■事業の内容
(1) 全体システムの研究
[1] 開発目標を設定し、燃料電池船のイメージを構築するために、一般配置図等を作成した。
[2] FCシステム構成の検討
燃料電池のシステム構成を調査し、燃料電池推進システムとしての構成をまとめた。
[3] FC式電気推進システムの検討(動力系統)
燃料電池電気推進システムの動力系統の特性、電力返還方式、高周波対策等を調査・分析し電力系統図にまとめた。
[4] FC式電気推進システムの検討(計測・監視系統)
燃料電池プラントの計測・監視システムを調査し、燃料電池船の計測・監視点一覧表を作成した。
[5] ヒートバランス
固体高分子型燃料電池のシステム解析を行い、その結果を、他の研究用の熱収支データとし提供した。
[6] FCの地上実験装置の製作
固体高分子型燃料電池1kwを使いい、その特性を解明し、実証するための装置を計画、設計して燃料電池部分の製作を行った。
(2) サブシステムの研究
[1] 燃料供給システム・チューブラ型改質器の検討
チューブラ型改質器の実状を調査し、その特性の分析を行った。また、改質器を中心とする燃料供給システムを研究し、燃料電池船用の改質器としての適性を検討した。
[2] 燃料電池供給システム・改質器の検討
プレート型改質器の実状を調査し、その特性の分析を行った。
また、改質器を中心とする燃料供給システムを研究し、燃料電池船用の改質器としての適性を検討した。
[3] CO除去方法の検討および反応実験装置の製作
メタネーション法によるCO除去方法による実験装置を設計し、実験装置の一部を製作した。
[4] CO除去方法の検討および触媒評価実験装置の製作(一部実験実施)
セレクトオキソ法によるCO除去方法による実験装置を設計し、実験装置の一部を製作し、一部の予備実験を実施した。
[5] 空気供給系の検討および実験装置の製作
空気供給系(加湿器を含む)の特性を確認するための実験装置を設計し、実験装置の一部を製作した。
[6] 冷却系、熱交換器等の検討
燃料電池プラントの熱交換器にメタノール関係の熱交換器を調査し、舶用に適した熱交換器が具備すべき条件等を調査した。
[7] 推進モーター、電力供給系の検討
推進モーターや電力変換装置の小型化、効率化に関する調査を行い、舶用に適した装置が具備すべき条件等を調査した。
(3) 制御システムの研究
[1] FC制御方式の検討
燃料電池プラントにおける計装制御方式を調査し、燃料電池船の制御系統図等を作成した。
[2] 電気推進制御方式の検討
電気推進システムの制御方式を調査し、燃料電池船の制御系統図、安全保護系統図等を作成した。
(4) 舶用化技術の研究
[1] 負荷変動対策の検討
燃料電池システムの負荷変動応答の特性を評価し、燃料電池船としての負荷変動対策装置を立案し、システム系統図等を作成した。
[2] 小型・軽量化対策の検討
燃料電池推進プラントを構成する機器の小型・軽量化を検討して小型軽量化の条件を分析した。
[3] 起動時間短縮化対策の検討
起動・停止特性を検討した上で起動時間を短縮化する案を作成し、更に燃料電池船の電力調査票を作成した。
[4] 安全性の検討(確率論的手法による解析)
陸上プラントの安全性についての調査、および解析手法の調査を行い、燃料電池プラントの安全性を解析した。そして必要に応じて対応策を立案した。
[5] 安全性の検討(安全確保要件の調査)
燃料電池システムについて法規や船級協会規則等を調査し、安全に関する考え方をまとめた。また、燃料電池船の安全を確保するための条件を抽出した。
[6] 動揺・加速度・振動対策の検討
実船(内航貨物船)の動揺等を調査し、燃料電池船に要求される条件を整理した。
また、船級協会等の考え方や動揺実験台の調査を行った。
■事業の成果
本研究では、燃料電池を船舶の電気推進機関として利用するために、何が問題であるかがかなり明らかになったが、検討内容には定性的な部分もある。これらは、平成7年度に要素実験を実施してその結果を研究に反映するとともに、システム全体のシミュレーション解析を行い、これを要素研究に反映して検討の内容を深める等により、重点を定めた定量的な検討を実施する予定である。
これにより、燃料電池推進船実現の基礎を築くことが出来、造船技術の振興並びに我が国造船業の振興に資するものと思料される。
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