シリーズ: 採掘 & 材料 • パート7
Mega Vans & Flywheels — ローリングバッテリーとしてのトラック
私たちの世界では、トラックは燃やすのではなく、バッファーとして機能します。各「mega van」は、数メガワット時の電力を搭載し、電力の急増を朝食のように吸収するフライホイールを備えた200トンのペイロードロボットです。彼らは輸送を電気システムの一部にし、それを例外とはしません。
今日のミッション
エネルギー装置としてまずトラックを設計し、次に車両として設計する。
公開する 事前計算済みのルート、パックサイズ、充電器出力（JS不要）。
証明する 静かな電子で超高速に採掘と建設ができることを。
なぜトラックをバッテリーとして使うのか（そしてなぜサイトが速くなるのか）
私たちは地面をパルスで動かす：積載、登坂、ダンプ、降坂。バッテリーはパルスを嫌い、フライホイールは好む。だから各トラックは二つの役割を持つ：質量輸送と電力バッファ。結果は24時間365日の動きで、より穏やかなマイクログリッド、ピーク機器の削減、そして図書館とジムが混ざったようなピットの音になる。
- オンボードストレージがすべての停車をグリッドを安定させるチャンスに変える。
- フライホイールがスパイク（発進、ダンプリフト）を吸収し、バッテリーと充電器を保護。
- 回生下り坂が登りを補う — 電子がエレベーターで下る。
プラットフォーム仕様（大量生産、重要部分はカスタム）
Mega Van — ベースライン
- ペイロード: 200 t
- 空車重量: 約190 t (パック含む)
- 最高速度（サイト）: 36 km/h (10 m/s)
- 登坂: 10 m/sで5–10%の勾配（アシストレーンはオプション）
- 駆動: 4つのインホイールモーター、ベクトル制御
エネルギーモジュール
- メインパック: 3–5 MWh（LFPクラス）；パック質量 約21–36 t
- ピークパワー（バッテリー）: 2–4 MW（Cレート管理）
- フライホイールポッド: 30–50 kWh、2–5 MWバースト、約1–2 t
- 回生: 下りのポテンシャルの約70%を回収
フライホイールの本当の役割
それは航続距離ではなく電力をバッファします。電子のショックアブソーバーのように考えてください。ベンチから発進？フライホイールは数秒間2–5 MWを供給し、バッテリーは0.5–1.0 Cで楽に呼吸します。200トンの荷重を投げ捨てる？フライホイールは回生スパイクを飲み込み、それからパックに少しずつ流します。
エネルギーフローとパック（手に取れる数字）
1回の旅行あたりのエネルギー（正味）
| ルート | エネルギー / 旅行 | 注記 |
|---|---|---|
| 短くて穏やか • 1 km @ 3% 勾配 | ~37 kWh | 回生が下りの大部分を賄う |
| 基本ケース • 2 km @ 5% 勾配 | ~107 kWh | これでパッドのサイズを決定します |
| より長い距離 • 3 km @ 5%勾配 | ~161 kWh | より大きなパッドまたはトロリー |
| より急勾配 • 2 km @ 8%勾配 | ~156 kWh | フライホイールがここで輝く |
200 t積載、190 t空車、10 m/s巡航、90％ドライブトレイン、70％下り回生を想定。
シフトごとのパックサイズ
1時間あたり3回の往復。長寿命のために放電深度は80％を計画。
| ルート | 10時間シフト | 12時間シフト | 注意 |
|---|---|---|---|
| 短くて穏やか | ~1.4 MWh | ~1.7 MWh | 2 MWhパック快適 |
| ベースケース | ~4.0 MWh | ~4.8 MWh | 4–5 MWhパック |
| 長い／急勾配 | ~6.0–6.3 MWh | ~7.2–7.5 MWh | トロリーまたは充電時間を増やす |
4 MWhのパックが0.32 MWの平均（ベースケース）で約12.5時間持続。パッドが残りを処理し、フライホイールがピークを抑制。
事前計算済みルート
トラックごとの電力＆パッド定格（ベース：3回/時間）
停止中のみ充電、約15分/時間（25%稼働率）。充電器＋パック効率約90%。
| ルート | kWh/h | ドック時のパッド電力 | 推奨 |
|---|---|---|---|
| 短くて穏やか | ~111 | ~0.5 MW | ベイごとにシングルパッド |
| ベースケース | ~321 | 約1.5 MW | ダンプでのデュアルパッド |
| 3 km @ 5% | ~483 | ~2.2 MW | パッド＋trolley lane |
| 2 km @ 8% | ~468 | ~2.1 MW | パッド＋フライホイール重視 |
パッド出力 ≈ (kWh/h) / (0.25 × 0.90)。全員が同時にドッキングしないようにスケジュールを調整します。
車両群エネルギー（基本）
20台のトラック・200 t・3往復/時・2 km @ 5%勾配。
| 指標 | 価値 |
|---|---|
| スループット | 288,000 t/日 |
| 運搬エネルギー | ~155 MWh/日 |
| 平均車両群出力 | ~6.4 MW |
| サイトの範囲（シャベル/ポンプ付き） | ~12–18 MW |
数字はパート1と一致しているので、ストーリーは一貫しています。
トロリー車線がもたらすもの（上り坂アシスト）
上り区間に2～3 MWの架線を設置します。これにより登坂を直接供給し、同時にパックを充電します。
| ケース | 純kWh/トリップ | パッドに必要な電力 | 注意 |
|---|---|---|---|
| ベース（トロリーなし） | 約107 | 約1.5 MW | 上記と同様 |
| 上り坂トロリー 2 MW | 約20～40 | 約0.3～0.6 MW | 回生ブレーキが下り坂の大部分をカバー |
上り坂の位置エネルギーは約106 kWh/トリップ（2 km/5%）なので、その区間に電力を供給するとほとんどの純消費が消えます。
充電＆トロリーオプション（好きなLegoを選んでください）
ダンプパッド充電器
- 1.5～2.5 MW DC 各ベイのパンタグラフ
- ダンプ中にドッキング；3～6分のバースト
- ヘビーACバス＋サイトバッテリーが上流をスムーズにする
上り坂のトロリー車線
- 登坂時に2～3 MWのオーバーヘッド
- 登坂とトリクル充電を供給
- パックサイズまたはパッド定格を大幅に削減
ホットスワップパック（オプション）
- ダンプステーションで5～8分の交換
- トロリーなしの遠隔地に適している
- 予備パックプールが必要（約10～20％）
なぜ「単に大きなバッテリー」ではないのか？
トラックあたり約5 MWhを超えると、パックの重量/スペースがペイロードと資本支出を奪い始める。パックを適切に保ち、走行中エネルギー（トロリー）や高出力パッドを追加する方がクリーンだ。バッテリーはエネルギーを、フライホイールはパワーを担当する。
フリートオーケストレーション（バレエがスムーズに進む仕組み）
リレーブレイン
- パッドの同時使用を低く保つためにドックの時間枠をスケジュール。
- 電力消費を平坦にするために登坂をずらす。
- テレメトリからタイヤとブレーキの摩耗を予測；驚きなし。
マイクログリッドの経験則
- パッド： 6～8台のトラックに1つ（基本ケース）、余裕を持たせるために10台に2つ。
- サイトバッテリー： 平均フリート負荷で1～2時間のサイズ。
- PVオーバーサイズ：昼間にトラックを充電するために平均の1.5〜2.0倍。
安全と近隣（設計上退屈）
電気安全
- インターロックされたパッド；完全にドックされるまでライブ接点なし。
- パックの火災セルはセラミックで隔離；キャビン内ではなく外に排気。
- 装甲ドラム内のフライホイール；フェイルセーフベアリング；真空センサー。
人々と平和
- 充電器に音響パネル；フェンスでのフリートは<75 dBA。
- ディーゼルの排気ガスなし、NOxなし。ミスターと舗装されたレーンでほこりを抑制。
- 照明は下向きのみ；ハヤブサは未来の湖（パート1）をまだ訪れます。
Tap‑to‑open Q&A
「一台のトラックが別のトラックに電力を供給できますか？」
はい、ゆっくりと。DCリンクを介したV2Vはバランスを取るために安全な速度で行われます。私たちは主にトラックにサイトに電力を供給させ—パッドからバッテリーへ—サイトは残りを供給します。道路上のケーブルは減り、笑顔は増えます。
「最初に壊れるのは何ですか？」
タイヤ、常にタイヤです。しかし、回生とベクトル制御によりブレーキの摩耗は笑えるレベルに減り、自律運転はポットホールでのヒーロー行為を防ぎます。フライホイールのおかげでパックは優しくサイクルし、寿命は長く静かな物語のようです。
「トロリーは面倒をかける価値がありますか？」
もし上り坂の区間が長いか急勾配なら、絶対に可能です。2 km/5%で約100 kWh/トリップを消去し、パッドの電力を約2〜5倍縮小します。そうでなければ、パッドだけでもコンパクトなピットには最適です。
「24時間365日止まらずに運行できますか？」
実際にはそうです：ドックしながらのダンプ＋時折のマイクロストップ。トロリーを使うと、パックは出発時よりもより充電された状態でダンプに到着します。バレエは途切れません。
次は：Transport & Flows — Local vs Global（パート8）。原子を輸送するのか、完成した形状を輸送するのか？世界の動脈をマッピングします。