POWER-BALANCE ASSESSMENT OF PEMFC–BATTERY–PV HYBRID ARCHITECTURES FOR A ROUTE-INSPIRED PROTOTYPE CATAMARAN
ルートに着想を得たプロトタイプ双胴船のためのPEMFC・バッテリー・PVハイブリッドアーキテクチャの電力バランス評価 (AI 翻訳)
Aya A. ElBauomy, G. Šimkonienė, Mostafa Abdelgeliel, K. Tonbol
🤖 gxceed AI 要約
日本語
本論文は、短距離運航向け小型双胴船プロトタイプにおいて、PEMFC、バッテリー、PVを組み合わせたハイブリッド推進システムの電力バランスを評価した。スエズ運河の実フェリー運航を模した15分サイクルを8時間繰り返す条件で3ケースを比較。結果、PEMFC+PV+バッテリー構成が最も安定し、PV利用エネルギー450.87Wh、最終SOC0.90を達成した。
English
This paper evaluates the power balance of hybrid propulsion architectures combining PEMFC, battery, and PV for a 1.80m prototype catamaran operating on short routes. Using a 15-min cycle repeated over 8 hours based on a Suez Canal ferry, three cases are compared. The PEMFC+PV+Battery configuration achieves the best performance, utilizing 450.87 Wh of PV energy and maintaining final SOC at 0.90, eliminating startup deficits.
Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.
📝 gxceed 編集解説 — Why this matters
日本のGX文脈において
日本は水素社会実現と海事産業の脱炭素化を推進しており、本研究成果はPEMFCとPV・バッテリーを組み合わせた船用ハイブリッドシステムの設計指針として参考になる。特に小型フェリーや内航船への応用が期待され、日本の水素・燃料電池戦略とも合致する。
In the global GX context
This work contributes to the global maritime decarbonization effort under IMO's greenhouse gas reduction targets. The hybrid architecture assessment provides practical insights for integrating hydrogen fuel cells with renewables in short-sea shipping, relevant to ISSB and TCFD-related disclosure of emission reduction pathways.
👥 読者別の含意
🔬研究者:The paper offers a systematic power-balance evaluation method for hybrid marine propulsion systems, useful for further optimization studies.
🏢実務担当者:Ship designers and operators can use the findings to select appropriate hybrid configurations for zero-emission short-route vessels.
📄 抄録（日本語訳）
海運の脱炭素化には、低排出であり、かつ短距離航路の反復運航に動的に適した推進システムが必要である。本論文は、1.80 mのプロトタイプカタマランを対象に、航路に着想を得た時間領域の電力バランス評価に基づく、プロトン交換膜燃料電池（PEMFC）ベースのハイブリッド構成の評価を提示する。スエズ運河地域における実際のフェリー運航状況を、8時間の運航時間枠にわたって反復される代表的な15分間のプロトタイプ運航サイクルに変換した。同じDCバス負荷条件の下で、ケース1：PEMFC＋バッテリー、ケース2：PEMFC＋PV、ケース3：PEMFC＋PV＋バッテリーの3ケースを評価した。PEMFC-バッテリーの計算は、DCバス電力バランス、コンバータ、バッテリー電流、およびSOC方程式に基づいて行われ、一方、PV寄与分は、PVGISの季節別日射量および温度入力を用いた船載PV電力モデルを用いて計算された。結果は、ケース1がバッテリー支援により反復起動時の不足を解消する一方、ケース2はPEMFC負荷を低減するものの、エネルギー緩衝装置なしでは起動時の不足を解消できないことを示す。最良の季節別PV入力である7月では、PVピークは84.88 Wに達し、ケース2におけるPV利用エネルギーは399.64 Whであった。ケース3は、利用されたPVバスエネルギーを450.87 Whに増加させ、最終SOCを0.90に維持し、採用された理想的な電力バランス仮定の下で反復過渡不足を解消した。したがって、PEMFC＋PV＋バッテリー構成が、次の実験的プロトタイプ段階のための好ましい構成として選定される。
AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。
📄 Abstract（原文）
Maritime decarbonization requires propulsion systems that are low-emission and dynamically suitable for repeated short-route operation. This paper presents a route-inspired, time-domain power-balance assessment of proton exchange membrane fuel cell (PEMFC)-based hybrid architectures for a 1.80 m prototype catamaran. A real ferry operating context in the Suez Canal region was translated into a representative 15 min prototype operating cycle repeated over an 8 h operating window. Three cases were evaluated under the same DC-bus load basis: Case 1, PEMFC + Battery; Case 2, PEMFC + PV; and Case 3, PEMFC + PV + Battery. The PEMFC-battery calculations were based on DC-bus power balance, converter, battery-current, and SOC equations, while the PV contribution was calculated using a shipboard PV power model with PVGIS seasonal irradiance and temperature inputs. The results show that Case 1 eliminates repeated startup deficits through battery support, whereas Case 2 reduces PEMFC loading but cannot remove startup deficits without an energy buffer. Under the best seasonal PV input, July, the PV peak reached 84.88 W, and the PV-used energy in Case 2 was 399.64 Wh. Case 3 increased the utilized PV-bus energy to 450.87 Wh, maintained the final SOC at 0.90, and removed the repeated transient deficits under the adopted ideal power-balance assumptions. Therefore, the PEMFC + PV + Battery architecture is selected as the preferred configuration for the next experimental prototype phase.
🔗 Provenance — このレコードを発見したソース
- semanticscholar https://e-journals.ku.lt/journal/csat/article/3407/file/pdffirst seen 2026-07-05 05:45:54 · last seen 2026-08-10 05:24:03
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gxceed は公開メタデータに基づく研究支援データセットです。要約・翻訳・解説は AI 支援で生成されています。 最終的な解釈・検証は利用者が原典資料に基づいて行うことを前提とします。