水素ドローンは、従来のドローンから水素燃料電池にパワートレインをアップグレードしたもので、燃料電池の高出力密度と環境適応性のおかげで、航続時間、離陸重量、巡航速度が大幅に向上し、より過酷な環境下での使用が可能となります。水素ドローンは、水素燃料電池が最も多く使用され、性能が最も向上した使用シーンでもあり、長時間の偵察、検査、航法、物流輸送、火災警報などのシーンで活用されています。

従来のリチウムバッテリドローンの航続時間は約30分ですが、水素燃料動力システムをアップグレードすると、航続時間は6時間になります。

1、燃料電池ドローンのメリット

◆環境に配慮:他の水素燃料電池製品と同様、エネルギー源は水素であり、最終産物は水であるため、二酸化炭素などの汚染がないことから、燃料電池ドローンは「ゼロエミッションド」とも呼ばれています。

◆高出力密度:同重量での動力電池ドローン製品のエネルギー密度は、燃料電池システムが動力電池システムの約2~3倍です。

◆エネルギー貯蔵効率の高さ:燃料電池の水素は高圧水素ボンベに貯蔵され、しかも水素の密度は動力電池よりもはるかに低いため、燃料電池ドローンのエネルギー貯蔵設備(水素ボンベ)は動力電池よりも効率的です。重さ5.7Kgの水素ボンベ13.0L 1本は、TB48S働力電池35本(重さ23.5Kg)に相当します。

2、燃料電池システムの構成

ドローンには4軸ドローンと6軸ドローンがありますが、その中でも6軸ドローンのほうがパワーが必要です。

クアッドドローンは、水素を供給するバルブ、水素ボンベ、蓄電池、燃料電池パワーモジュールで構成されています。水素ボンベは走行距離のニーズに応じて小さいサイズのものを選ぶことができます。水素供給弁は、燃料電池に水素が入る頻度や速度を制御し、ドローンの出力を制御します。蓄電池の主な機能は水素バルブへの電力供給ですが、ドローン全体を搭載する際に燃料電池と組み合わせることで、安定した高効率出力を実現します。

6軸ドローンと4軸ドローンの燃料電池システムの構成は同じですが、総重量と出力は上です。水素ボンベは大きいサイズも選べます。燃料電池パワーモジュールの出力はクアッドドローンよりも高いです

3、エネルギーマネジメント戦略

燃料電池ドローンは、燃料電池とバッテリーを組み合わせて動作します。例えば、800Wの燃料電池の場合、需要電力が800W以上の場合、蓄電池から出力されます。燃料電池の出力は常時800Wで、ドローンの需要が800W以下の場合は、燃料電池の出力分だけ蓄電池に充電できます。このエネルギーマネジメントを「山を削って谷を埋める」といいます。

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