KR101680321B1 - Ess 제어 장치 - Google Patents

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배재혁
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박근배
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

ESS 제어 장치가 제공된다. 본 발명의 일 면(aspect)에 따른 ESS 제어 장치는, AMP(Alternative Maritime Power Supply)로부터 전력을 수신하는 SCS(Shore Connect System); 발전기에서 생성되는 전력으로 충전되고, 상기 충전된 전력을 방전하여 전력 설비에 공급하는 ESS(Energy Storage System); 및 선박이 상기 AMP 존재 항만에 정박한 경우, 상기 SCS로부터 수신된 전력으로 상기 ESS를 충전하도록 상기 ESS에 충전 신호를 제공하고, AMP 비존재 항만에 정박한 경우, 상기 ESS의 전력을 방전하여 상기 전력 설비에 공급하도록 상기 ESS에 방전 신호를 제공하는 컨트롤러를 포함한다.

Description

ESS 제어 장치{ESS control apparatus}
본 발명은 ESS 제어 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전력을 충전 또는 방전할 수 있는 ESS 제어 장치에 관한 것이다.
에너지 저장 시스템(ESS; Energy Storage System)은 발전기에서 과잉 생성된 전력을 저장해 두었다가 일시적으로 전력이 부족할 때 송전해 주는 저장 장치를 말한다.
일반적으로, ESS는 발전 시스템에 연결되어 과잉 생성된 전력을 충전하고, 상기 충전된 전력을 방전하여 전력 계통(예를 들어, 부하)에 전력을 공급하는 배터리를 포함한다.
한국공개특허 KR 10-2015-0011301 (2015. 01. 30)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전력 효율을 향상시킬 수 있는 ESS 제어 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 면(aspect)에 따른 ESS 제어 장치는 AMP(Alternative Maritime Power Supply)로부터 전력을 수신하는 SCS(Shore Connect System); 발전기에서 생성되는 전력으로 충전되고, 상기 충전된 전력을 방전하여 전력 설비에 공급하는 ESS(Energy Storage System); 및 선박이 상기 AMP 존재 항만에 정박한 경우, 상기 SCS로부터 수신된 전력으로 상기 ESS를 충전하도록 상기 ESS에 충전 신호를 제공하고, AMP 비존재 항만에 정박한 경우, 상기 ESS의 전력을 방전하여 상기 전력 설비에 공급하도록 상기 ESS에 방전 신호를 제공하는 컨트롤러를 포함한다.
또한, 상기 SCS와 상기 ESS는, 컨테이너 형상으로 형성되어 갑판에 배치될 수 있다.
또한, 상기 ESS는, 배터리와, 상기 배터리에서 충전되는 전력을 직류 전력으로 변환하고 방전되는 전력을 교류 전력으로 변환하는 컨버터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 컨트롤러는, 상기 발전기에서 생성되는 전력량이 상기 전력 설비에 공급되는 전력량보다 큰 경우 상기 ESS에 충전 신호를 제공하고, 상기 발전기에서 생성되는 전력량이 상기 전력 설비에 공급되는 전력량보다 작은 경우 상기 ESS에 방전 신호를 제공할 수 있다.
또한, 상기 AMP 존재 항만 정보를 수신하는 수신기를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는, 상기 AMP 존재 항만 정보를 기초로 상기 ESS에 충전 또는 방전 신호를 제공할 수 있다.
또한, 상기 선박이 상기 AMP 존재 항만에 입항하기 이전에, 상기 컨트롤러는 상기 ESS에 방전 신호를 제공하고, 상기 선박이 상기 AMP 비존재 항만에 입항하기 이전에, 상기 컨트롤러는 상기 ESS에 충전 신호를 제공할 수 있다.
또한, 상기 선박이 상기 AMP 존재 항만에 입항하기 이전에, 상기 컨트롤러는 상기 발전기에 가동율을 낮추는 제1 신호를 제공하고, 상기 선박이 상기 AMP 비존재 항만에 입항하기 이전에, 상기 컨트롤러는 상기 발전기에 가동율을 높이는 제2 신호를 제공할 수 있다.
또한, 상기 AMP 존재 항만에 입항 시, 상기 ESS는 완전히 방전되고, 상기 AMP 비존재 항만에 입항시, 상기 ESS는 완전히 충전될 수 있다.
또한, 상기 AMP 비존재 항만에 입항하는 경우, 스러스터 가동 시작 시점에, 상기 ESS는 완전히 충전될 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 제어 장치가 적용된 선박의 사시도이다.
도 2는 AMP와 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 제어 장치가 적용된 선박의 블록도이다.
도 3 및 도 4는 AMP와 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 그리드이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 제어 장치의 ESS를 설명하기 위한 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 생성 전력과 공급 전력을 도시하는 그래프이다.
도 7은 선박의 항차 정보에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS의 충전량을 나타내는 도면이다.
도 8은 선박이 항해중인 경우에 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 그리드의 개략도이다.
도 9는 선박이 AMP 존재 항만에 정박하는 경우에 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 그리드의 개략도이다.
도 10은 선박의 항차 정보에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS의 충전량을 나타내는 도면이다.
도 11은 선박이 AMP 비존재 항만에 정박하는 경우에 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 그리드의 개략도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너선을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG선을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계 및/또는 동작 이외에 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및/또는 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 그리고, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 제어 장치가 적용된 선박의 사시도이고, 도 2는 AMP와 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 제어 장치가 적용된 선박의 블록도이며, 도 3 및 도 4는 AMP와 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 그리드이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 제어 장치는 SCS(Shore Connection System)(210), 발전기(220), ESS(Energy Storage System)(230), 전력 설비(240), 수신기(250) 및 컨트롤러(260)를 포함하나, 이외 추가적인 구성을 배제하지 않는다.
SCS(210)는 항만에 구비된 선박 육상 전원(AMP; Alternative Maritime Power)(110)과 선박의 전력 그리드를 연결하여, AMP(110)로부터 전력을 수신하는 장치이다. 대기 및 해양 환경 보호를 위한 다양한 노력의 일환으로서, AMP(110)는 선박이 항만에 정박하는 동안에 대기 오염 배출물의 방출을 줄이기 위해 육상 전원을 활용할 수 있는 장치이다. 즉, AMP(110)란 선박이 항만에 정박하는 동안에 선상에 배치된 전력 설비(240)에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 선박에서의 자가 발전으로 인한 배기 가스(예를 들어, NOX, SOX 등)의 발생을 대폭 줄일 수 있다.
이 때, 육상의 전력 그리드와 선상의 전력 그리드가 상이하므로, 이들 사이에 전력 가변 장치가 필요하다. 예를 들어, 도 3 및 도 4를 참조하면, 파워(112)에서 생성된 전력이 제1 변압기(114)를 통과하여 nkV(50Hz)의 제1 교류 전력으로 변환되고, 주파수 변환기(116)와 제2 변압기(118)를 통과하여 선상의 전력 그리드에 적합한 6.6kV(60Hz)의 제2 교류 전력으로 변환된다. 선상의 전력 그리드에 적합한 제2 교류 전력은 케이블 릴(214)에 감긴 케이블의 일단에 연결된 플러그(212)를 통해 선상으로 공급된다.
이 중, 육상의 전력 그리드의 주파수와 선상의 전력 그리드의 주파수가 동일(예를 들어, 50Hz 또는 60Hz)한 경우에는 주파수 변환기(116)가 제외될 수 있다. 예를 들어, 파워(112)에서 생성된 전력은 제1 변압기(114)를 통과하여 nkV의 제1 교류 전력으로 변환되고, 제2 변압기(118)를 통과하여 선상의 전력 그리드에 적합한 6.6kV의 제2 교류 전력으로 변환되며, 케이블 릴(214)에 감긴 케이블의 일단에 연결된 플러그(212)를 통해 선상으로 공급될 수 있다.
도 3 및 도 4에서는 AMP(110)가 파워(112), 제1 변압기(114), 주파수 변환기(116) 및 제2 변압기(118)를 포함하고, SCS(210)가 플러그(212), 케이블 릴(214) 및 스위치(216)를 포함하는 것으로 도시되었으나, 이는 일예에 불과할 뿐, 선상에 적합한 전력을 공급할 수 있다면 AMP(110)와 SCS(210)의 구성 배치는 다양하게 변경될 수 있다.
발전기(220)는 전력을 생성하여 선상에 배치되는 전력 설비(240)에 전력을 공급한다. 이 때, 발전기(220)는 200KW 이상의 대용량 전력을 생성할 수 있는 디젤 발전기(220)를 포함한다. 예를 들어, 도 3 및 도 4을 참조하면, 복수의 디젤 발전기(220)가 병렬로 연결되어 선내 전력 설비(240)를 구동하기 위한 전력을 생성할 수 있다. 다만, 발전기(220)에 포함되는 발전기의 종류 및 개수 등은 이에 제한되지 않고 다양하게 변경 가능하다.
전력 설비(240)는 선미에 위치하여 선박의 추진력을 제공하는 프로펠러(Propeller), 선수에 위치하여 선박의 방향을 전환시키는 스러스터(Thruster)(242)뿐만 아니라 선내에서 사용되는 통신 장치, 온도 조절 장치 등의 모든 선내 부하(244)를 포함할 수 있다.
ESS(230)는 발전기(220)에서 생성되는 전력으로 충전되고, 상기 충전된 전력을 방전하여 전력 설비(240)에 공급한다. 이에 대해 도 3 내지 도 5를 참조하여 자세히 설명한다.
AC 그리드(Grid)를 설명하는 도 3을 참조하면, ESS(230)는 배터리(232)와 배터리(232)와 발전기(220)에 연결되는 컨버터(234)를 포함할 수 있다. 다시 말해, 선박에서 일반적으로 사용하는 AC 그리드 상에서, 컨버터(234)는, 발전기(220)에서 생성되는 생성 전력을 직류 전력으로 변환하여 배터리(232)에 제공하고, 배터리(232)에 충전된 충전 전력을 교류 전력으로 변환하여 전력 설비(240)에 제공한다. 구체적으로, 발전기(220)에서 생성된 AC 전력은 AC/DC 컨버터(234)에서 DC 전력으로 변환되어 배터리(232)에 저장되며, 배터리(232)에 저장된 DC 전력은 DC/AC 컨버터(234)에서 AC 전력으로 변환되어 AC 전력으로 구동하는 전력 설비(240)에 제공될 수 있다.
이와 달리, DC 그리드(Grid)를 설명하는 도 4를 참조하면, ESS(230)는 배터리(232)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 발전기(220)에서 생성된 AC 전력은 발전기(220)에 연결된 AC/DC 컨버터에서 DC 전력으로 변환되어 DC 그리드에 제공되며, 상기 변환된 DC 전력은 DC 그리드 상에 연결된 배터리(232)에 저장될 수 있다. 또한, 배터리(232)에 저장된 DC 전력은 바로 상기 DC 그리드 상으로 제공되어 DC 전력으로 구동되는 전력 설비(240)나 DC/AC 컨버터를 통해 AC 전력으로 구동되는 전력 설비(240)에 제공될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 제어 장치의 ESS를 설명하기 위한 개략도이다.
도 5를 참조하면, ESS(230)는 AC/DC 컨버터(236), 배터리(232), DC/AC 컨버터(238)를 포함할 수도 있다. 구체적으로, 발전기(220)에서 생성된 AC 전력은 AC/DC 컨버터(236)에서 DC 전력으로 변환되어 배터리(232)에 저장되며, 배터리(232)에 저장된 DC 전력은 DC/AC 컨버터(238)에서 AC 전력으로 변환되어 AC 전력으로 구동되는 전력 설비(240)에 제공될 수 있다.
전술한 ESS(230)의 세부 구성은 본 발명의 일 예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술분야에서 통상의 기술자가 적용 가능한 세부 구성으로 변형 가능하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 SCS(210)와 ESS(230)는 ISO(International Standardization Organization) 컨테이너 규격에 적합한 컨테이너 형식으로 제작될 수 있다. 구체적으로, 도 1을 참조하면, SCS(210) 및/또는 ESS(230)는 컨테이너 형식으로 형성되어 갑판(10) 상에 배치될 수 있다. 따라서, 항만에 위치한 AMP(110)에 대한 접근성이 향상되고, 선박으로부터의 ESS(230) 및 SCS(210)의 탈착이 용이하다.
수신기(250)는 선박의 항차 정보와 선박의 실시간 위치 정보를 수신한다. 이 때, 상기 선박의 항차 정보는 선박의 외부에 위치한 항해 시스템으로부터 수신하고, 상기 선박의 실시간 위치 정보는 선박의 내부에 위치한 GPS나 선박의 외부에 위치한 선박의 위치 측정 시스템으로부터 수신할 수 있다. 다만, 상기 선박의 항차 정보와 상기 선박의 실시간 위치 정보를 수신할 수 있으면, 수신기(250)의 구성은 본 발명의 기술분야에서 통상의 기술자가 적용 가능한 모든 구성을 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 선박의 항차 정보란 선박의 입항 및 출항 정보, 운항 정보, 배출 통제 지역(ECA; Emission Control Areas) 정보 및 선박 육상 전원(AMP; Alternative Maritime Power)가 구비된 AMP 존재 항만 정보 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않고 선박의 운항과 관련된 모든 정보를 포함할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 생성 전력과 공급 전력을 도시하는 그래프이다.
컨트롤러(260)는 ESS(230)에 충전 신호 또는 방전 신호를 제공한다. 구체적으로, 도 6을 참조하면, 발전기(220)에서 생성되는 생성 전력(VP)량이 전력 설비(240)에 공급되는 공급 전력량(VL)보다 많은 경우(a1, a2), 컨트롤러(260)는 ESS(230)에 충전 신호를 제공하고, 생성 전력(VP)량이 공급 전력량(VL)보다 적은 경우(b1), 컨트롤러(260)는 ESS(230)에 방전 신호를 제공할 수 있다. 또한, 컨트롤러(260)는 발전기(220)에서 생산되는 생산 전력(VP)량이 발전기(220)의 최적 운전연비보다 높을 경우 ESS(230)에 상기 충전 신호를 제공하고, 생산 전력(VP)량이 발전기(220)의 최적 운전연비보다 낮을 경우 ESS(230)에 상기 방전 신호를 제공할 수도 있다. 따라서, 발전기(220)는 선박의 운항에 필요한 평균 전력만 생성하면 되므로 발전기(220)의 발전 효율을 향상시킬 수 있다.
이하, 도 7 내지 도 11을 참조하여, 수신기(250)에서 수신된 AMP 존재 항만 정보에 기초한 컨트롤러(260)의 작동에 대해 자세히 설명한다.
도 7은 선박의 항차 정보에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS의 충전량을 나타내는 도면이고, 도 8은 선박이 항해중인 경우에 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 그리드의 개략도이며, 도 9는 선박이 AMP 존재 항만에 정박하는 경우에 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 그리드의 개략도이다.
출항하여 AMP 존재 항만에 입항하는 항차 스케쥴에 대해 설명하는 도 7을 참조하면, 출항 시점(t10)에 컨트롤러(260)는 ESS(230)에 방전 신호를 제공한다. 이 때, 발전기(220)에서 생성되는 전력과 더불어 ESS(230)에서 방전되는 전력을 통해 스러스터(242)를 구동할 수 있다. 일반적으로, 선박은 항해 중에 소모되는 일반 전력에 비해 입항과 출항시에 구동하는 스러스터(242)에서 소모되는 전력이 현저히 많으므로, 이에 따라 발전기(220)의 용량을 설계한다. 따라서, ESS(230)를 통해 스러스터(242)의 구동에 필요한 전력을 공급할 수 있으므로 발전기(150)의 필요 용량을 줄일 수 있다.
출항 후, 항만을 떠나게 되는 시점(t11)에 컨트롤러(260)는 ESS(230)에 충전 신호를 제공한다. 이 후, ESS(230)의 충전량이 일정 레벨에 도달하게 되는 시점(t12)에, 전술한 것과 같이 컨트롤러(260)는 ESS(230)의 충전 또는 방전을 제어하여 전력 효율을 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 도 6 및 도 8을 참조하면, 발전기(220)에서 생성된 전력은 선내 전력 설비(240)에 공급되고, 과잉 생성된 전력은 ESS(230)에 충전된다. 발전기(220)에서 생성된 전력이 선내 전력 설비(240)가 요구하는 전력에 미달하는 경우, ESS(230)는 충전 전력을 방전하여 상기 미달하는 전력을 선내 전력 설비(240)에 제공할 수 있다.
이후, 선박이 상기 AMP 존재 항만에 입항하기 이전 시점(t14)에, 컨트롤러(260)는 ESS(230)에 방전 신호를 제공할 수 있다. 따라서, AMP 존재 항만이 입항하는 시점(t15)에 ESS(230)는 완전히 방전되고, 항만에 존재하는 AMP(110)로부터 수신한 전력을 통해 충전할 수 있다. 다만, AMP 존재 항만에 입항하는 시점(t15)에, ESS(230)의 충전량은 0이 아닐수도 있으나, 낮은 충전량을 유지하는 것이 전력 효율상 바람직하다.
도 9를 참조하면, 선박이 AMP 존재 항만에 접안하는 시점(t15)에, 선박은 SCS(210)를 통해 AMP(110)로부터 전력을 수신할 수 있다. 구체적으로, SCS(210)는 AMP(110)로부터 항만 전력을 수신하고, 상기 수신된 항만 전력은 선내 전력 설비(240)와 ESS(230)에 공급된다.
또한, 선박이 상기 AMP 존재 항만에 입항하기 이전 시점(t14)보다 앞선 시점(t14)에, ESS(230)의 충전량이 스러스터를 구동하기 위해 필요한 전력보다 낮은 경우, 컨트롤러(260)는 ESS(230)에 충전 신호를 제공하여 ESS(230)가 스러스터를 구동하기 위해 필요한 전력을 확보하게 할 수 있다.
또한, 컨트롤러(260)는 ESS(230)에 충전 신호를 제공시 발전기(220)에 가동율을 높이는 제1 신호를 제공하고, ESS(230)에 방전 신호를 제공시 발전기(220)에 가동율을 낮추는 제2 신호를 제공할 수 있다. 따라서, ESS(230)의 충전과 방전을 효율적으로 제어할 수 있다.
도 10은 선박의 항차 정보에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS의 충전량을 나타내는 도면이고, 도 11은 선박이 AMP 비존재 항만에 정박하는 경우에 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 그리드의 개략도이다.
출항하여 AMP 비존재 항만에 입항하는 항차 스케쥴에 대해 설명하는 도 10을 참조하면, 출항 시점(t20)에 컨트롤러(260)는 ESS(230)에 방전 신호를 제공하여, 발전기(220)에서 생성되는 전력과 더불어 ESS(230)에서 방전되는 전력을 통해 스러스터(242)를 구동할 수 있다.
출항 후, 항만을 떠나게 되는 시점(t21)에 컨트롤러(260)는 ESS(230)에 충전 신호를 제공한다. 이 후, ESS(230)의 충전량이 일정 레벨에 도달하게 되면 전술한 것과 같이 컨트롤러(260)는 ESS(230)의 충전 또는 방전을 제어하여 전력 효율을 향상시킬 수 있다.
이후, 선박이 상기 AMP 비존재 항만에 입항하기 이전 시점(t22)에, 컨트롤러(260)는 ESS(230)에 충전 신호를 제공할 수 있다. 이 때, AMP 비존재 항만에 입항하는 시점(t24)에 ESS(230)는 완전히 충전될 수 있다. 따라서, 도 11에 도시된 바와 같이 항만에서 발전기(220)를 가동하지 않아도 ESS(230)에서 방전되는 전력으로 선내 전력 설비(240)를 구동할 수 있다.
도 10에서는 선박이 AMP 비존재 항만에 입항하는 경우 ESS(230)가 스러스터(242)에 구동력을 제공하지 않는 것으로 도시되었지만, 발전기(220)의 생성 전력이 부족한 경우 또는 발전기(220)를 가동하지 않는 경우 컨트롤러(260)는 ESS(230)에 방전 신호를 제공할 수 있다. 이 때, ESS(230)는 충전 전력을 방전하여 스러스터(242)를 포함하는 선내 전력 설비(240)에 전력을 공급 할 수 있다. 예를 들어, 선박이 상기 AMP 비존재 항만에 입항하기 이전 시점(t22)에, 컨트롤러(260)는 ESS(230)에 충전 신호를 제공하고, 스러스터(242) 가동 시작 시점(t23)에 ESS(230)가 완전히 충전(예를 들어, 100%)된다. 스러스터(242)의 가동 시작 지점(t23)에서, ESS(230)는 충전 전력을 방전하여 스러스터(242) 가동에 필요한 전력을 스러스터(242)에 공급할 수 있다. 다만, 이 경우에도 선박이 항만에 접안하는 시점(t24)에, ESS(230)는 선박이 항만에 정박하는 동안에 필요한 전력량을 유지하는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 제어 장치에 따르면, ESS(230)의 충방전 효율을 최적으로 제어하여 전력 효율을 향상시키고 배터리(232)의 수명을 연장시킬 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너선을 나타내는 도면이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 제어 장치는 컨테이너선(1000)에 적용될 수 있다. 구체적으로, 선수에 위치한 스러스터(1006)와, 선체의 중앙 부근에 위치한 ESS(1004)와, 선미에 위치한 발전기(1002) 및 프로펠러(1008)에 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 제어 장치의 구성들이 적용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 제어 장치에서는 ESS(220)나 SCS(210)가 갑판(10) 상에 위치하는 것으로 설명되었지만, ESS(220) 및/또는 SCS(210)는 컨테이너선(1000)의 내부에 위치할 수도 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG선을 나타내는 도면이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 제어 장치는 LNG선(2000)에 적용될 수 있다. 구체적으로, 선수에 위치한 스러스터(2006)와, 선체의 중앙 부근에 위치한 ESS(2004)와, 선미에 위치한 발전기(2002) 및 프로펠러(2008)에 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 제어 장치의 구성들이 적용될 수 있다. 또한, 발전기(2002)에서 생성된 전력과 ESS(2004)에서 방전된 전력들은 LNG 탱크의 온도를 조절하는 온도 조절기나, 상기 LNG 탱크에서 기화된 BOG를 재액화시키는 압축기 등의 부하에 공급될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 제어 장치는 전술한 컨테이너선(1000)과 LNG선(2000) 등 전력을 생성하고 상기 생성된 전력을 부하에 공급하는 다양한 선박에 적용될 수 있다. 다만, 도 12 및 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 제어 장치가 다양한 선박에 적용될 수 있는 일 예에 불과하며, 선박에 적용되는 ESS 제어 장치의 구체적인 구성의 배치는 다양하게 설계 변경될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
110: AMP(Alternative Maritime Power)
210: SCS(Shore Connection System)
220: 발전기
230: ESS(Energy Storage System)
240: 전력 설비
250: 수신기
260: 컨트롤러

Claims (9)

  1. AMP(Alternative Maritime Power Supply)로부터 전력을 수신하는 SCS(Shore Connect System);
    발전기에서 생성되는 전력으로 충전되고, 상기 충전된 전력을 방전하여 전력 설비에 공급하는 ESS(Energy Storage System);
    선박의 항차 정보 및 실시간 위치 정보를 수신하는 수신기; 및
    상기 선박이 상기 AMP 존재 항만에 정박한 경우, 상기 SCS로부터 수신된 전력으로 상기 ESS를 충전하도록 상기 ESS에 충전 신호를 제공하고, AMP 비존재 항만에 정박한 경우, 상기 ESS의 전력을 방전하여 상기 전력 설비에 공급하도록 상기 ESS에 방전 신호를 제공하는 컨트롤러를 포함하되,
    상기 컨트롤러는 상기 항차 정보 및 상기 실시간 위치 정보를 참조하여 상기 선박이 정박할 것으로 예상되는 항만의 AMP 존재 유무에 따라 입항 이전 시점에 상기 ESS에게 충전 신호 또는 방전 신호를 제공하는 ESS 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 SCS와 상기 ESS는,
    컨테이너 형상으로 형성되어 갑판에 배치되는 ESS 제어 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 ESS는,
    배터리와, 상기 배터리에서 충전되는 전력을 직류 전력으로 변환하고 방전되는 전력을 교류 전력으로 변환하는 컨버터를 포함하는 ESS 제어 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 발전기에서 생성되는 전력량이 상기 전력 설비에 공급되는 전력량보다 큰 경우 상기 ESS에 충전 신호를 제공하고,
    상기 발전기에서 생성되는 전력량이 상기 전력 설비에 공급되는 전력량보다 작은 경우 상기 ESS에 방전 신호를 제공하는 ESS 제어 장치.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 선박이 상기 AMP 존재 항만에 입항하기 이전에, 상기 컨트롤러는 상기 ESS에 방전 신호를 제공하고,
    상기 선박이 상기 AMP 비존재 항만에 입항하기 이전에, 상기 컨트롤러는 상기 ESS에 충전 신호를 제공하는 ESS 제어 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 선박이 상기 AMP 존재 항만에 입항하기 이전에, 상기 컨트롤러는 상기 발전기에 가동율을 낮추는 제1 신호를 제공하고,
    상기 선박이 상기 AMP 비존재 항만에 입항하기 이전에, 상기 컨트롤러는 상기 발전기에 가동율을 높이는 제2 신호를 제공하는 ESS 제어 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 AMP 존재 항만에 입항 시, 상기 ESS는 완전히 방전되고,
    상기 AMP 비존재 항만에 입항시, 상기 ESS는 완전히 충전되는 ESS 제어 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 AMP 비존재 항만에 입항하는 경우, 스러스터 가동 시작 시점에, 상기 ESS는 완전히 충전되는 ESS 제어 장치.
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