システム - Google Patents

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Abstract

【課題】潮位にかかわらず船舶に電力を供給することができる船舶の電力供給システムを提供する。【解決手段】岸壁Ｇに設けられた給電コイル２１から船舶１０に設けられた受電コイル１１に非接触にて電力を供給する船舶の電力供給システム１００であって、給電コイル２１は、岸壁Ｇに沿って海面に従って上下方向に移動する。また、給電コイル２１は、海面に浮かぶ筐体２５に収納されている。さらに、筐体２５の底面には、浮体２６が取り付けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、船舶の電力供給システムの技術に関する。
船舶の電力供給システムは、岸壁に設けられた給電コイルから船舶に設けられた受電コイルに非接触にて電力を供給するシステムとして公知である（例えば、特許文献１）。船舶の電力供給システムは、船舶に設けられるバッテリに充電するための電力供給、或いは、船内発電機を使用することなく船内設備を使用するための電力供給に用いられている。
このような船舶の電力供給システムでは、潮位（干潮又は満潮）によっては、岸壁に対する船舶の上下方向の位置がずれ、岸壁に設けられた給電コイルと船舶に設けられた受電コイルとの相対位置がずれる場合がある。給電コイルと受電コイルとの相対位置が上下方向でずれると、電力供給が困難となる。
国際公開第２０１３／１５４１３１号
本発明の解決しようとする課題は、潮位にかかわらず船舶に電力を供給することができる船舶の電力供給システムを提供することである。
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
即ち、請求項１においては、岸壁に設けられた給電コイルから船舶に設けられた受電コイルに非接触にて電力を供給する船舶の電力供給システムであって、前記給電コイルは、前記岸壁に沿って海面に従って上下方向に移動するものである。
請求項２においては、請求項１記載の船舶の電力供給システムであって、前記給電コイルは、海面に浮かぶ筐体に収納されているものである。
本発明の船舶の電力供給システムによれば、潮位にかかわらず船舶に電力を供給することができる。
船舶の電力供給システムの構成を示した模式図。 同じく作用を示した模式図。 別の船舶の電力供給システムの構成を示した模式図。
図１を用いて、電力供給システム１００の構成について説明する。
なお、図１では、電力供給システム１００の構成を模式的に表している。
電力供給システム１００は、本発明の船舶の電力供給システムに係る実施形態である。電力供給システム１００は、岸壁Ｇ（陸側）に設けられた給電装置２０から着岸した船舶１０に非接触にて電力を供給するシステムである。
本実施形態の電力供給システム１００では、非接触電力供給方式として、隣接するコイルの片方に電流を流すと発生する磁束を媒介して隣接したもう片方に起電力が発生する電磁誘導を用いた「電磁誘導方式」、或いは、電磁界の共鳴現象を利用した「電磁界共鳴方式」としている。
給電装置２０は、岸壁Ｇに設けられ、陸地の商用電源を非接触にて船舶１０に供給する装置である。給電装置２０は、給電コイル２１と、変換装置２２と、商用電源２３と、筐体２５と、浮体２６と、を備えている。
商用電源２３は、電力会社等から供給される三相交流電源である。商用電源２３は、電源コードによって変換装置２２と電気的に接続されている。本実施形態では、商用電源２３を港湾設備で使用されている商用電源としている。
変換装置２２は、商用電源２３より供給される交流電力を給電コイル２１に供給するために変換する装置である。変換装置２２では、商用電源２３より供給される交流電力を直流電力に変換し、一旦変換した直流電力を給電コイル２１に供給するために再度交流電力に変換している。
給電コイル２１は、受電コイル１１に近接した状態にて、受電コイル１１と共に電磁気結合回路を形成するものである。給電コイル２１は、受電コイル１１と近接した状態で、給電コイル２１に非接触で電力を供給する。給電コイル２１は、筐体２５に密閉して収納されている。給電コイル２１は、電源コードによって変換装置２２と電気的に接続されている。
筐体２５は、給電コイル２１を収納するとともに海面に常時浮上しているものである。筐体２５は、移動機構２７によって上下方向（鉛直方向）を移動自在に支持されている。筐体２５の内部は、密閉され、水が浸入することのないように構成されている。筐体２５の底面には、浮体２６が取り付けられている。
浮体２６は、筐体２５の浮力を増加させるため、筐体２５の下部に取り付けられるものである。浮体２６は、比重の小さい物質（例えば、発泡スチロール等）で構成されている。浮体２６の大きさは、筐体２５に取り付けられることによって、その浮力によって筐体２５が常時浮上するように設定されている。
移動機構２７は、筐体２５を上下方向に移動自在に支持するものである。移動機構２７は、岸壁Ｇに沿って上下方向と平行に設けられたレール２７Ａと、レール２７Ａ上を摺動可能に構成される支持部２７Ｂと、から構成されている。
船舶１０は、本発明の船舶に係る実施形態である。船舶１０は、漁船、レジャーボート等の小型船舶である。船舶１０は、船体１５の内部に、受電コイル１１と、変換装置１２と、バッテリ１３と、を備えている。
受電コイル１１は、給電コイル２１に近接した状態にて、給電コイル２１と共に電磁気結合回路を形成するものである。受電コイル１１は、給電コイル２１と近接した状態で、給電コイル２１から非接触で電力が供給される。受電コイル１１は、船舶１０の船体１５の一側面に近接して設けられている。受電コイル１１は、電源コードによって変換装置１２と電気的に接続されている。
変換装置１２は、受電コイル１１より受電した交流電力をバッテリ１３に供給するために変換する装置である。変換装置１２では、受電コイル１１より受電した交流電力を直流電力に変換するものである。変換装置１２は、電源コードによってバッテリ１３と電気的に接続されている。
バッテリ１３は、変換装置１２によって変換された直流電力を蓄電するものである。バッテリ１３に蓄電された電力は、船内設備、或いは、推進力の電源として使用される。
このような構成とすることで、電力供給システム１００では、筐体２５に収納された給電コイル２１が海面に伴って（潮位に伴って）上下方向に移動され、船舶１０の受電コイル１１に給電コイル２１が近接される。
そして、電力供給システム１００では、受電コイル１１と給電コイル３１とが近接した状態で、給電コイル２１に交流電力が供給され、給電コイル２１によって受電コイル１１に非接触にて電力が供給される。
図２を用いて、電力供給システム１００の作用について説明する。
なお、図２では、電力供給システム１００の作用を模式的に表している。また、図２（Ａ）では、例えば満潮時の電力供給システム１００の作用を表し、図２（Ｂ）では、例えば干潮時の電力供給システム１００の作用を表している。さらに、以下では、基準位置（例えば東京湾平均海面）を二点鎖線で表している。
図２（Ａ）に示すように、満潮時では基準海面よりも海面が上昇し、海面の上昇に伴って船舶１０も上昇することになる。同時に、電力供給システム１００では、海面の上昇に伴って筐体２５も上昇する。言い換えれば、電力供給システム１００では、海面の上昇に伴って船舶１０に同調して筐体２５も上昇することになる。
電力供給システム１００では、海面及び船舶１０の上昇に伴って筐体２５も上昇し、給電コイル２１と受電コイル１１とが近接した状態で、給電コイル２１に交流電力が供給され、給電コイル２１によって受電コイル１１に非接触で電力が供給される。
図２（Ｂ）に示すように、干潮時では基準海面よりも海面が下降し、海面の下降に伴って船舶１０も下降することになる。同時に、電力供給システム１００では、海面の下降に伴って筐体２５も下降する。言い換えれば、電力供給システム１００では、海面の下降に伴い、船舶１０に同調して筐体２５も下降することになる。
電力供給システム１００では、海面及び船舶１０の下降に伴って筐体２５も下降し、給電コイル２１と受電コイル１１とが近接した状態で、給電コイル２１に交流電力が供給され、給電コイル２１によって受電コイル１１に非接触で電力が供給される。
このようにして、電力供給システム１００では、満潮時又は干潮時であっても、海面及び船舶１０の下降に伴って筐体２５が上下方向に移動するため、給電コイル２１と受電コイル１１とが常に近接することになる。
電力供給システム１００の効果について説明する。
電力供給システム１００によれば、潮位にかかわらず船舶に電力を供給することができる。
なお、電力供給システム１００では、操船者又は作業者によって筐体２５を海面浮上位置より任意に上下移動する構成としても良い。このような構成とすることで、着岸する船舶１０の喫水位置と受電コイル１１との位置が異なる場合であっても確実に電力を供給することができる。
また、電力供給システム１００では、受電コイル１１に給電コイル２１が近接される際に、受電コイル１１と給電コイル２１との間に空気が充填された密閉体を介する構成としても良い。このような構成とすることで、受電コイル１１から給電コイル２１へ電力を供給する際に海水又は流木等の干渉を防止することができる。
図３を用いて、電力供給システム２００の構成について説明する。
なお、図３では、電力供給システム２００の構成を模式的に表している。
電力供給システム２００は、本発明の船舶の電力供給システムに係る別の実施形態である。電力供給システム２００は、陸地に設けられた給電装置３０から着岸した船舶１０に非接触にて電力を供給するシステムである。
給電装置３０は、岸壁Ｇに設けられ、陸地の商用電源を非接触にて船舶１０に供給する装置である。給電装置３０は、給電コイル３１と、変換装置３２と、商用電源３３と、コントローラ３５と、移動機構３６と、レール３７と、海面高さセンサー３８と、を備えている。
給電コイル３１は、受電コイル１１に近接した状態にて、受電コイル１１と共に電磁気結合回路を形成するものである。給電コイル３１は、海側に対し壁Ｗを隔てた空間Ｒに設けられている。給電コイル３１は、壁Ｗに近接する位置にて移動機構３６に支持されている。給電コイル３１は、電源コードによって変換装置３２と電気的に接続されている。
船舶１０の構成については、上述した電力供給システム１００の船舶１０と同様であるため説明を省略する。変換装置３２及び商用電源３３は、上述した変換装置２２及び商用電源２３と同様の構成であるため説明を省略する。
レール３７は、空間Ｒにて上下方向（鉛直方向）に立設されている。レール３７上には、移動機構３６が上下方向に移動可能に支持されている。移動機構３６は、レール３７上を上下方向に移動するものである。移動機構３６の駆動部は、コントローラ３５に接続されている。
海面高さセンサー３８は、例えば基準海面に対する海面高さを検知するものである。海面高さセンサー３８は、常時海面に浮上しているものとする。海面高さセンサー３８は、コントローラ３５に接続されている。
コントローラ３５は、海面高さセンサー３８によって海面高さを検知する機能を有している。また、コントローラ３５は、移動機構３６によって検知した海面高さに給電コイル３１の高さ位置を合わせる機能を有している。
このような構成とすることで、電力供給システム２００では、移動機構３６によって検知した海面高さに給電コイル３１の高さ位置を合わせ、船舶１０の受電コイル１１に給電コイル３１が近接される。
そして、電力供給システム２００では、受電コイル１１と給電コイル３１とが近接した状態で、給電コイル２１に交流電力が供給され、給電コイル３１によって受電コイル１１に非接触にて電力が供給される。
電力供給システム２００の効果については、上述した電力供給システム１００の効果と同様であるため、説明を省略する。
１０ 船舶
１１ 受電コイル
１３ バッテリ
２０ 給電装置
２１ 給電コイル
２５ 筐体
２６ 浮体
１００ 電力供給システム

Claims (2)

  1. 岸壁に設けられた給電コイルから船舶に設けられた受電コイルに非接触にて電力を供給する船舶の電力供給システムであって、
    前記給電コイルは、前記岸壁に沿って海面に従って上下方向に移動する、
    船舶の電力供給システム。
  2. 請求項１記載の船舶の電力供給システムであって、
    前記給電コイルは、海面に浮かぶ筐体に収納されている、
    船舶の電力供給システム。
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