ゼロエミッション港湾運航のための船載BESSのモデルベースサイジング：地中海ハイブリッドフェリーのケーススタディ

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides a validated integrated framework for BESS sizing and energy management optimization in hybrid marine vessels.

🏢実務担当者:Offers clear cost-benefit analysis with payback period and operational savings for retrofitting ferries with battery storage.

🏛政策担当者:Supports policy incentives for hybrid retrofits with quantified emissions reduction and economic viability metrics.

短距離海運旅客フェリーの脱炭素化は、スマートで持続可能な輸送システムへの広範な移行における中心的な課題である。本論文は、ナポリ-イスキア航路（約19海里）を運航するハイブリッドディーゼル電気地域フェリーにバッテリーエネルギー貯蔵システム（BESS）をレトロフィットするための、モデルベース設計と技術経済的評価を提示する。10 °C、25 °C、40 °Cでのハイブリッドパルスパワー特性評価（HPPC）試験によりパラメータ化され、拡張カルマンフィルタによる充電状態（SOC）推定を通じて検証された、市販のLiFePO4セルの実験的に検証された等価回路モデル（ECM）が、全船動的モデルに組み込まれている。このモデルは、推進、発電、電気配電、およびバッテリーサブシステムを包含する。従来のディーゼル電気ベースラインに対して、2つのエネルギー管理戦略が評価される：戦略1（S1）は、港内でのBESS放電と陸上グリッド充電を組み合わせるもの；戦略2（S2）は、SOCが20%を下回った際の航行中の制御された再充電を追加するもの。S1は年間17%のCO2削減を達成することが判明した一方、S2は優れた20年間の経済性を示し、年間純貯蓄は約€470,000、単純回収期間は3.72年、バッテリー交換回数はS1の約9回に対して約6回である。また、S2の採用により、平均放電深度（DoD）を浅く維持でき、すなわちS1の約70%に対して約40%となる。多目的最適化により、提案されたBESSレイアウトは利用可能なガレージ面積のわずか5%を占め、商業貨物容量を減らすことなくLoad Line Conventionの制約を満たすことが確認される。提示された統合フレームワークは、地中海短距離フェリー部門全体でのBESS導入のための再現可能な学際的ツールを提供し、持続可能な海上輸送の進歩に直接貢献する。

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。

The decarbonisation of short-sea passenger shipping is a central challenge within the broader transition toward intelligent and sustainable transportation systems. This paper presents a model-based design and techno-economic assessment of a Battery Energy Storage System (BESS) retrofitting a hybrid diesel-electric regional ferry operating the Naples-Ischia route (~19 nautical miles). An experimentally validated Equivalent Circuit Model (ECM) of a commercial LiFePO4 cell, parameterised through Hybrid Pulse Power Characterisation (HPPC) tests at 10 °C, 25 °C, and 40 °C and validated via Extended Kalman Filter State-of-Charge (SOC) estimation, is embedded into a full-vessel dynamic model. This last encompasses propulsion, power generation, electrical distribution and battery subsystems. Two energy management strategies are evaluated against the conventional diesel-electric baseline: Strategy 1 (S1), combining in-port BESS discharge with shore-grid recharging; Strategy 2 (S2), adding controlled in-navigation recharging when SOC falls below 20%. S1 is found to achieve a 17% annual CO2 reduction, while S2 yields superior 20-year economics, with annual net savings of ~€470,000, a simple payback period of 3.72 years, and ~6 battery replacements versus ~9 under S1. Also, adopting S2 allows maintaining a shallower average Depth of Discharge (DoD), namely ~40% vs. ~70% of S1. A multi-objective optimisation confirms that the proposed BESS layout occupies only 5% of the available garage area and satisfies Load Line Convention constraints without reducing commercial payload capacity. The presented integrated framework provides a replicable, multidisciplinary tool for BESS deployment across the Mediterranean short-sea ferry sector, directly contributing to the advancement of sustainable maritime transportation.

• semanticscholar https://doi.org/10.3390/su18147067first seen 2026-07-14 05:10:31 · last seen 2026-09-21 05:11:34