• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권1호
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• pp.34-38
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• 2016

최근 추진 전동기가 장착된 전기추진 시스템의 대형 크루즈 선박 및 상선이 점차 증가하는 추세이다. 이러한 전기추진 선박에서 추진 전동기에 이상상태가 발생하면 전동기 자체 및 프로펠러축에 심각한 손상이 발생할 수 있다. 하지만 전기추진 선박에 사용되는 추진 전동기의 정상상태 운전 및 이상상태 시의 분석에 관한 연구는 찾아보기 힘들고 관련 정보도 매우 부족한 실정이다. 본 연구에서는 전기추진 선박용 추진 시스템의 수학적 모델을 제시하고 이를 바탕으로 전기적인 이상상태 발생 시에 추진 전동기 및 프로펠러축에 발생하는 과도현상을 해석하고자 한다. 본 연구에 사용된 전기추진 선박용 전동기는 동기전동기이며 소프트웨어인 Matlab을 사용하여 모의실험을 수행하였으며, 정격으로 운전 중인 추진 전동기에 이상상태가 발생하였을 경우 과도전류는 1상 접지 상태에서 가장 크게 발생하며 추진축에 발생하는 과도토크는 3상 접지 및 2상 접지 상태에서 상대적으로 크게 발생하였고, 정격으로 운전 중 추진 전동기의 여자전력이 차단될 경우에도 과도전류와 과도토크가 비교적 크게 발생함을 확인하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2011년도 전력전자학술대회
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• pp.234-235
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• 2011

본 논문에서는 직렬형 하이브리드 전기추진 시스템을 탑재한 선박에서 엔진 연료절감 및 동적 운항성능 개선을 위한 에너지 저장장치의 도입 필요성과 운용 방안을 제안하였다. 수MW급 전기추진 선박을 대상 모델로 하여 엔진-발전기 시스템의 전력사용 패턴을 분석하였고, 제안한 시스템의 효용성을 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제17권1호
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• pp.83-88
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• 2011

근래에 전기추진선박의 필요성이 대두되고 있으며 특수선박을 시작으로 건조가 증가되고 있는 실정이다. 하지만 선박은 운항 환경에 따라 추진기의 출력 토크 및 속도의 변동이 심하므로 전기추진시스템에 큰 영향을 미친다. 대표적으로 출 입항시, 정상상태의 대양 항해시, 황천 항해시에 선박 추진시스템의 토크 및 속도 변동이 짧지만 빈번하게 변동하게 되므로 전기추진시스템의 전력변환장치에서 전류 및 전압파형에 고조파가 크게 포함되어 발전기, 변압기, 컨버터, 인버터 및 추진전동기에 손실의 증가, 기기의 열화 및 토크 맥동 발생 등의 좋지 않은 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 선박의 운항 환경에 따른 추진시스템의 전류 및 전압파형에 포함되는 고조파 함유율을 분석하였다. 분석 결과 저속 영역에서의 잦은 속도 및 부하 변동에 따라서 전동기에 공급되는 전류 및 전압 파형에 포함된 총 고조파 왜형율과 전동기의 토크 맥동이 증가됨을 확인할 수 있었다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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• pp.110-111
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• 2019

본 논문은 DC 배전 전기 추진 시스템으로 건조된 10톤급 소형 어선을 운항하며 계측한 실험 결과를 제시한다. DC 배전 선박과 모의된 AC 배전 선박을 일반적인 10톤급 소형 어선의 운용 패턴에 따라 운항하였고, 각 경우의 연료소모량을 유량계로 측정하였다. DC 배전 시스템은 가변속으로 인한 엔진의 효율적인 운전과 전기설비 무게 감소로 인한 추진 부하 감소의 효과로 AC 배전 시스템에 비하여 연료사용량이 약 20% 가량 절감된다. 실험 결과, DC 배전 전기 추진 선박을 적용할 시 연간 약 18,500L (22.0%)의 연료가 절감되어 연료비가 매년 약 1400만원 가량 절약될 것으로 예상된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권6호
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• pp.856-866
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• 2021

대기오염물질 감축에 대한 국제적인 인식이 높아짐에 따라 친환경 선박에 대한 수요가 증가하고 있어 각국에서 전기추진선박 개발을 활발하게 수행하고 있다. 현재 전기추진선박에 대해서는 주로 전기추진시스템 및 전동기 연구를 주로 수행하고 있으며, 선박 관점에서 전기추진시스템 및 배터리의 탑재를 고려한 국내 연안 차도선 개념설계 연구는 수행된 바가 없다. 본 연구에서는 배터리 차량 기반의 이동식 전원공급시스템을 주전원으로 하는 순수전기추진차도선의 개념설계 과정에서의 주요 고려사항에 대하여 검토하였다. 100척 이상의 국내 연안차도선의 제원을 분석하여, 요구사항 만족을 위한 선박의 주요제원 선정과 이동식 배터리 차량 탑재를 고려한 비손상, 손상 복원성능 검토를 수행하였고, 개념설계 과정에서 발생하는 문제의 원인분석을 통해 해결방안을 모색하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.13-15
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• 2008

본 논문은 대형(MW 급) LNG 전기추진선박 시스템의 동적 정적 특성에 대해 다룬다. 특히, 선박 항해시와 LNG Unloading시에 대해 전력조류해석(정특성 해석)으로 시스템 모델링의 타당성을 검증하였다. 아울러, LNG Unloading에 대한 Cargo Pump 기동시 시스템의 전압변동률 및 발전기의 주파수(속도)변화를 관찰하였으며, PID제어기로 구성된 발전기 Governor의 파라미터를 설계하기 위해 실제 항해시 발생할 수 있는 몇 가지 상황(발전기 및 추진전동기 Trip)의 과도안정도해석을 수행하였다. 따라서 전동기 기동해석 및 과도안정도해석(동특성 해석)으로 발전기 및 추진전동기의 전압안정성을 관찰하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제25권5호
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• pp.709-718
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• 2021

최근 선박의 환경오염에 대한 규제가 강화됨에 따라 하이브리드형 전력체계를 갖춘 전기 추진 선박과 같은 스마트 선박에 대한 관심이 높아지고 있다. 전기추진선박에서 사용되는 배터리는 차량 등에 사용되는 배터리보다 용량이 크므로, 가격이 높아지고 유지 보수 측면이 중요하게 여겨진다. 선박용 배터리는 일체형으로 제작되어 배터리관리 시스템에 의해 관리되며, 배터리의 유지·보수는 배터리의 교체를 통하여 이루어진다. 본 연구에서는 배터리의 용이한 관리를 위해서 예비-셀을 적용한 배터리 모듈과 제어 알고리즘을 설계 및 구현한다. 또한, 전기추진선박 전력 체계 제어에 필요한 데이터를 전력 제어 시스템에 송신 할 수 있도록 제어기를 설계한다. 해당 예비-셀을 적용한 배터리를 사용할 경우 선박 및 배터리 시스템의 안정성이 높아지며, 유지 및 보수 측면에서 이점을 가질 수 있다.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2011년도 전기공동학술대회 논문집
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• pp.317-320
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• 2011

정보통신 기술의 발달과 환경오염 문제의 심각성에 대한 인식 때문에 근래에 선박에 새로운 개념이 도입되고 있다. 전전기 스마트선은 전기 추진체계를 포함한 선박 내 모든 전력계통 구성품의 관련 요소들을 선박의 목적과 특성에 맞게 운영 되어지는 신개념의 선박이다. 이 연구에서는 전전기선 체계통합 시스템에 대하여 설명할 것인데, 이는 선박의 추진 및 전력, 기관제어계통 등 전체 시스템에 대한 획득 및 수명주기 비용 절감을 위한 통합 관리 체계를 목적으로 한다. 전기추진체계를 이해하기 위해서는 선박 내에 모든 전력 구성품의 통합 적인 이해가 필요 하며, 이를 위해서 전력제어, 전력배전, 통합 최적화를 위한 개념에 대해서 정확히 이해하여야 한다. 이 연구에서는 체계통합기술의 전반적인 이해를 돕는 데에 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제23권8호
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• pp.923-929
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• 2019

자율운항선박의 기반은 추진시스템의 안정성이 중요하며, 추진체계의 안정성을 위하여 다중 발전 체계 및 추진체계를 갖추어야한다. 기존 선박에서는 안정성을 위하여 높은 발전 용량을 산정하며, 그 결과 저부하 운전으로 인한 경제성 하락을 야기한다. 이를 해결하기 위해서는 전력체계의 최적화를 통하여 발전 체계의 경량화와 효율의 증가가 필요하다. 본 논문에서는 전기추진선박용 OPMS(Optimization Power Management System)를 구축한다. OPMS는 하이브리드형 발전시스템, 에너지저장시스템, 부하제어시스템으로 구성된다. 발전시스템은 이중연료엔진, 에너지저장시스템은 배터리, 부하제어시스템은 추진 부하, 상용 부하, 불규칙 부하, 화물 기기 관련 부하, 갑판 부하로 구성된다. 각 시스템별 기기들의 특성에 대하여 모델링하여 전력체계를 구축하였다. 실험을 위하여 선박 운용에 따른 시나리오를 작성하고 안정성 및 경제성을 기존의 전기추진선박과 비교하였다. 실험의 결과 발전기의 비교적 적은 시간 투입으로 같은 전력량을 공급함으로써 선박의 LNG 1.3%, Main Fuel 0.3%, Pilot Fuel 35.1%의 연료소모량 감소를 통하여 경제성 및 안정성을 확인하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.127-129
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• 2015

극지해역 운항선박은 주 추진시스템 및 선박 장비들이 일반 상선과 다른 경우가 많다. 따라서 극지운항 선박의 기관사들은 각종 장비 및 시스템에 친숙해져야 할 필요가 있다. 이 연구에서는 교육 및 훈련을 통해 극지 운항 선박에 승선하는 기관사관의 자질 향상을 통해 극지운항 선박의 안전운항을 도모하는데 있다. 또한, 그러한 자질 향상을 위해 필요한 Ice Engineer 교육 프로그램 방안을 모색하였다.