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Aquarius MRE - Wind and Solar Power for Ships

Renewable Energy for Greener Shipping


The trend towards using renewable and alternative energy sources on land has gathered momentum over the last decade as governments, companies and the general public tackle the issues of air pollution, energy security and climate change. However at sea, the shift towards the widespread adoption of alternative energy is only now beginning to take shape.

Recently the shipping industry has begun to seriously look at ways to reduce fossil fuel consumption and operate in a more environmentally friendly way. The concepts of "Green Shipping", "Green Logistics" and "Sustainable Shipping" are now important issues for ship owners, shipping lines and ship builders globally.

In addition various regulations and initiatives are being implemented aimed at reducing emissions from ship. Examples of these include Emission Control Areas (ECA's) and limits on the sulphur content in marine fuels.

Now at sea, as well as on land – the use of renewable energy is increasingly being seen as part of the energy mix. Wind and solar power therefore will most likely play an important role in helping to reduce fuel use and emissions from ships especially as further renewable energy related technologies are developed.

Rigid Sails on Ships

In the 1980's several Japanese ships were fitted with rigid sails with the aim of reducing fuel consumption. This was driven largely by the oil crisis in the 1970's which resulted in oil shortages and the price of oil soaring. However the oil crisis passed and when oil prices fell in the 1980's the viability of rigid sails in terms of cost was undermined. JAMDA Sails on Shin Aitoku Maru

However Japanese ships such as the Shin Aitoku Maru and Usuki Pioneer which were fitted with JAMDA (Japan Machinery Development Association) sails did prove that rigid sails reduced fuel consumption. More than a dozen ships were fitted with these JAMDA sails and fuel reductions of approximately 10-30% were reported.

Various rigid sail concepts have also been applied to a range of smaller vessels but these have not gained widespread acceptance to date on either large ships due to numerous engineering & operational challenges.

Marine Solar Power

Another way to reduce fuel consumption on-board ships is through the use of solar power. Recent advances in solar cell and photovoltaic module technologies have led to solar power becoming a cost effective fuel reduction option on pleasure boats, ferries and tourist vessels. However on large ships the amount of fuel saved through the use of solar power alone is relatively small. So the idea of a commercially viable solar ship seems impractical at the moment..or is it?

Solar Powered Electric Ship System (1992)Perhaps rather than having a ship with rigid sails or a ship with solar panels a better approach would be to design a system that could tap into the power of the wind and sun together. The challenge in developing such a solution is to overcome many of the practical problems entailed in trying to use sails and solar panels on large ships operating in the harsh marine environment.

This idea of combining the power of the wind and solar power is not new and in the 1990's a patent was granted in the United States for a  solar powered electric ship concept that incorporated a traditional soft sail fitted with photovoltaic cells.

Ideas and concepts that combine sails with solar power probably pre-date the 1990's however to date, no combined wind power and solar power system that incorporates rigid sails has been deployed on large commercial ocean going ships. But this situation is about to change.

Aquarius MRE® - Wind & Solar Power for Ships

Eco Ship with Aquarius MRE (System)There is a combined wind & solar power solution for shipping on the horizon - the Eco Marine Power (EMP) Aquarius MRE (Marine Renewable Energy). This patented wind and solar solution is designed so that the practical limitations of using rigid sails and solar panels on ships are overcome.
EnergySail Computer Control System
A ship fitted with Aquarius MRE® such as a passenger ferry, cruise ship, bulk carrier, survey vessel or tanker will be able to tap into the limitless power of the wind and sun.

These "hybrid powered" ships will use wind and solar power together as a source of energy and propulsion (along with the ship's main engines) in order to reduce harmful emissions and lower fuel consumption.

On a large ship, 1000 tonnes or more of bunker fuel could be saved annually by using Aquarius MRE® and CO2 emissions reduced by approximately 3000 tonnes.

An on-board solar power array can either mounted on the sails or on deck areas of the vessel (or both). The solar panel array(s) will in turn charge batteries or the power will be fed into the DC or AC power distribution system. The energy stored in the batteries could also be a useful source of emergency or back-up power.

At the centre of Aquarius MRE® is a rigid sail technology called the EnergySail. This innovative device can incorporate a number of renewable energy technologies and can be installed on wide variety of ships. The EnergySail® can be used as a stand-alone device or as part of an array and is positioned automatically by a computer control system developed joint by Eco Marine Power and KEI System Ltd of Osaka, Japan. This computer system is known as the EnergySail® Automated Control System (ACS). In addition to control functions the EnergySail® ACS will also incorporate a management interface and a data logging capability.

Folding JAMDA Sail at Teramoto Iron WorksIn a link with history, EnergySail® production and engineering design is being carried out by Teramoto Iron Works of Onomichi, Japan. Teramoto Iron Works was one of the companies involved in the manufacture of JAMDA rigid sails in 1980's. This innovative company has a long history of manufacturing high quality products for the shipping industry and is one of the few companies in the world that has manufactured and installed large rigid sails on ships.

To interface with other equipment on the ship such as the main engines & generators another computer system jointly developed by Eco Marine Power and KEI System - the Aquarius MAS (Management & Automation System) - is incorporated into the Aquarius MRE® system architecture. This marine computer system also  calculates vessel airborne emissions, monitors fuel consumption, logs data, displays system alarms and can interface with a range of marine renewable energy solutions.

Aquarius MRE® with its combination of technologies will offer ship owners and shipping companies an attractive return on investment (ROI) proposition. This combined with the environmental benefits will help this hybrid marine power technology gain widespread acceptance across the maritime industry.

The technologies being developed or incorporated into Aquarius MRE® also have applications outside shipping and are also suitable for land based renewable energy systems or offshore marine energy projects.

The Future is Now!

Marine Solar Power on Blue Star DelosThe concept of using wind and solar power together on ships is not science fiction nor is it decades away. Eco Marine Power has completed lab tests of the EnergySail® along with the EnergySail® ACS and sea trials involving elements of Aquarius MRE® have commenced. The first factory produced EnergySail® has been manufactured and will undergo testing at the Onomichi MTTC (Maritime Tech Test Center) before being installed on a ship for sea trials.

In October 2014, Eco Marine Power along with a number of strategic partners installed the first Aquarius Marine Solar Power solution on the Blue Star Delos - a large high speed passenger and car ferry operated by Blue Star Ferries in Greece.

This system includes an Aquarius MAS CPU/AGU, ILS unit, MPPT charge controllers, an energy storage solution (from The Furukawa Battery Company) and marine-grade solar panels.

Eco Marine Power along with its strategic partners are continuing their pioneering work towards developing a fully integrated wind & solar power system for ships. Together these companies will work with ship owners, ship managers and shipyards to help make sustainable shipping a reality!

This article was written by Greg Atkinson, Director & Chief Technology Officer at Eco Marine Power. He can be followed on twitter @gregatkinson_jp

First published December 3rd 2011. Updates are revisions have been made since that date. Latest revision 23rd July 2016.

© 2010-2016 Eco Marine Power. Aquarius MRE and EnergySail are registered trademarks of Eco Marine Power Co. Ltd.

Image Credits

1. Shin Aitoku Maru. Source: Wikipedia Commons.

2. Solar powered electric ship system. US Patent 5131341A. Edwin Newman. 1992.

3. Aquarius Eco Ship with Aquarius MRE (System). Copyright Eco Marine Power Co., Ltd.

4. EnergySail Computer Control System. Copyright Eco Marine Power Co., Ltd.

5. Folding JAMDA Sail at Teramoto Iron Works in the 1980's - used with permission. Copyright Teramoto Iron Works Co., Ltd.

6. Aquarius Marine Solar Power on Blue Star Delos. Copyright Eco Marine Power Co., Ltd.


Further Reading: Aquarius Wind and Solar Marine Power System Investor Information Company Profile




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配信燃料消費量と排出ガスをリアルタイムに報告し記録する新しいソフトを、ブルースターデロス船に設置のAquarius MAS にインストール 2016年7月22日、福岡 – 現在進行中のブルースターデロス船再生可能エネルギー革新プロジェクトの一部として、エコマリンパワー(EMP)社は、ブルースターデロス船上に設置されたAquarius 管理&自動化システム(MAS)を、新しい燃料消費量(FOC)と排出ガスモニタリングソフトにアップデートしたことを発表しました。 Aquarius MAS ハードウェアと組み合わせた更新ソフトにより、船上の全流量計からの燃料消費データをリアルタイムで表示し記録する事が出来ます。さらに、使用している燃料を基準として、排出されるCO2やNOx、SOxも計算されます。データは毎分記録され、専用のGPSユニットへの接続を通して、船の位置や速度も表示され記録されます。特別な期間や航海の燃料消費量を監視できるようにトリップメーターも利用できます。 デロス船の燃料消費量/排出ガスモニタリングソフトは、2014年に設置したパワー出力や船舶用ソーラーパワーシステム(バッテリーを含む)の状況をモニター... Read more


米国における共同開発プロジェクトを検討 2016年7月4日福岡 - エコマリンパワー株式会社は、海上輸送に再生可能エネルギーを取り組むもう一つの主要なステップとして、同社の船舶用風力併用ソーラーパワーシステムに関連する技術「Aquarius MRE®」が、米国の特許を取得したことを発表しました。この結果を受けて、EMP社は米国における共同開発プロジェクトの機会を調査するつもりで、いくつかのオプションを検討しています。 EMP 社の Aquarius MRE® に関する技術は、クルーズ船やRo-Ro 船、大型フェリー、自動車運搬船などの既存デザインの船舶や、Aquarius エコシップなどの未来デザインコンセプト船に組み込むことができます。Aquarius MRE® 技術は、無人水上船(USV)や海軍船、沿岸警備船、オフショア再生可能エネルギープロジェクトなどのアプリケーションにも適しています。Aquarius MRE®は、風と太陽から得られるパワーを利用し、船に再生可能エネルギーを利用できる、硬帆とマリングレードソーラーパネル、エネルギー貯蔵モジュール、船舶用コンピューターの先進的統合システムです。コンピューターシス... Read more
初の EnergySail 製造に着手

初の EnergySail 製造に着手

風が補佐する推進力を、自動化された硬帆で再び海上輸送に。 2016年4月8日、尾道市 - 船舶に硬帆技術を再び使うことへの重要な次のステップとなる EnergySail。エコマリンパワー株式会社(EMP)は、その EnergySail の製造を広島県尾道市で開始したことを発表しました。工場生産される初の EnergySail は、EMP社の戦略的パートナーである株式会社寺本鉄工所が製造します。 EnergySail®(特許出願中)は、自動化された硬帆装置で、船で風力を利用することを可能にすることで、燃料消費と排出ガスを削減します。また、マリングレードのソーラーパネルやその他の装置を取り付けたり、バッテリーの充電に使用したりすることもでき、また、EMP社の Aquarius MAS +ソーラーソリューションに電力を入れることも可能です。 EnergySail は、長期的にEMP社の特許製品「Aquarius MRE system」の重要な要素になります。Aquarius MRE®は、硬帆やソーラーパネル、エネルギー貯蔵モジュール、センサー、船舶用コンピューターの先進統合システムで、風や太陽によって得られる力を利用し、... Read more


船舶および海洋アプリケーション用の革新的ソーラーパワーソリューションと製品 2016年2月16日、福岡 - エコマリンパワー(EMP)社は本日、様々なマリンソーラーパワーソリューションと関連製品を完成させたことを発表しました。これらソリューションには、Aquarius マリンソーラーパワーやAquarius MAS+ソーラーに加え、承認済み船舶用バッテリーや船舶用ソーラーパネルフレームキットなどのスタンドアロン製品もあります。 EMP社のマリン ソーラーパワーソリューションは、太陽エネルギーを収集する以上のことを行う、船舶用コンピューターネットワーク、充電器、蓄電器、その他装置やセンサー への接続などを含めた統合システムです。このソリューションは、旅客フェリーやクルーズ船、ばら積み鉱石運搬船、沖合サポート船などを含む様々なタイプの 船に使用できます。 Aquariusマリンソーラーパワーは、船上にある他のシステムには接続しないスタンドアロン型で、DC荷に接続、もしくは、インバーター経由でAC荷に接続するDC出力を提供します。 Aquarius MAS+ソーラーには、Aquariusマリンソーラーパワーソリューションの... Read more
Jastram Technologies社とエコマリンパワー社、協定書に署名

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製品およびサービスをカナダ海運産業へ導入協力 2016年1月27日、福岡 - エコマリンパワー(EMP)社は、カナダの Jastram Technologies 社と、販売サポート協定を結んだことを発表しました。この協定により、EMP社はカナダの海運・オフショア分野に様々な製品やサービスを提供するための道筋をつける事になります。 Jastram Technologies 社は1983年から海洋産業へ品質の高い機器とサービスを提供しています。カナダ全域:ブリティッシュコロンビア、オンタリオ、ケベック、ノヴァスコシアに戦略的に事業所を置いています。EMP社とのプロジェクトに取り組み、Aquarius マリンソーラーパワーや Aquarius 管理&自動化システムなどの新製品をカナダ海運市場に導入するために理想的な場所にあります。 協定書に署名するにあたり、Jastram Technologies 社の Warwick Green 社長は、「エコマリンパー社との提携をとても誇りに思います。パートナー企業と強く連携した同社の再生可能エネルギーに対する非常に革新的なアプローチにより、今後も増えていく我々の顧客に更なる選択肢... Read more
エコマリンパワー社がAquarius MREシステムの特許を取得

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特許承認により船舶用風力併用ソーラーパワーシステムの商用生産の道が開かれる 2015年10月5日、福岡 ー エコマリンパワー株式会社(EMP)は、革新的な船舶用風力併用ソーラーパワーソリューションである Aquarius MRE(船舶用再生可能エネルギー)システムに関する特許が、日本国内において付与されたと発表しました。Aquarius MREシステム/Aquarius MRE は、硬帆とソーラーパネル、エネルギー貯蔵モジュール、船舶用コンピュータープラットフォームの高度な統合システムで、風と太陽から得られるエネルギーを使うことで、船に再生可能エネルギーを利用することが可能になります。 Aquarius MRE システムイメージ Aquarius MRE システムに使用される硬帆は、EnergySail®(特許出願中)のテクノロジーを基にしています。EMP社の EnergySail テクノロジーは大阪の Aquarius イノベーションラボにて、実現可能性テストおよび機能テストに合格しており、EnergySail の生産センターが尾道の寺本鉄工所になることを今年始めに発表しており... Read more


日本の大手製造会社の高品質電池が船舶での使用承認を取得 8月25日、福岡 ― エコマリンパワー株式会社(EMP)は、古河電池株式会社の協力により、船上での使用や、船舶関係アプリケーション(例えばオフショア・プラットホームや再生可能エネルギープロジェクト)で使用するための様々な船舶用電池ソリューションを提供できるようになったと発表しました。この高品質で長寿命の古河電池社製電池は、EMP社の評価に加え、日本海事協会から船級での使用を承認されました。 古河電池社が提供する3つの主な電池タイプは、Aquariusマリンソーラーパワーと Aquarius MAS +ソーラーソリューションパッケージとしてEMP社も使用して行きます。 これらの電池技術についての詳細は次のとおりです。 船上に設置されたFC38-12電池 FC38-12:FC38-12 VRLA電池 (制御弁式鉛蓄電池) は、小型マリンソーラーパワーアプリケーション(例えば約5kWpまで)で、電池パックセットとしても、12Vユニット個体としても使用できます。FC38-12の主要な利点としては、比較的小型で軽量なため、船上の狭... Read more
Hybrid marine power solutions save fuel, reduce pollution and are cost effective. Eco Marine Power is at the forefront of developing low emission & fuel efficient solutions for shipping and has a range of innovative technologies available now. Our computer systems also provide a control interface between renewable energy & other power systems on-board ships.

Eco Marine Power is at the forefront of developing and supplying innovative marine renewable energy technologies for shipping which harness the power of the sun & wind. These solutions include our Aquarius MRE System, EnergySail & Aquarius Marine Solar Power which reduce fuel consumption, lower noxious gas emissions and deliver cost benefits.

The Aquarius Management and Automation System or Aquarius MAS is a cost effective alarm handling, monitoring, process handling and data logging platform suitable for a wide range of ships. The system is based upon the reliable and robust KEI 3240 Data Logger and is class approved. The Aquarius MAS can also monitor fuel use & calculate vessel emissions.

Finding the right solar, wind, electric or hybrid marine power solution can be a daunting task so Eco Marine Power works with shipyards and ship owners to help them find the best system for their needs. EMP also developments low emission & sustainable shipping concepts and designs using marine renewable energy technologies & advanced computer systems.
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