JPWO2013154131A1 - 船舶の受電構造、給電装置及び給電方法 - Google Patents

船舶の受電構造、給電装置及び給電方法 Download PDF

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Abstract

受電構造（１０）は、船舶（１）に設けられ、陸地側の給電コイル（５）から非接触で受電可能な受電コイル（７）と、前記船舶の舷側外面を形成する外壁面形成部（９）と、を備え、前記受電コイルは前記外壁面形成部よりも前記船舶の内側に設けられており、前記外壁面形成部において前記受電コイルと対向する部分に、電磁界が透過する材料からなる電磁界透過部（９ａ）が設けられる。本発明によれば、受電コイルは、船舶の舷側外面から突出することなく、陸地側の給電コイルから、電磁界透過部を介して非接触で受電可能となる。したがって、受電コイルが船舶の航行の妨げになることがなく、かつ、船舶への給電を終えた後に、受電コイルを船舶内に引き入れる必要もない。

Description

本発明は、船舶の受電構造、給電装置及び給電方法に関する。
本願は、２０１２年４月１３日に日本に出願された特願２０１２−９２１７６号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
船舶において必要とされる電力を、非接触で船舶に供給することが行われている。このような給電方法の一例は、下記の特許文献１に記載されている。
特許文献１では、次のように給電を行っている。停泊中の船舶に非接触で給電するために、陸地側に、給電コイルを設け、船舶側に、受電コイルを設ける。給電コイルに高周波（例えば、１０ｋＨｚ〜３０ｋＨｚ）の交流電流を流して、受電コイルに電力を生じさせる。受電コイルに生じた電力を、船舶内に設けた電力システムに供給している。
日本国特開２０１０−１１６９６号公報
特許文献１では、船舶の外壁から突出するように受電コイルを設けている。そのため、受電コイルが、航行の妨げになる可能性がある。
一方、受電コイルによる受電が終わった後に、受電コイルを船舶内に引き入れることも考えられる。この場合には、受電コイルを引き入れる手間がかかる。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、船舶側に設けた受電コイルにより船舶の外部から船舶へ給電する場合に、受電コイルが航行の妨げにならず、かつ、船舶への給電を終えた後に、受電コイルを船舶内に引き入れる手間を無くすことができる船舶の受電構造、給電装置及び給電方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様に係る受電構造は、船舶に設けられた受電構造であって、陸地側の給電コイルから非接触で受電可能な受電コイルと、前記船舶の舷側外面を形成する外壁面形成部と、を備え、前記受電コイルは前記外壁面形成部よりも前記船舶の内側に設けられており、前記外壁面形成部において前記受電コイルと対向する部分に、電磁界が透過する材料からなる電磁界透過部が設けられる。
また、本発明の第２の態様に係る受電構造は、前記第１の態様に係る受電構造において、電磁界透過部の前記材料は、プラスチックである。また、本発明の第３の態様に係る受電構造は、前記第２の態様に係る受電構造において、このプラスチックは、繊維強化プラスチックである。
本発明の第１の態様に係る給電装置は、上述の受電構造を備えた船舶へ給電する装置であって、陸地側に設けられ、前記電磁界透過部を介して前記受電コイルに給電する給電コイルと、前記給電コイルに供給される供給電力を計測する供給電力計測部と、前記給電コイルから前記受電コイルが受けた受電電力の計測値を船舶側から受ける受信部と、前記供給電力計測部により計測した前記供給電力と、前記受信部により受けた前記受電電力の前記計測値とに基づいて、前記給電コイルから前記受電コイルへの電力伝送の効率を算出する効率算出部と、陸地側に設けられ、前記給電コイルを移動させる移動装置と、前記効率算出部により算出した前記効率に基づいて、前記移動装置を制御して前記給電コイルを移動させることにより、前記受電コイルに対する前記給電コイルの位置を調整する制御装置と、を備える。
また、本発明の第１の態様に係る給電方法は、上述の給電装置を用いた給電方法であって、前記船舶が停泊した時に、前記受電コイルに対して前記給電コイルを配置する第１のステップと、前記給電コイルから前記受電コイルに前記電磁界透過部を介して電力を一時的に供給する第２のステップと、前記第２のステップにおける、前記給電コイルから前記受電コイルへの前記電力伝送の効率を前記効率算出部により算出する第３のステップと、を備え、前記受電コイルに対する前記給電コイルの位置を変えながら、前記第１〜第３のステップを所定回数繰り返し、前記制御装置により、前記第３のステップにおいて算出した前記効率のうち最も高い効率が得られた前記給電コイルの位置に、前記給電コイルを配置し、この状態で、前記給電コイルから前記受電コイルへ継続して給電する。
また、本発明の第２の態様に係る給電方法は、上述の給電装置を用いた給電方法であって、前記船舶が停泊している間に、前記給電コイルから前記受電コイルへ継続して給電しながら、前記給電コイルから前記受電コイルへの前記電力伝送の効率を前記効率算出部により算出する算出ステップを備え、前記移動装置により前記給電コイルの位置を変えながら、前記算出ステップを所定回数繰り返し、前記制御装置により、前記算出ステップにおいて算出した前記効率のうち最も高い効率が得られた前記給電コイルの位置に、給電コイルを配置する。
さらに、本発明の第２の態様に係る給電装置は、上述の受電構造を備えた船舶へ給電する装置であって、陸地側に設けられ、前記電磁界透過部を介して前記受電コイルに給電する給電コイルと、前記給電コイルを支持する支持体と、前記支持体に取り付けられた吸着装置と、を備え、前記給電コイルが、前記電磁界透過部を介して前記受電コイルに対向した状態で、前記吸着装置は、船舶の舷側外面に吸着する。
本発明によると、受電コイルが、船舶の外壁面形成部よりも内側に設けられ、外壁面形成部において、受電コイルと対向する部分に、電磁界が透過する材料からなる電磁界透過部が設けられる。この構成により、受電コイルは、船舶の舷側外面から突出することなく、陸地側の給電コイルから、電磁界透過部を介して非接触で受電可能となる。
したがって、受電コイルが船舶の航行の妨げになることがなく、かつ、船舶への給電を終えた後に、受電コイルを船舶内に引き入れる必要もない。
本発明の実施形態による受電構造を備えた船舶と、本発明の第１実施形態による給電装置を示す図である。 陸地側と船舶側の回路構成を示す図である。 船舶が停泊した時における船舶への第１の給電方法を示すフローチャートである。 船舶が停泊している間における船舶への第２の給電方法を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態による給電装置を示す図である。 岸に停泊した船舶に給電を開始するまでの手順を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態の変形例による給電装置を示す図である。
本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
図１は、本発明の実施形態による受電構造１０を備えた船舶１と、本発明の第１実施形態による給電装置３を示す。図１は、船舶１の前後方向から見た図である。
船舶１は、受電構造１０により、陸地に設けられた給電装置３の給電コイル５から端子を用いず非接触で受電可能である。
受電構造１０は、船舶１が岸に停泊している時に陸地側の給電コイル５から非接触で受電可能な受電コイル７と、船舶１の舷側外面（すなわち、舷側外板の外面）を形成する外壁面形成部９と、を備える。外壁面形成部９において受電コイル７と対向する部分には、電磁界（電界と磁界）が透過する材料からなる電磁界透過部９ａが設けられる。外壁面形成部９である舷側外板において、受電コイル７が対向する部分をくり抜くことにより形成された貫通穴に電磁界透過部９ａが埋め込まれる。受電コイル７は外壁面形成部９よりも船舶１の内側に設けられている。
本実施形態によると、少なくとも、外壁面形成部９において受電コイル７と対向する部分は、電磁界（電界と磁界）が透過する材料からなる電磁界透過部９ａである。これにより、受電コイル７は、陸地側の給電コイル５から、電磁界透過部９ａを介して非接触で受電可能である。
電磁界透過部９ａの材料は、好ましくは、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ：ｆｉｂｅｒ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｐｌａｓｔｉｃｓ）である。ただし、電磁界透過部９ａの材料は、これに限定されず、例えば、プラスチックであってもよい。プラスチックを強化する繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、ポリエチレン繊維、アミラド繊維などであり、繊維の方向性を持たせたまま、プラスチックを繊維間にしみこませたり、繊維方向が異なるように複数重ねたり、もしくは、細かく切断した繊維をプラスチックに混合させたりする。電磁界が通過するが、受電コイル７が支持体４１と直接接触しないようにすることができ、コイル7や電気配線等金属でできた部材が海水による腐食を防止することができる。電磁界透過部９ａと外壁面形成部９の間は、弾性を有するゴム等によりシールをすることが望ましい。
なお、外壁面形成部９において、受電コイル７が、その軸方向に対向する部分（例えば図１において破線Ａで囲んだ部分）のみを電磁界透過部９ａとしてよい。代わりに、船舶１の外壁面形成部９の全体を、電磁界透過部９ａとしてもよい。
本実施形態の受電構造１０によると、受電コイル７は、船舶１の舷側外面から突出することなく、陸地側の給電コイル５から、電磁界透過部９ａを介して非接触で受電可能となる。
したがって、受電コイル７が船舶１の航行の妨げになることがない。また、船舶１への給電を終えた後に、受電コイル７を船舶１内に引き入れる必要もないので、受電の開始と終了に要する時間が短くなる。
図２は、給電装置３と受電コイル７を含む回路構成を示す。
本発明の第１実施形態による給電装置３は、図１および図２に示すように、給電コイル５、供給電力計測部１１、受信部１３、効率算出部１５、移動装置１７、および、制御装置１９を備える。
給電コイル５は、陸地側に設けられる。給電コイル５が受電コイル７に近接した状態で、給電コイル５と受電コイル７により電磁気結合回路が形成される。この状態で、給電コイル５に交流電力が供給されることにより、給電コイル５は、電磁界透過部９ａを通して受電コイル７に非接触で電力を送る。なお、上述の電磁気結合回路は、電磁誘導方式または電磁界共鳴方式によるものである。図２において、給電コイル５に２つのコンデンサ６が直列に接続されており、受電コイル７にコンデンサ８が並列に接続されている。
供給電力計測部１１は、給電コイル５に供給される電力を計測する。供給電力計測部１１は、給電コイル５へ供給される電圧の計測値Ｖ１（ｔ）と、給電コイル５へ供給される電流の計測値Ｉ１（ｔ）とを乗じて得られる電力の計測値Ｐ１（ｔ）を出力する。図２に示されるように、給電装置３には、整流回路２１とインバータ２３と外部電源２５が設けられている。整流回路２１は、外部電源２５からの交流電力を直流電力に変換する。インバータ２３は、整流回路２１からの直流電力を、交流電力に変換して給電コイル５に供給する。電圧の計測値Ｖ１（ｔ）と電流の計測値Ｉ１（ｔ）は、それぞれ、整流回路２１からの直流電圧と直流電流を、整流回路２１とインバータ２３との間で計測した値である。電圧の計測値Ｖ１（ｔ）と電流の計測値Ｉ１（ｔ）は、それぞれ、図２に示す電圧計測器２７と電流計測器２９により計測される。
受信部１３は、受電コイル７による受電量の計測値を船舶１側から受ける。この受電量の計測値（電力の計測値）Ｐ２（ｔ）は、給電コイル５から受電コイル７へ供給された電圧の計測値Ｖ２（ｔ）と、給電コイル５から受電コイル７へ供給された電流の計測値Ｉ２（ｔ）とを乗じて得られる。
図２に示されるように、船舶１には、整流回路３１、受電量計測部３３、および、送信部３５が設けられている。整流回路３１は、受電コイル７からの交流電力を直流電力に変換して船舶１内の負荷３２に供給する。なお、負荷３２の代わりに、蓄電装置を設けてもよい。受電量計測部３３は、整流回路３１からの直流電圧の計測値Ｖ２（ｔ）と、整流回路３１からの直流電流の計測値Ｉ２（ｔ）を乗じた値を受電量の計測値Ｐ２（ｔ）として算出する。電圧の計測値Ｖ２（ｔ）と電流の計測値Ｉ２（ｔ）は、それぞれ、図２に示す電圧計測器３７と電流計測器３９により計測される。送信部３５は、受電量計測部３３が算出した電力の計測値Ｐ２（ｔ）を、無線で受信部１３に送信する。
効率算出部１５は、供給電力計測部１１が計測した電力の計測値Ｐ１（ｔ）と、船舶１側の送信部３５から受けた電力の計測値Ｐ２（ｔ）とに基づいて、給電コイル５から受電コイル７への電力伝送の効率を計測する。この効率εは、次の式により算出される。
Figure 2013154131
移動装置１７は、陸地側に設けられ、陸地に対して給電コイル５を移動させて給電コイル５の位置を変える。移動装置１７は、船舶１の舷側外面に沿った水平方向、および鉛直方向に給電コイル５を移動させて、給電コイル５の位置を調整できるように構成される。すなわち、移動装置１７は、給電コイル５が取り付けられた可動体１７ａと、可動体１７ａを水平方向と鉛直方向に移動させる移動機構１７ｂと、可動体１７ａを移動させるための動力を移動機構１７ｂに与える動力源（図示せず）と、を有する。なお、移動装置１７は、船舶１の舷側外面に沿った水平方向と鉛直方向に給電コイル５を移動させるだけでなく、船舶１の舷側外面と直交する方向にも給電コイル５を移動させるように構成されてもよい。
陸地に対して静止している外部電源２５から、陸地に対して移動する可動体１７ａに取り付けられた給電コイル５へ、ケーブル１８により電力が供給される。ケーブル１８は、移動装置１７の可動体１７ａの位置変化に追従できるように、変形自在に撓んでいてもよいし、ドラムから巻出し自在となっていてもよい。整流回路２１とインバータ２３は、可動体１７ａに設けられてもよいし、陸地に対して静止するように外部電源２５側に設けられてもよい。
制御装置１９は、移動装置１７を制御して給電コイル５を移動させる。特に、制御装置１９は、効率算出部１５により算出した効率εに基づいて、移動装置１７を制御して給電コイル５を移動させることにより、受電コイル７に対する給電コイル５の位置を調整する。すなわち、制御装置１９は、後述のステップＳ６の制御を行う。
次に、上述した本発明の第１実施形態による給電装置３を用いた給電方法を述べる。
図３は、船舶１が停泊した時における船舶１への第１の給電方法を示すフローチャートである。
ステップＳ１では、船舶１が、航行を終えて、予め定められた岸に停泊する。図１に示されるように、この時、船舶１は、岸壁に設けられた緩衝材２に当たることにより、岸壁に直接当たらないようにされる。
ステップＳ２では、停泊した船舶１の受電コイル７に対して給電コイル５を配置する。すなわち、ステップＳ１で停泊した船舶１の受電コイル７に対向する位置に、給電装置３における移動装置１７の可動体１７ａに取り付けられた給電コイル５を位置させるように移動機構１７ｂを配置または動作させる。
なお、ステップＳ１において船舶１の受電コイル７が、陸地側に設けられている給電コイル５に対向するように、船舶１が停泊することにより、ステップＳ１によりステップＳ２における配置も終了するようにしてもよい。
ステップＳ３では、給電コイル５から受電コイル７に電力を一時的に供給する。この時、給電コイル５への供給電力（すなわち、電力の計測値Ｐ１（ｔ））を供給電力計測部１１により計測し、受電コイル７に供給された電力（すなわち、電力の計測値Ｐ２（ｔ））を受電量計測部３３により計測する。
なお、ステップＳ３において、水面または海面の波で船舶１が揺れることを考慮して、給電コイル５への供給電力を異なる時点で複数回計測し、これにより得た複数の計測値の平均値を、次のステップＳ４で使用する電力の計測値Ｐ１（ｔ）としてよい。同様に、ステップＳ３において、受電コイル７に供給された電力を異なる時点で複数回計測し、これにより得た複数の計測値の平均値を、次のステップＳ４で使用する電力の計測値Ｐ２（ｔ）としてよい。
ステップＳ４では、ステップＳ３で行われた給電コイル５から受電コイル７への給電について、電力伝送の効率εを効率算出部１５により算出する。すなわち、ステップＳ３で計測した電力の計測値Ｐ１（ｔ）と電力の計測値Ｐ２（ｔ）に基づいて、効率算出部１５により、電力伝送の効率εを算出する。
ステップＳ５において、ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ４を設定した複数回だけ（好ましくは３回以上の回数）行ったかを判断する。これらの複数回の間で、ステップＳ２により配置される給電コイル５の受電コイル７に対する位置が（例えば１０ｃｍまたは２０ｃｍ程度）異なっている。これらの位置は、水平方向に異なっていてもよく、鉛直方向に異なっていてもよく、または、水平方向と鉛直方向に間隔をおいて碁盤目状に点在していてもよい。ステップＳ５の判断が肯定である場合（すなわち、ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ４が設定された複数回行われた場合）には、ステップＳ６へ進み、ステップＳ５の判断が否定である場合（すなわち、ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ４が行われた回数が設定された複数回未満である場合）には、ステップＳ２へ戻る。ここで、船舶１が海面に浮いている場合、数分程度ないしそれ以下の時間内であれば、潮の満ち引きにより船舶１の陸地に対する位置は大きく変動することはない。したがって、給電コイル５の陸地に対する位置を、給電コイル５の受電コイル７に対する位置の代わりに用いてよい。
ステップＳ６において、制御装置１９により、移動装置１７を制御して、複数回のステップＳ４で算出した複数の効率εのうち最も高い効率εが得られた位置に、給電コイル５を配置する。この状態で、給電コイル５から受電コイル７へ継続して給電する。
このような給電方法により、給電コイル５から受電コイル７への電力伝送を継続して効率よく行うことができる。また、受電コイル７に対する給電コイル５の位置決めのために、船舶１の舷側外面に、受電コイル７の位置を示す精密な目印を設けなくてもよくなる。
この給電方法において、上述の電磁気結合回路は、好ましくは、電磁界共鳴方式によるものである。この場合には、受電コイル７に対する給電コイル５の位置がずれていても、給電コイル５から受電コイル７への電力伝送の効率が低下しにくい。これにより、受電コイル７に対する給電コイル５の位置が、海面の波による船舶１の揺れで変動しても電力伝送効率の低下を抑制することができ、波の揺れによる効率変動量を下げることができる。
図４は、船舶１が停泊している間における船舶１への第２の給電方法を示すフローチャートである。この給電方法では、船舶１が停泊している間に、給電コイル５から受電コイル７へ継続して給電しながら、次のステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４を時間間隔をおいて繰り返す。この給電方法は、例えば、上述のステップＳ６の後に行われる。
ステップＳ１１では、制御装置１９により給電コイル５の位置を変える。すなわち、給電コイル５の現時点の位置から別の位置へ、移動装置１７が給電コイル５を少しだけ（例えば１０ｃｍ程度）移動させる。
ステップＳ１２では、ステップＳ１１で給電コイル５の位置を変えた状態で、給電コイル５から受電コイル７への電力伝送の効率εを効率算出部１５により算出する。この算出は、上述のステップＳ４と同じ方法で行われる。
ステップＳ１３において、ステップＳ１１、Ｓ１２を行った回数が、予め設定された複数回（好ましくは３回以上の回数）に達したかを判断する。この判断が肯定である場合（すなわち、ステップＳ１１、Ｓ１２が設定された複数回行われた場合）には、ステップＳ１４へ進み、この判断が否定である場合（すなわち、ステップＳ１１、Ｓ１２が行われた回数が設定された複数回未満である場合）には、ステップＳ１１へ戻る。なお、一例としては、設定回数を４回とし、ステップＳ１１において給電コイル５の位置を現時点の位置から上、下、左、右にそれぞれ１回ずつ変えればよい。
その後、ステップＳ１４において、制御装置１９により、複数回のステップＳ１２で算出した複数の効率εのうち最も高い効率εが得られた給電コイル５の位置に、給電コイル５を配置する。
このようなステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４を時間間隔（例えば１分以上５分以内の間隔）をおいて行う。したがって、潮の干満や喫水の変化により、受電コイル７に対する給電コイル５の位置が、電力伝送効率を低下させる位置へ変わっても、電力伝送効率が高まる位置へ給電コイル５の位置が修正される。
図５は、本発明の第２実施形態による給電装置１０３の構成を示す。この給電装置３は、上述した受電構造１０を備えた船舶１に給電する。図５は、船舶１の前後方向から見た図である。第２実施形態による給電装置１０３は、供給電力計測部１１、受信部１３、効率算出部１５、移動装置１７、および、制御装置１９を備えず、代わりに、給電コイル５を支持する支持体４１、および、支持体４１に取り付けられた吸着装置４３を備える点において、第１実施形態による給電装置３と異なる。
図５において、給電装置１０３は、給電コイル５を支持する支持体４１と、支持体４１に取り付けられた吸着装置４３と、を備える。給電コイル５が、電磁界透過部９ａを介して受電コイル７に対向した状態で、吸着装置４３は、船舶１の舷側外面に吸着可能である。
吸着装置４３は、好ましくは、支持体４１に取り付けられたバキュームカップである。バキュームカップは、変形自在なチューブ４５を通して吸引源（図示せず）によりその内部の空気が吸引されることにより、舷側外面に吸着可能である。なお、吸引源は、例えば真空ポンプである。
吸着装置４３の設置範囲は、吸着装置４３が舷側外面に吸着している状態で、給電コイル５と受電コイル７とが、電磁界透過部９ａを介して互いに対向する所定範囲に、予め定められる。例えば、舷側外面において、吸着装置４３の設置範囲を、吸着装置４３（バキュームカップ）が吸着しやすいように滑らかな表面にしておき、設置範囲外を吸着装置４３が吸着しにくい粗い表面にしておく。
このような設置範囲において、次のように図６の手順で吸着装置４３による吸着がなされる。
図６は、岸に停泊した船舶１に給電を開始するまでの手順を示すフローチャートである。
ステップＳ２１において、船舶１の受電コイル７の位置は、事前に大まかに分かっているので、船舶１が岸に停泊したら、受電コイル７の位置に給電コイル５を近づける。
ステップＳ２２において、次に、吸着装置４３を舷側外面に吸着させる。
ステップＳ２３において、この状態で、支持体４１（すなわち、吸着装置４３）を舷側外面と反対側へ引っ張る。
これにより、吸着装置４３が舷側外面から外れた場合には、支持体４１の位置をずらして、再び、ステップＳ２２において、吸着装置４３を別の位置で舷側外面に吸着させ、ステップＳ２３において、この状態で、支持体４１を舷側外面と反対側へ引っ張る。
支持体４１を舷側外面と反対側へ引っ張っても、吸着装置４３が舷側外面から外れなくなるまで、このようなステップＳ２２とステップＳ２３の動作を繰り返す。
ステップＳ２３において、支持体４１を舷側外面と反対側へ引っ張っても、吸着装置４３が舷側外面から外れない場合には、吸着装置４３が上述の設置範囲内で舷側外面に吸着していると判断されるので、ステップＳ２４に進む。
ステップＳ２４において、吸着装置４３が舷側外面に吸着した状態で、給電コイル５から受電コイル７へ給電を開始する。この後、潮の干満や喫水の変化により、岸に対する吸着装置４３の位置が変化する。チューブ４５は、この位置変化に追従できるように変形自在に撓んでいる。
第２実施形態の給電装置１０３によると、ステップＳ２３により吸着装置４３が舷側外面から外れない場合には、以降において、給電コイル５は、例えば水面または海面の波により船舶１および受電コイル７と一体で動く。したがって、安定した給電が可能となる。
また、ステップＳ２３で吸着装置４３が舷側外面から外れないかの判断により、受電コイル７の位置（すなわち設置範囲）を探すことができるので、受電コイル７の位置を示す精密な目印を要しない。
なお、第２実施形態による給電装置１０３において、給電コイル５と受電コイル７により形成される上述の電磁気結合回路が電磁界共鳴方式によるものである場合には、受電コイル７に対する給電コイル５の位置がずれていても、給電コイル５から受電コイル７への電力伝送の効率が低下しにくい。これにより、受電コイル７に対する給電コイル５の位置決めが粗くても、電力伝送効率の低下を抑制することができる。
第２実施形態による給電装置１０３には、上述の供給電力計測部１１、受信部１３、効率算出部１５、移動装置１７、および、制御装置１９が設けられていない。第２実施形態による給電装置１０３の他の構成は、第１実施形態による給電装置３の構成と同じである。
なお、第２実施形態による給電装置１０３において、整流回路２１とインバータ２３は、支持体４１に設けられてもよいが、好ましくは、給電コイル５から受電コイル７への給電時に、陸地に対して静止するように外部電源２５の側に設けられる。
また、第２実施形態による給電装置１０３において、図７に示されるように、チューブ４５の途中に排気バルブ４７が設けられ、支持体４１と岸壁との間にロープスイッチ４８が設けられていてもよい。
排気バルブ４７は、ロープスイッチ４８からの電気的な指令により、排気のオンオフを切り替える。なお、通常状態では、排気バルブ４７は排気しないように設定されている。
ロープスイッチ４８は、スイッチ４８ａおよびロープ４８ｂを備える。ロープ４８ｂが張っているかたるんでいるかに応じてスイッチ４８ａのオンオフが切り替わる。これにより、ロープ４８ｂが張っているかたるんでいるかを電気的に検出できる。ロープ４８ｂの長さは、通常の給電を行う状態ではロープ４８ｂがたるみ、ロープ４８ｂが張ったときであってもケーブル１８およびチューブ４５が張らない（すなわち、たるみがある）ように設定される。
意図しない船舶１の動きや悪天候等により、支持体４１が吸着したまま船舶１が岸壁から離れることがある。この場合、ロープスイッチ４８のロープ４８ｂが張ってスイッチ４８ａのオンオフが切り替わることにより、ロープスイッチ４８から排気バルブ４７に排気するよう電気的指令が与えられる。排気バルブ４７から排気が行われると、チューブ４５の真空状態が解除される。これにより、支持体４１に取り付けられた吸着装置４３の船舶１の舷側外面に対する吸着が解除されて支持体４１が船舶１から離れるため、ケーブル１８やチューブ４５の破損を防止することができる。なお、排気バルブ４７からの排気と同時に、吸引源（真空ポンプ）の作動も停止させるとより好ましい。
上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付のクレームの範囲によってのみ限定される。
例えば、第１実施形態の給電装置３または第２実施形態の給電装置１０３において、料金装置（図示せず）が設けられてもよい。この場合、料金装置に、お金を入れると、このお金に応じた時間だけ、給電コイル５から受電コイル７に給電するようになっている。当該時間が経過したら、例えば、外部電源２５から給電コイル５への電力供給が停止し、または、第１実施形態であれば給電コイル５が受電コイル７から遠ざかるように可動体１７ａが移動し、第２実施形態であれば吸着装置４３が、舷側外面への吸着を停止して舷側外面から外れるようになっている。なお、チューブ４５の途中に排気バルブ４７が設けられている場合には、排気バルブ４７に排気するよう電気指令を与えることにより、吸着装置４３が舷側外面から外れるようしてもよい。
本発明によると、受電コイルが、船舶の外壁面形成部よりも内側に設けられ、外壁面形成部において、受電コイルと対向する部分に、電磁界が透過する材料からなる電磁界透過部が設けられる。この構成により、受電コイルは、船舶の舷側外面から突出することなく、陸地側の給電コイルから、電磁界透過部を介して非接触で受電可能となる。
したがって、受電コイルが船舶の航行の妨げになることがなく、かつ、船舶への給電を終えた後に、受電コイルを船舶内に引き入れる必要もない。
１ 船舶
２ 緩衝材
３，１０３ 給電装置
５ 給電コイル
６ コンデンサ
７ 受電コイル
８ コンデンサ
９ 外壁面形成部
９ａ 電磁界透過部
１０ 受電構造
１１ 供給電力計測部
１３ 受信部
１５ 効率算出部
１７ 移動装置
１７ａ 可動体
１７ｂ 移動機構
１８ ケーブル
１９ 制御装置
２１ 整流回路
２３ インバータ
２５ 外部電源
２７ 電圧計測器
２９ 電流計測器
３１ 整流回路
３２ 負荷
３３ 受電量計測部
３５ 送信部
３７ 電圧計測器
３９ 電流計測器
４１ 支持体
４３ 吸着装置
４５ チューブ
４７ 排気バルブ
４８ ロープスイッチ

Claims (7)

  1. 船舶に設けられた受電構造であって、
    陸地側の給電コイルから非接触で受電可能な受電コイルと、
    前記船舶の舷側外面を形成する外壁面形成部と、を備え、
    前記受電コイルは前記外壁面形成部よりも前記船舶の内側に設けられており、
    前記外壁面形成部において前記受電コイルと対向する部分に、電磁界が透過する材料からなる電磁界透過部が設けられる
    受電構造。
  2. 前記電磁界透過部の前記材料はプラスチックである請求項１に記載の受電構造。
  3. 前記プラスチックは、繊維強化プラスチックである請求項２に記載の受電構造。
  4. 請求項１に記載の受電構造を備えた船舶へ給電する給電装置であって、
    陸地側に設けられ、前記電磁界透過部を介して前記受電コイルに給電する給電コイルと、
    前記給電コイルに供給される供給電力を計測する供給電力計測部と、
    前記給電コイルから前記受電コイルが受けた受電電力の計測値を船舶側から受ける受信部と、
    前記供給電力計測部により計測した前記供給電力と、前記受信部により受けた前記受電電力の前記計測値とに基づいて、前記給電コイルから前記受電コイルへの電力伝送の効率を算出する効率算出部と、
    陸地側に設けられ、前記給電コイルを移動させる移動装置と、
    前記効率算出部により算出した前記効率に基づいて、前記移動装置を制御して前記給電コイルを移動させることにより、前記受電コイルに対する前記給電コイルの位置を調整する制御装置と、を備える
    給電装置。
  5. 請求項１に記載の受電構造を備えた船舶へ給電する給電装置であって、
    陸地側に設けられ、前記電磁界透過部を介して前記受電コイルに給電する給電コイルと、
    前記給電コイルを支持する支持体と、
    前記支持体に取り付けられた吸着装置と、を備え、
    前記給電コイルが、前記電磁界透過部を介して前記受電コイルに対向した状態で、前記吸着装置は、船舶の舷側外面に吸着する
    給電装置。
  6. 請求項４に記載の給電装置を用いた給電方法であって、
    前記船舶が停泊した時に、前記受電コイルに対して前記給電コイルを配置する第１のステップと、
    前記給電コイルから前記受電コイルに前記電磁界透過部を介して電力を一時的に供給する第２のステップと、
    前記第２のステップにおける、前記給電コイルから前記受電コイルへの前記電力伝送の効率を前記効率算出部により算出する第３のステップと、を備え、
    前記受電コイルに対する前記給電コイルの位置を変えながら、前記第１〜第３のステップを所定回数繰り返し、
    前記制御装置により、前記第３のステップにおいて算出した前記効率のうち最も高い効率が得られた前記給電コイルの位置に、前記給電コイルを配置し、この状態で、前記給電コイルから前記受電コイルへ継続して給電する
    給電方法。
  7. 請求項４に記載の給電装置を用いた給電方法であって、
    前記船舶が停泊している間に、前記給電コイルから前記受電コイルへ継続して給電しながら、前記給電コイルから前記受電コイルへの前記電力伝送の効率を前記効率算出部により算出する算出ステップを備え、
    前記移動装置により前記給電コイルの位置を変えながら、前記算出ステップを所定回数繰り返し、
    前記制御装置により、前記算出ステップにおいて算出した前記効率のうち最も高い効率が得られた前記給電コイルの位置に、給電コイルを配置する
    給電方法。
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