KR102438842B1

KR102438842B1 - Hybrid ship

Info

Publication number: KR102438842B1
Application number: KR1020180139990A
Authority: KR
Inventors: 성용욱; 손문호; 안희원; 전원; 조택현
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2018-11-14
Filing date: 2018-11-14
Publication date: 2022-08-31
Also published as: KR20200056089A

Abstract

하이브리드 선박의 운항 계획과 다양한 환경 변수를 기초로 운항 경로를 결정하며, 이 운항 경로에서 연료 전지 시스템을 가동시킬 때와 배터리 시스템을 가동시킬 때를 결정하여, 최적의 운전 방법을 제안하여 주는 하이브리드 선박이 제공된다. 하이브리드 선박은, 선박을 작동시키는 데에 이용되는 제1 전력을 생산하는 연료 전지; 선박을 작동시키는 데에 이용되는 제2 전력을 저장하는 배터리; 제1 전력과 제2 전력 중 적어도 하나의 전력을 이용하여, 선박의 운항 계획에 따라 선박을 추진시키는 추진부; 및 선박의 운항 계획과 환경 변수를 기초로 선박의 운항 경로를 결정하며, 운항 경로에서 연료 전지의 가동 시점과 배터리의 가동 시점을 결정하여 에너지 효율적인 운전 방법을 생성하는 운전 방법 생성 장치를 포함한다.A hybrid ship that decides a navigation route based on the operation plan of the hybrid ship and various environmental variables, determines when to operate the fuel cell system and when to operate the battery system in this route, and proposes an optimal driving method this is provided The hybrid vessel includes: a fuel cell that produces first electric power used to operate the vessel; a battery for storing secondary power used to operate the vessel; a propulsion unit for propelling the vessel according to the operation plan of the vessel by using at least one of the first electric power and the second electric power; and a driving method generating device for generating an energy efficient driving method by determining a navigation route of a ship based on a ship's navigation plan and environmental variables, and determining an operation time of a fuel cell and an operation time of a battery in the navigation route.

Description

Hybrid ship

본 발명은 선박에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 하이브리드 발전 시스템을 구비하는 선박에 관한 것이다.The present invention relates to a ship. More particularly, it relates to a ship equipped with a hybrid power generation system.

연료 전지(fuel cell)는 연료(예를 들어, 수소, 천연가스 등)의 산화에 의해 발생되는 화학 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 전지를 말한다. 이러한 연료 전지는 대기오염 물질을 거의 배출하지 않기 때문에, 친환경적인 에너지로 각광을 받고 있다.A fuel cell refers to a cell that converts chemical energy generated by oxidation of fuel (eg, hydrogen, natural gas, etc.) into electrical energy. Since these fuel cells hardly emit air pollutants, they are in the spotlight as eco-friendly energy.

선박의 전력원으로 연료 전지 시스템을 이용할 경우, 해양에서도 오염 물질을 저감시키는 것이 가능해지며, 높은 열효율로 인한 에너지 절감 효과도 얻을 수 있다. 그래서 오늘날 세계 각국에서는 친환경 선박으로 연료 전지 시스템을 이용하는 선박을 개발하는 데에 박차를 가하고 있다.When a fuel cell system is used as a power source for a ship, it is possible to reduce pollutants even in the ocean, and energy saving effect due to high thermal efficiency can also be obtained. So, today, countries around the world are spurring the development of ships using fuel cell systems as eco-friendly ships.

한국공개특허 제10-2017-0049845호 (공개일: 2017.05.11.)Korea Patent Publication No. 10-2017-0049845 (published on: 2017.05.11.)

연료 전지 시스템을 전력원으로 이용하는 선박의 경우, 비상시 전력원으로 이용하기 위해, 연료 전지 시스템에 의해 생산되는 전기로 충전될 수 있는 배터리 시스템을 구비하여, 하이브리드 선박으로 구축될 수 있다.In the case of a ship using a fuel cell system as a power source, a battery system that can be charged with electricity produced by the fuel cell system may be provided in order to be used as a power source in an emergency, and may be constructed as a hybrid ship.

그런데 하이브리드 선박에서 연료 전지 시스템과 배터리 시스템을 조합하여 이용하는 경우, 다양한 변수로 인해 연료 전지 시스템과 배터리 시스템을 각각 얼마나 가동시켜야 하는지 예측하기 어렵다.However, when a fuel cell system and a battery system are combined and used in a hybrid ship, it is difficult to predict how much each fuel cell system and battery system need to be operated due to various variables.

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 하이브리드 선박의 운항 계획과 다양한 환경 변수를 기초로 운항 경로를 결정하며, 이 운항 경로에서 연료 전지 시스템을 가동시킬 때와 배터리 시스템을 가동시킬 때를 결정하여, 최적의 운전 방법을 제안하여 주는 하이브리드 선박을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to determine a navigation route based on a navigation plan of a hybrid ship and various environmental variables, and determine when to operate a fuel cell system and a battery system in this navigation route, It is to provide a hybrid ship that proposes a driving method of

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 하이브리드 선박의 일 면(aspect)은, 선박을 작동시키는 데에 이용되는 제1 전력을 생산하는 연료 전지; 상기 선박을 작동시키는 데에 이용되는 제2 전력을 저장하는 배터리; 상기 제1 전력과 상기 제2 전력 중 적어도 하나의 전력을 이용하여, 상기 선박의 운항 계획에 따라 상기 선박을 추진시키는 추진부; 및 상기 선박의 운항 계획과 환경 변수를 기초로 상기 선박의 운항 경로를 결정하며, 상기 운항 경로에서 상기 연료 전지의 가동 시점과 상기 배터리의 가동 시점을 결정하여 에너지 효율적인 운전 방법을 생성하는 운전 방법 생성 장치를 포함한다.One aspect of the hybrid ship of the present invention for achieving the above object is a fuel cell for generating first electric power used to operate the ship; a battery for storing secondary power used to operate the vessel; a propulsion unit for propelling the vessel according to the operation plan of the vessel by using at least one of the first electric power and the second electric power; and determining a navigation route of the ship based on the ship's navigation plan and environmental variables, and generating an energy-efficient driving method by determining an operation time of the fuel cell and an operation time of the battery in the navigation route includes the device.

상기 운전 방법 생성 장치는 상기 연료 전지를 모델링하여 얻은 연료 전지 시뮬레이터, 상기 배터리를 모델링하여 얻은 배터리 시뮬레이터, 및 상기 선박의 현재 상태에 대한 정보를 기초로 운항 기간동안 에너지 효율적인 운전 방법을 알려주는 온보드 어드바이저(onboard advisor)로 구현될 수 있다.The driving method generating device includes a fuel cell simulator obtained by modeling the fuel cell, a battery simulator obtained by modeling the battery, and an onboard advisor that informs an energy-efficient driving method during an operation period based on information on the current state of the vessel. It can be implemented as an onboard advisor.

상기 운전 방법 생성 장치는, 상기 선박의 운항 계획을 기초로 출항지와 입항지 간 운항 경로를 생성하는 운항 경로 생성부; 상기 환경 변수를 기초로 상기 운항 경로를 수정하는 운항 경로 수정부; 상기 운항 경로를 구간별로 나누어, 각 구간에 대해 상기 연료 전지의 가동 시점과 상기 배터리의 가동 시점을 결정하는 발전 시스템 결정부; 및 상기 운항 경로, 및 각 구간에서의 상기 연료 전지의 가동 시점과 상기 배터리의 가동 시점을 기초로 에너지 효율적인 운전 방법을 생성하는 운전 방법 생성부를 포함할 수 있다.The driving method generating apparatus may include: a navigation route generator configured to generate a navigation route between a departure port and an arrival point based on the navigation plan of the vessel; a navigation route correction unit configured to modify the navigation route based on the environment variable; a power generation system determining unit dividing the navigation route into sections and determining an operating time of the fuel cell and an operating time of the battery for each section; and a driving method generator configured to generate an energy-efficient driving method based on the operating time of the fuel cell and the operating time of the battery in the navigation route and each section.

상기 운항 경로 수정부는 상기 환경 변수로 각 지역의 해상 날씨, 각 지역에서의 조류의 세기, 각 지역에서의 조류의 방향, 각 지역에서의 바람의 세기, 각 지역에서의 바람의 방향, 각 지역에서의 파도의 크기, 각 지역에서의 파도의 방향, 각 지역에서의 해수 온도, 각 지역의 섬에 대한 정보, 및 각 지역의 암초에 대한 정보 중 적어도 하나의 정보를 이용할 수 있다.The navigation route correction unit is the environment variable in each region of the sea weather, the strength of the current in each region, the direction of the current in each region, the strength of the wind in each region, the direction of the wind in each region, and in each region. At least one of the size of the waves, the direction of the waves in each region, the sea water temperature in each region, information on the island in each region, and information on the reef in each region may be used.

상기 발전 시스템 결정부는 상기 연료 전지와 상기 배터리가 동시에 가동되도록 상기 연료 전지의 가동 시점과 상기 배터리의 가동 시점을 결정하며, 상기 선박의 속도 변화량을 기초로 상기 연료 전지와 상기 배터리 중 어느 하나의 출력을 변화시킬 수 있다.The power generation system determination unit determines an operation time of the fuel cell and an operation time of the battery so that the fuel cell and the battery are simultaneously operated, and an output of any one of the fuel cell and the battery based on the speed change amount of the vessel can change

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.The details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 선박을 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 선박의 내부 구성을 구체적으로 도시한 상세도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 선박을 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 4는 하이브리드 선박에 구비되는 운전 방법 생성 장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 5는 운전 방법 생성 장치에 구비되는 운항 경로 수정부와 발전 시스템 결정부의 기능을 설명하기 위한 제1 참고도이다.
도 6은 운전 방법 생성 장치에 구비되는 운항 경로 수정부와 발전 시스템 결정부의 기능을 설명하기 위한 제2 참고도이다.1 is a conceptual diagram schematically illustrating a hybrid ship according to an embodiment of the present invention.
2 is a detailed view specifically showing the internal configuration of a hybrid ship according to an embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram schematically illustrating a hybrid vessel according to another embodiment of the present invention.
4 is a block diagram schematically illustrating an internal configuration of an apparatus for generating a driving method provided in a hybrid ship.
FIG. 5 is a first reference diagram for explaining the functions of a navigation route correcting unit and a power generation system determining unit provided in the driving method generating device.
6 is a second reference diagram for explaining the functions of a navigation route correcting unit and a power generation system determining unit provided in the driving method generating device.

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 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 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 구성요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments published below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments make the publication of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위 뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.Reference to an element or layer “on” or “on” another element or layer includes not only directly on the other element or layer, but also with intervening other layers or elements. include all On the other hand, reference to an element "directly on" or "directly on" indicates that no intervening element or layer is interposed.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성요소들과 다른 소자 또는 구성요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.Spatially relative terms "below", "beneath", "lower", "above", "upper", etc. It can be used to easily describe the correlation between an element or components and other elements or components. The spatially relative terms should be understood as terms including different orientations of the device during use or operation in addition to the orientation shown in the drawings. For example, when an element shown in the figures is turned over, an element described as "beneath" or "beneath" another element may be placed "above" the other element. Accordingly, the exemplary term “below” may include both directions below and above. The device may also be oriented in other orientations, and thus spatially relative terms may be interpreted according to orientation.

비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.Although first, second, etc. are used to describe various elements, components, and/or sections, it should be understood that these elements, components, and/or sections are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one element, component, or sections from another. Accordingly, it goes without saying that the first element, the first element, or the first section mentioned below may be the second element, the second element, or the second section within the spirit of the present invention.

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, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural, unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, “comprises” and/or “comprising” refers to the presence of one or more other components, steps, operations and/or elements mentioned. or addition is not excluded.

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.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used with the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless clearly defined in particular.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. A description will be omitted.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 선박을 개략적으로 도시한 개념도이다.1 is a conceptual diagram schematically illustrating a hybrid ship according to an embodiment of the present invention.

본 실시예에서 하이브리드 선박(hybrid ship; 10)은 복수개의 발전 시스템을 전력원으로 이용하는 선박을 말한다. 일례로 하이브리드 선박(10)은 연료 전지 시스템과 배터리 시스템을 전력원으로 이용할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 하이브리드 선박(10)은 연료 전지 시스템(fuel cell system)과 배터리 시스템(battery system) 외에 태양광 시스템을 전력원으로 더 이용하는 것도 가능하다.In this embodiment, the hybrid ship ( 10 ) refers to a ship using a plurality of power generation systems as a power source. For example, the hybrid vessel 10 may use a fuel cell system and a battery system as power sources. However, the present embodiment is not limited thereto. The hybrid vessel 10 may further use a solar system as a power source in addition to a fuel cell system and a battery system.

도 1에 따르면, 하이브리드 선박(10)은 선체(100), 연료 탱크(200), 전력부(300), 배전부(400), 추진부(500), 부하 장비(600), 이중화 장비(700) 및 제어부(800)를 포함하여 구성될 수 있다.According to FIG. 1 , the hybrid ship 10 includes a hull 100 , a fuel tank 200 , a power unit 300 , a power distribution unit 400 , a propulsion unit 500 , a load equipment 600 , and a redundant equipment 700 . ) and a control unit 800 may be included.

연료 탱크(200)는 선체(100)의 내부에 구비되어 선체(100)에 추진력을 공급하는 데에 이용되는 연료를 저장하는 역할을 한다. 연료 탱크(200)에 저장되는 연료는 액체 연료(예를 들어, 액화 천연 가스(LNG))일 수 있으나, 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 연료 탱크(200)에 저장되는 연료는 기체 연료(예를 들어, 수소)인 것도 가능하다.The fuel tank 200 is provided inside the hull 100 and serves to store fuel used to supply propulsion to the hull 100 . The fuel stored in the fuel tank 200 may be a liquid fuel (eg, liquefied natural gas (LNG)), but the present embodiment is not limited thereto. The fuel stored in the fuel tank 200 may be gaseous fuel (eg, hydrogen).

연료 탱크(200)는 하이브리드 선박(10)에 복수개 구비될 수 있다. 연료 탱크(200)가 하이브리드 선박(10)에 복수개 구비되는 경우, 몇몇은 액체 연료(예를 들어, 액화 천연 가스)를 저장할 수 있으며, 몇몇은 기체 연료(예를 들어, 수소)를 저장할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.A plurality of fuel tanks 200 may be provided in the hybrid vessel 10 . When a plurality of fuel tanks 200 are provided in the hybrid vessel 10, some may store liquid fuel (eg, liquefied natural gas), and some may store gaseous fuel (eg, hydrogen). . However, the present embodiment is not limited thereto.

전력부(300)는 추진부(500), 부하 장비(600), 제어부(800) 등으로 전력을 공급하는 역할을 한다. 전력부(300)는 이를 위해 전력을 생산하거나 저장할 수 있으며, 생산 또는 저장된 전력을 추진부(500), 부하 장비(600), 제어부(800) 등으로 공급할 수 있다.The power unit 300 serves to supply power to the propulsion unit 500 , the load equipment 600 , the control unit 800 , and the like. The power unit 300 may generate or store power for this purpose, and may supply the generated or stored power to the propulsion unit 500 , the load equipment 600 , the control unit 800 , and the like.

전력부(300)는 본 실시예에서 연료 전지 시스템과 배터리 시스템을 포함할 수 있다. 연료 전지 시스템은 연료 탱크(200)에서 발생된 기화 가스(BOG; Boil Off Gas)를 이용하여 제1 전력을 생산할 수 있으며, 이 제1 전력을 추진부(500), 부하 장비(600), 제어부(800) 등으로 공급할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 연료 전지 시스템은 연료 탱크(200)에 저장되는 수소를 이용하여 제1 전력을 생산하는 것도 가능하다.The power unit 300 may include a fuel cell system and a battery system in this embodiment. The fuel cell system may generate first electric power by using Boil Off Gas (BOG) generated in the fuel tank 200 , and the first electric power is applied to the propulsion unit 500 , the load equipment 600 , and the control unit. (800), etc. can be supplied. However, the present embodiment is not limited thereto. The fuel cell system may also generate first power using hydrogen stored in the fuel tank 200 .

배터리 시스템은 입력된 전력을 제2 전력으로 저장하며, 이 제2 전력을 추진부(500), 부하 장비(600), 제어부(800) 등으로 공급할 수 있다. 배터리 시스템은 연료 전지 시스템에 의해 생산되는 전력을 저장할 수 있으나, 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 일례로 배터리 시스템은 태양광 패널(미도시)에 의해 생산되는 전력을 제2 전력으로 저장하는 것도 가능하다.The battery system stores the input power as second power, and may supply the second power to the propulsion unit 500 , the load equipment 600 , the control unit 800 , and the like. The battery system may store power generated by the fuel cell system, but the present embodiment is not limited thereto. For example, the battery system may store power generated by a solar panel (not shown) as second power.

배전부(400)는 전력부(300)에 의해 공급되는 전력을 추진부(500), 부하 장비(600), 제어부(800) 등으로 전달하는 역할을 한다. 배전부(400)는 이를 위해 배선, 스위치(switch), 컨버터(converter) 등을 포함할 수 있다.The power distribution unit 400 serves to transmit the power supplied by the power unit 300 to the propulsion unit 500 , the load equipment 600 , the control unit 800 , and the like. The power distribution unit 400 may include wiring, a switch, a converter, and the like for this purpose.

추진부(500)는 전력부(300)에 의해 공급되는 전력으로 추진력을 발생시키는 역할을 한다. 선체(100)는 이러한 추진부(500)의 추진력으로 해상에서 항해하는 것이 가능해진다.The propulsion unit 500 serves to generate propulsion with power supplied by the power unit 300 . The hull 100 becomes possible to navigate in the sea with the propulsion force of the propulsion unit 500 .

부하 장비(600)는 평상시 선내 유지를 위한 각종 장비와 연결될 수 있도록 제공되는 것이다. 이러한 부하 장비(600)는 콘센트 형태의 것을 포함하는 장치로 구현될 수 있다. 상기에서 선내 유지를 위한 각종 장비는 선박 운항에 필요한 장비로서, 배수 설비용 펌프, 연료 공급용 펌프, 블로워(blower), 공조 장치, 전등, GPS 수신기, 레이더 장치, 선박 자동 식별 장치, 자기 나침반, 무선 설비, 선박 위치 발신 장치 등이 이에 해당될 수 있다.The load equipment 600 is provided so that it can be connected with various equipment for maintenance on board the ship. The load equipment 600 may be implemented as a device including an outlet type. In the above, various equipment for in-board maintenance are equipment necessary for ship operation, and include a pump for drainage equipment, a pump for fuel supply, a blower, an air conditioner, a light, a GPS receiver, a radar device, a ship automatic identification device, a magnetic compass, A wireless facility, a ship location transmitting device, etc. may correspond to this.

부하 장비(600)는 직류 전원, 교류 전원 등을 장비에 공급하여 선내 유지가 이루어지도록 할 수 있다. 이때 부하 장비(600)는 직류 전원으로 12V DC, 24V DC 등을 장비에 공급할 수 있으며, 교류 전원으로 220V AC 등을 장비에 공급할 수 있다.The load equipment 600 may supply DC power, AC power, and the like to the equipment to maintain the ship. In this case, the load equipment 600 may supply 12V DC, 24V DC, etc. to the equipment as a DC power source, and may supply 220V AC or the like to the equipment as an AC power source.

부하 장비(600)는 전력부(300)를 제어하기 위한 제어 장비(미도시)를 포함할 수 있다. 부하 장비(600)는 제어 장비로 배터리 관리 시스템(Battery Management System), 에너지 관리 시스템(Energy Management System), 전력 관리 시스템(Power Management System) 등을 포함할 수 있다.The load device 600 may include a control device (not shown) for controlling the power unit 300 . The load device 600 is a control device and may include a battery management system, an energy management system, a power management system, and the like.

이중화 장비(700)는 비상시 선내 유지를 위한 각종 장비와 연결될 수 있도록 제공되는 것이다. 배전부(400)의 내부에 단락, 지락 등 전력 전달 방해 요인이 발생하면, 배전부(400)가 정상적으로 동작하지 않을 수 있으며, 이로 인해 전력부(300)에 의해 공급되는 전력이 추진부(500), 부하 장비(600), 제어부(800) 등으로 올바르게 전달되지 못할 수 있다. 전력이 정상적으로 공급되지 못하여 추진부(500), 부하 장비(600), 제어부(800) 등이 올바르게 동작하지 못하는 경우, 항해 및 선내 유지가 정상적으로 이루어지지 못할 수 있다. 이중화 장비(700)는 이러한 경우 선내 유지를 위해 동작하는 필수 장비인 것으로 이해될 수 있다.The redundant equipment 700 is provided so that it can be connected to various equipment for maintenance on board in case of emergency. If a factor that interferes with power transmission, such as a short circuit or a ground fault, occurs inside the power distribution unit 400 , the power distribution unit 400 may not operate normally. ), the load equipment 600 , the control unit 800 , etc. may not be correctly transmitted. When the power is not normally supplied and the propulsion unit 500 , the load equipment 600 , the control unit 800 , etc. do not operate correctly, navigation and maintenance in the ship may not be performed normally. Redundancy equipment 700 may be understood as essential equipment operating for maintenance on board in this case.

이중화 장비(700)는 전력 전달 방해 요인에 의해 부하 장비(600)가 정상적으로 작동하지 않는 경우, 부하 장비(600)를 대신하여 직류 전원, 교류 전원 등을 장비에 공급하여 선내 유지가 이루어지도록 할 수 있다. 즉, 이중화 장비(700)에 의하여 전력부(300)가 제어됨에 따라 배전부(400)의 배선 상에 문제가 발생하더라도 전력부(300)의 제어가 지속되고, 선내 유지가 수행될 수 있게 된다.When the load equipment 600 does not operate normally due to power transmission obstruction factors, the redundant equipment 700 supplies DC power, AC power, etc. to the equipment instead of the load equipment 600 so that maintenance on board can be achieved have. That is, as the power unit 300 is controlled by the redundant equipment 700 , even if a problem occurs in the wiring of the power distribution unit 400 , the control of the power unit 300 continues, and in-board maintenance can be performed. .

이중화 장비(700)의 동작을 위하여 전력 전달 방해 요인 발생시 배전부(400)는 이중화 장비(700)로 전력부(300)의 전력이 공급되도록 할 수 있다. 즉, 배전부(400)는 전력부(300)의 전력이 이중화 장비(700)로 전달되도록 전력 전달 경로를 형성할 수 있는 것이다.For the operation of the redundant equipment 700 , the power distribution unit 400 may supply the power of the power unit 300 to the redundant equipment 700 when a power transmission obstruction factor occurs. That is, the power distribution unit 400 may form a power transmission path so that the power of the power unit 300 is transmitted to the redundant equipment 700 .

한편 이중화 장비(700)는 부하 장비(600)가 정상적으로 작동하지 않는 경우 선내 유지를 위해 각종 장비와 연결될 수 있도록 제공되는 것도 가능하다.On the other hand, the redundancy equipment 700 may be provided so that it can be connected to various equipment for maintenance on board when the load equipment 600 does not operate normally.

한편 이중화 장비(700)는 부하 장비(600)와 마찬가지로 제어 장비를 포함할 수 있다.On the other hand, the redundancy equipment 700 may include control equipment like the load equipment 600 .

제어부(800)는 전력 전달 방해 요인을 감지하고, 전력부(300) 및 배전부(400)에 구비되는 스위치를 제어하는 역할을 한다. 전력 전달 방해 요인이 감지된 경우, 제어부(800)는 전력부(300) 및 배전부(400)에 구비된 스위치를 제어하여 전력이 이중화 장비(700)로 전달되도록 할 수 있다.The control unit 800 detects a power transmission obstruction factor, and serves to control switches provided in the power unit 300 and the power distribution unit 400 . When a power transmission obstruction factor is detected, the control unit 800 may control a switch provided in the power unit 300 and the power distribution unit 400 to transmit power to the redundant equipment 700 .

제어부(800)는 부하 장비(600)와 이중화 장비(700)에 각각 포함될 수 있으며, 부하 장비(600) 및 이중화 장비(700)와 별도로 구비되는 것도 가능하다. 제어부(800)는 부하 장비(600) 및 이중화 장비(700)와 별도로 구비되는 경우, 전력부(300)를 통하여 전력을 공급받거나 별도의 전력을 공급받을 수도 있다.The control unit 800 may be included in each of the load equipment 600 and the redundancy equipment 700 , and may be provided separately from the load equipment 600 and the redundancy equipment 700 . When the control unit 800 is provided separately from the load equipment 600 and the redundancy equipment 700 , power may be supplied through the power unit 300 or may be supplied with separate power.

이하, 도 2를 통하여 전력부(300), 배전부(400), 추진부(500), 부하 장비(600) 및 이중화 장비(700)의 세부 구성을 설명하기로 한다.Hereinafter, detailed configurations of the power unit 300 , the power distribution unit 400 , the propulsion unit 500 , the load equipment 600 , and the redundancy equipment 700 will be described with reference to FIG. 2 .

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 선박의 내부 구성을 구체적으로 도시한 상세도이다.2 is a detailed view specifically showing the internal configuration of a hybrid ship according to an embodiment of the present invention.

도 2에 따르면, 전력부(300)는 제1 배터리(311), 제2 배터리(312), 제1 연료 전지(321), 제2 연료 전지(322), 제1 DC/DC 컨버터(331), 제2 DC/DC 컨버터(332), 제3 DC/DC 컨버터(333) 및 제4 DC/DC 컨버터(334)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 2 , the power unit 300 includes a first battery 311 , a second battery 312 , a first fuel cell 321 , a second fuel cell 322 , and a first DC/DC converter 331 . , the second DC/DC converter 332 , the third DC/DC converter 333 and the fourth DC/DC converter 334 may be included.

도 2의 예시에서는 제1 배터리(311), 제2 배터리(312) 등 두 개의 배터리 시스템이 하이브리드 선박(10)에 구축되는 것으로 도시되어 있으나, 본 실시예에서 배터리 시스템의 개수는 이에 한정되지 않는다.In the example of FIG. 2 , two battery systems such as the first battery 311 and the second battery 312 are illustrated as being built in the hybrid ship 10 , but the number of battery systems in this embodiment is not limited thereto. .

마찬가지로, 제1 연료 전지(321), 제2 연료 전지(322) 등 두 개의 연료 전지 시스템이 하이브리드 선박(10)에 구축되는 것으로 도시되어 있으나, 본 실시예에서 연료 전지 시스템의 개수는 이에 한정되지 않는다.Similarly, although two fuel cell systems such as the first fuel cell 321 and the second fuel cell 322 are illustrated as being built in the hybrid ship 10, the number of fuel cell systems in this embodiment is not limited thereto. does not

제1 배터리(311) 및 제2 배터리(312)는 전력을 제2 전력으로 저장하고, 저장된 제2 전력을 배전부(400)로 전달하는 역할을 한다. 제1 배터리(311) 및 제2 배터리(312)의 제2 전력은 각각 제1 DC/DC 컨버터(331) 및 제3 DC/DC 컨버터(333)에 의하여 전압 변환 후에 배전부(400)로 전달될 수 있다.The first battery 311 and the second battery 312 serve to store electric power as second electric power and transfer the stored second electric power to the power distribution unit 400 . The second power of the first battery 311 and the second battery 312 is transferred to the power distribution unit 400 after voltage conversion by the first DC/DC converter 331 and the third DC/DC converter 333 , respectively. can be

제1 배터리(311) 및 제2 배터리(312)는 제1 연료 전지(321) 및 제2 연료 전지(322)로부터 공급된 제1 전력을 이용하여 충전될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 배터리(311) 및 제2 배터리(312)는 별도의 경로(예를 들어, 태양광 패널)를 통하여 공급되는 전력을 이용하여 충전되는 것도 가능하다.The first battery 311 and the second battery 312 may be charged using first power supplied from the first fuel cell 321 and the second fuel cell 322 . However, the present embodiment is not limited thereto. The first battery 311 and the second battery 312 may be charged using power supplied through a separate path (eg, a solar panel).

제1 연료 전지(321) 및 제2 연료 전지(322)는 연료 탱크(200)에서 발생된 기화 가스로 제1 전력을 생산할 수 있으며, 생산된 제1 전력을 배전부(400)로 전달하는 역할을 할 수 있다. 앞서 설명한 바 있지만, 제1 연료 전지(321) 및 제2 연료 전지(322)는 연료 탱크(200)에 저장되는 수소를 이용하여 제1 전력을 생산하는 것도 가능하다.The first fuel cell 321 and the second fuel cell 322 may generate first electric power from the vaporized gas generated in the fuel tank 200 , and serve to transmit the produced first electric power to the power distribution unit 400 . can do. As described above, the first fuel cell 321 and the second fuel cell 322 may also generate first power using hydrogen stored in the fuel tank 200 .

제1 연료 전지(321) 및 제2 연료 전지(322)의 제1 전력은 제2 DC/DC 컨버터(332) 및 제4 DC/DC 컨버터(334)에 의하여 전압 변환 후에 배전부(400)로 전달될 수 있다.The first power of the first fuel cell 321 and the second fuel cell 322 is converted to a voltage by the second DC/DC converter 332 and the fourth DC/DC converter 334 and then to the power distribution unit 400 . can be transmitted.

배전부(400)는 배전반(DC main SWBD; 410), 제1 DC/AC 컨버터(421) 및 제2 DC/AC 컨버터(422)를 포함할 수 있다.The power distribution unit 400 may include a switchboard (DC main SWBD) 410 , a first DC/AC converter 421 , and a second DC/AC converter 422 .

배전반(410)은 전력부(300)의 전력이 유입되면 이를 추진부(500)와 부하 장비(600)로 공급하는 역할을 한다. 배전반(410)은 하이브리드 선박(10)에 복수개 구비될 수 있으며, 스위치를 통해 상호 연결되도록 구성될 수 있다.The switchboard 410 serves to supply power from the power unit 300 to the propulsion unit 500 and the load equipment 600 when the power is introduced. A plurality of switchboards 410 may be provided in the hybrid vessel 10 and may be configured to be interconnected through a switch.

제1 DC/AC 컨버터(421) 및 제2 DC/AC 컨버터(422)는 전력부(300)로부터 공급되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 역할을 한다. 제1 DC/AC 컨버터(421)는 평상시 전력부(300)로부터 공급되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환할 수 있으며, 제2 DC/AC 컨버터(422)는 비상시 전력부(300)로부터 공급되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환할 수 있다. 부하 장비(600) 및 이중화 장비(700)는 제1 DC/AC 컨버터(421) 및 제2 DC/AC 컨버터(422)로부터 각각 공급되는 교류 전력을 자신에 맞게 변환하여 이용할 수 있다.The first DC/AC converter 421 and the second DC/AC converter 422 serve to convert DC power supplied from the power unit 300 into AC power. The first DC/AC converter 421 may convert the DC power supplied from the power unit 300 normally into AC power, and the second DC/AC converter 422 may convert the DC power supplied from the power unit 300 in an emergency. Power can be converted into AC power. The load equipment 600 and the redundancy equipment 700 may convert AC power supplied from the first DC/AC converter 421 and the second DC/AC converter 422 to suit their own use.

배전부(400)에는 배전반(410)의 배전 스위치(411)를 중심으로 양측에 제4 스위치(SW4) 및 제5 스위치(SW5)가 구비될 수 있는데, 제4 스위치(SW4)를 통하여 부하 장비(600)로 전력이 공급될 수 있으며, 제5 스위치(SW5)를 통하여 부하 장비(600)로 전력이 공급되는 것도 가능하다.The distribution unit 400 may be provided with a fourth switch SW4 and a fifth switch SW5 on both sides of the distribution switch 411 of the distribution board 410 as a center, and the load equipment through the fourth switch SW4 Power may be supplied to 600 , and power may be supplied to the load equipment 600 through the fifth switch SW5 .

제4 스위치(SW4)와 제5 스위치(SW5)는 인터로크(interlock) 관계를 형성한다. 따라서 제4 스위치(SW4)가 닫힘 상태(closed)가 되면, 제5 스위치(SW5)는 열림 상태(open)가 된다. 반대로 제4 스위치(SW4)가 열림 상태가 되면, 제5 스위치(SW5)는 닫힘 상태가 된다.The fourth switch SW4 and the fifth switch SW5 form an interlock relationship. Accordingly, when the fourth switch SW4 is in the closed state, the fifth switch SW5 is in the open state. Conversely, when the fourth switch SW4 is in the open state, the fifth switch SW5 is in the closed state.

추진부(500)는 두 개의 추진 모터(AC motor; 510, 520)와 두 개의 DC/AC 컨버터(511, 521)를 포함할 수 있다. 추진부(500)에 구비되는 추진 모터와 DC/AC 컨버터의 개수는 한 개이거나 세 개 이상인 것도 가능하다.The propulsion unit 500 may include two propulsion motors (AC motors; 510 and 520 ) and two DC/AC converters ( 511 , 521 ). The number of the propulsion motor and the DC/AC converter provided in the propulsion unit 500 may be one or three or more.

제2 DC/AC 컨버터(511)와 제3 DC/AC 컨버터(521)는 배전반(410)을 통해 공급되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 역할을 한다. 그리고 추진 모터(510, 520)는 제2 DC/AC 컨버터(511)와 제3 DC/AC 컨버터(521)로부터 공급되는 교류 전력을 이용하여 추진력을 발생시키는 역할을 한다.The second DC/AC converter 511 and the third DC/AC converter 521 serve to convert DC power supplied through the switchboard 410 into AC power. In addition, the propulsion motors 510 and 520 serve to generate propulsion by using AC power supplied from the second DC/AC converter 511 and the third DC/AC converter 521 .

부하 장비(600) 및 이중화 장비(700)는 선내 유지를 위한 동작을 수행할 수 있다. 선내에는 서로 다른 전력을 이용하는 다양한 장비가 구비될 수 있다. 예를 들어, 제1 부하 장비(610), 제2 부하 장비(620) 및 제3 부하 장비(630)는 각각 직류 12V(12V DC), 직류 24V(24V DC) 및 교류 220V(220V AC)를 이용하는 장비일 수 있고, 이와 마찬가지로 제1 이중화 장비(710), 제2 이중화 장비(720) 및 제3 이중화 장비(730)는 각각 직류 12V, 직류 24V 및 교류 220V를 이용하는 장비일 수 있다. 배전부(400)로부터 공급되는 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위해, 제1 부하 장비(610), 제2 부하 장비(620), 제1 이중화 장비(710) 및 제2 이중화 장비(720)에는 AC/DC 컨버터(611, 621, 711, 721)가 연결될 수 있다.The load equipment 600 and the redundancy equipment 700 may perform an operation for maintaining the ship. A variety of equipment using different electric power may be provided in the ship. For example, the first load equipment 610, the second load equipment 620, and the third load equipment 630 are DC 12V (12V DC), DC 24V (24V DC) and AC 220V (220V AC), respectively. The equipment may be used, and similarly, the first redundancy equipment 710, the second duplication equipment 720, and the third duplication equipment 730 may be equipment using DC 12V, DC 24V and AC 220V, respectively. In order to convert the AC power supplied from the power distribution unit 400 into DC power, the first load equipment 610 , the second load equipment 620 , the first redundant equipment 710 and the second redundant equipment 720 include AC/DC converters 611 , 621 , 711 , and 721 may be connected to each other.

한편 도 2에서 제1 이중화 장비(710), 제2 이중화 장비(720) 및 제3 이중화 장비(730)는 제1 배터리(311), 제2 배터리(312) 등과 연결되는 것으로 도시되어 있으나, 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 이중화 장비(710), 제2 이중화 장비(720) 및 제3 이중화 장비(730)는 제1 연료 전지(321), 제2 연료 전지(322) 등과 연결되는 것도 가능하다.Meanwhile, in FIG. 2 , the first redundant device 710 , the second redundant device 720 , and the third redundant device 730 are illustrated as being connected to the first battery 311 , the second battery 312 , and the like, but this Examples are not limited thereto. The first redundant device 710 , the second redundant device 720 , and the third redundant device 730 may be connected to the first fuel cell 321 , the second fuel cell 322 , and the like.

한편 전력부(300)는 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)를 포함할 수 있다. 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)는 제4 스위치(SW4) 및 제5 스위치(SW5)의 경우와 같이 인터로크 관계를 형성하여, 열림 및 닫힘이 교차하여 수행될 수 있다. 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)는 제어부(800)에 의하여 제어될 수 있다.Meanwhile, the power unit 300 may include a first switch SW1 and a second switch SW2 . The first switch SW1 and the second switch SW2 may form an interlock relationship as in the case of the fourth switch SW4 and the fifth switch SW5 so that opening and closing may be alternately performed. The first switch SW1 and the second switch SW2 may be controlled by the controller 800 .

이상 도 1 및 도 2에서는 연료 전지 시스템과 배터리 시스템을 발전 계통으로 이용하는 하이브리드 선박(10)에 대하여 설명하였다.The hybrid ship 10 using a fuel cell system and a battery system as a power generation system has been described above with reference to FIGS. 1 and 2 .

연료 전지 시스템, 배터리 시스템 등 하이브리드 발전 시스템을 구성하는 각각의 시스템은 에너지를 저장하고 소비하는 일련의 과정에 따라 선박의 가동성을 제한한다는 점에서 디젤 엔진, 가스 엔진 등 기존의 선박용 발전 시스템과 차이가 있다.Each system constituting a hybrid power generation system, such as a fuel cell system and a battery system, is different from existing power generation systems for ships such as diesel engines and gas engines in that it limits the operability of ships according to a series of processes of storing and consuming energy. have.

하이브리드 선박(10)은 연료 전지 시스템과 배터리 시스템을 조합하여 운항할 때, 최적의 에너지 효율성을 가지도록 하기 위하여, 각각의 발전 시스템이 몇 시간동안 가동되어야 하는지에 대한 분석과 예측이 필요하다.When the hybrid vessel 10 operates by combining the fuel cell system and the battery system, in order to have optimal energy efficiency, it is necessary to analyze and predict how many hours each power generation system should be operated.

이하에서는 하이브리드 선박(10)의 최적의 에너지 효율적인 운전 방법을 생성하는 장치에 대하여 설명한다.Hereinafter, an apparatus for generating an optimal energy-efficient driving method of the hybrid vessel 10 will be described.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 선박을 개략적으로 도시한 개념도이다.3 is a conceptual diagram schematically illustrating a hybrid vessel according to another embodiment of the present invention.

도 3에 따르면, 하이브리드 선박(10)은 운전 방법 생성 장치(900)를 더 포함할 수 있다.According to FIG. 3 , the hybrid vessel 10 may further include a driving method generating device 900 .

운전 방법 생성 장치(900)는 하이브리드 선박(10)의 운항 계획을 기초로 운항 경로를 생성하고, 다양한 환경 변수를 기초로 운항 경로를 수정하며, 이 운항 경로에서 연료 전지 시스템을 가동시킬 때와 배터리 시스템을 가동시킬 때를 결정하여, 최적의 에너지 효율적인 운전 방법을 생성하는 기능을 수행한다.The driving method generating device 900 generates a navigation route based on the navigation plan of the hybrid ship 10 , corrects the navigation route based on various environmental variables, and operates the fuel cell system in the navigation route and the battery It functions to determine when to start up the system, creating an optimal energy-efficient operation method.

운전 방법 생성 장치(900)는 컴퓨터 시스템, 예를 들어 하이브리드 시스템 온보드 어드바이저(hybrid system onboard advisor)로 구현될 수 있다. 이 경우, 운전 방법 생성 장치(900)는 하이브리드 선박(10)의 운항 계획(예를 들어, 출항지에 대한 정보, 입항지에 대한 정보 등)을 입력하면, 온보드 어드바이저에 내장된 연료 전지 시뮬레이터, 배터리 시뮬레이터 및 하이브리드 선박(10)의 현재 상태에 대한 정보(예를 들어, 배터리 충전 상태, 재화 적재 상태 등) 등을 바탕으로 운항 기간동안 최적의 하이브리드 시스템 운전 방안을 생성하여 선원들에게 알려줄 수 있다.The driving method generating apparatus 900 may be implemented as a computer system, for example, a hybrid system onboard advisor. In this case, when the driving method generating device 900 inputs the operation plan of the hybrid ship 10 (eg, information on the departure point, information on the port of entry, etc.), the fuel cell simulator and the battery simulator built into the onboard advisor And based on information on the current state of the hybrid vessel 10 (eg, battery charge state, goods loading state, etc.), it is possible to generate an optimal hybrid system operation plan during the operation period and inform the crew.

하이브리드 발전 시스템은 기존의 엔진과 달리 선원들에게 익숙하지 않은 시스템이다. 또한 연료 전지의 운전, 부하 변동, 배터리의 충전/방전, 충전/방전 시점, 충전량/방전량 등 매우 다양하게 하이브리드 발전 시스템을 운전할 수 있어, 더더욱 기존의 엔진 시스템보다 운전이 복잡하다.Unlike conventional engines, the hybrid power generation system is not familiar to sailors. In addition, since the hybrid power generation system can be operated in a wide variety of ways, such as fuel cell operation, load fluctuation, battery charging/discharging, charging/discharging timing, and charging/discharging amount, operation is more complicated than that of an existing engine system.

이러한 문제를 온보드 어드바이저가 해결해 줄 수 있다. 즉, 최적의 운전을 제안해 줌으로써 하이브리드 선박(10)을 효율적으로 운전할 수 있게 도와줄 수 있다. 온보드 어드바이저는 직접 선박을 제어하지 않으며, 선원에게 최적의 운전 조합을 계산해서 알려주는 어드바이저 기능을 할 수 있다.On-board advisors can solve these problems. That is, it is possible to help the hybrid vessel 10 to be efficiently driven by suggesting an optimal driving method. The onboard advisor does not directly control the ship, but can act as an advisor to calculate and inform the crew of the optimal driving combination.

운전 방법 생성 장치(900)는 최적의 에너지 효율적인 운전 방법을 생성하기 위해, 시뮬레이터 생성부(910), 데이터 수집부(920), 운항 경로 생성부(930), 운항 경로 수정부(940), 발전 시스템 결정부(950) 및 운전 방법 생성부(960)를 포함하여 구성될 수 있다.The driving method generating apparatus 900 includes a simulator generating unit 910 , a data collecting unit 920 , a navigation route generating unit 930 , a navigation route correcting unit 940 , and power generation in order to generate an optimal energy efficient driving method. It may be configured to include a system determination unit 950 and a driving method generation unit 960 .

도 4는 하이브리드 선박에 구비되는 운전 방법 생성 장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 이하 설명은 도 4를 참조한다.4 is a block diagram schematically illustrating an internal configuration of an apparatus for generating a driving method provided in a hybrid ship. The following description refers to FIG. 4 .

시뮬레이터 생성부(910)는 연료 전지(예를 들어, 도 2의 제1 연료 전지(321))를 수학적/데이터적으로 모델링하여 연료 전지 시뮬레이터를 생성하는 기능을 수행한다. 또한 시뮬레이터 생성부(910)는 배터리(예를 들어, 도 2의 제1 배터리(311))를 수학적/데이터적으로 모델링하여 배터리 시뮬레이터를 생성하는 기능을 수행한다.The simulator generator 910 performs a function of generating a fuel cell simulator by mathematically or data modeling a fuel cell (eg, the first fuel cell 321 of FIG. 2 ). In addition, the simulator generator 910 performs a function of generating a battery simulator by mathematically/data-modeling a battery (eg, the first battery 311 of FIG. 2 ).

수학적 모델은 실제 하드웨어의 동작을 물리적인 수식으로 구현한 것으로서, 실제 장비에서 출력되는 데이터를 수식 계산으로 얻을 수 있다. 수학적 모델은 실제 장비에서 출력되는 데이터를 통해서 업데이트하고, 상태를 진단함으로써, 수명을 예측할 수 있다.The mathematical model implements the actual hardware operation as a physical formula, and data output from the actual equipment can be obtained through mathematical calculations. The mathematical model can be updated through the data output from the actual equipment, and the lifespan can be predicted by diagnosing the condition.

연료 전지 시뮬레이터와 배터리 시뮬레이터는 프로그램 형태의 것으로 구현될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 연료 전지 시뮬레이터와 배터리 시뮬레이터는 프로그램이 작동되는 기기 형태의 것으로 구현되는 것도 가능하다.The fuel cell simulator and the battery simulator may be implemented as a program type. However, the present embodiment is not limited thereto. The fuel cell simulator and the battery simulator may be implemented in the form of a device in which a program is operated.

운항 경로 생성부(930)는 하이브리드 선박(10)의 운항 계획을 기초로 하이브리드 선박(10)의 운항 경로를 생성하는 기능을 수행한다.The navigation route generator 930 performs a function of generating a navigation route of the hybrid ship 10 based on a navigation plan of the hybrid ship 10 .

운항 경로 생성부(930)는 하이브리드 선박(10)의 운항 계획에 대한 정보로 출항지에 대한 정보, 입항지에 대한 정보 등을 획득하여, 이 두 정보(출항지에 대한 정보와 입항지에 대한 정보)를 기초로 하이브리드 선박(10)의 운항 경로를 생성할 수 있다. 이때 운항 경로 생성부(930)는 하이브리드 선박(10)의 운항 경로를 최단 경로로 생성할 수 있으며, 맵 상에서 하이브리드 선박(10)의 운항 경로를 생성할 수 있다.The navigation route generating unit 930 obtains information on the departure point and the arrival location as information on the operation plan of the hybrid ship 10 , and based on these two pieces of information (information on the departure point and information on the arrival location) As a result, a navigation route of the hybrid vessel 10 may be generated. In this case, the navigation route generator 930 may generate the navigation route of the hybrid ship 10 as the shortest route, and may generate the navigation route of the hybrid ship 10 on the map.

운항 경로 수정부(940)는 운항 경로 생성부(930)에 의해 하이브리드 선박(10)의 운항 경로가 생성되면, 환경 변수에 대한 정보를 기초로 이 운항 경로를 수정하는 기능을 수행한다. 운항 경로 수정부(940)는 환경 변수에 대한 정보로 각 지역의 해상 날씨, 각 지역에서의 조류의 세기와 방향, 각 지역에서의 바람의 세기와 방향, 각 지역에서의 파도의 크기와 방향, 각 지역에서의 해수 온도, 각 지역의 섬이나 암초에 대한 정보 등을 이용할 수 있다.When the navigation route of the hybrid vessel 10 is generated by the navigation route generator 930 , the navigation route corrector 940 modifies the navigation route based on information on environmental variables. The navigation route correction unit 940 is information on environmental variables, such as maritime weather in each region, the strength and direction of currents in each region, the strength and direction of wind in each region, the size and direction of waves in each region, Information on the sea water temperature in each region and the island or reef in each region is available.

운항 경로 수정부(940)는 환경 변수에 대한 정보를 기초로 하이브리드 선박(10)의 운항에 차질을 줄 수 있는 지역을 회피하도록 하이브리드 선박(10)의 운항 경로를 수정할 수 있다. 이때 운항 경로 수정부(940)는 맵 상에서 운항 경로를 수정할 수 있다.The navigation route correction unit 940 may modify the navigation route of the hybrid ship 10 to avoid an area that may impede the operation of the hybrid ship 10 based on the information on the environmental variables. In this case, the navigation route correction unit 940 may modify the navigation route on the map.

운항 경로 수정부(940)는 하이브리드 선박(10)이 출항하기 전에 환경 변수에 대한 정보를 기초로 하이브리드 선박(10)의 운항 경로를 수정할 수 있다. 일례로 운항 경로 수정부(940)는 출항 전에 각 지역의 섬이나 암초에 대한 정보 등을 기초로 하이브리드 선박(10)의 운항 경로를 수정할 수 있다.The navigation route correction unit 940 may correct the navigation route of the hybrid ship 10 before the hybrid ship 10 departs, based on information on environmental variables. For example, the navigation route correction unit 940 may modify the navigation route of the hybrid vessel 10 based on information on islands or reefs in each region before departure.

그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 운항 경로 수정부(940)는 하이브리드 선박(10)이 목적지까지 운항되는 도중에, 데이터 수집부(920)에 의해 실시간으로 획득되는 환경 변수에 대한 정보를 기초로 하이브리드 선박(10)의 운항 경로를 수정하는 것도 가능하다. 일례로 운항 경로 수정부(940)는 운항 도중 각 지역의 해상 날씨, 각 지역에서의 조류의 세기와 방향, 각 지역에서의 바람의 세기와 방향, 각 지역에서의 파도의 크기와 방향, 각 지역에서의 해수 온도 등을 기초로 하이브리드 선박(10)의 운항 경로를 실시간으로 수정할 수 있다.However, the present embodiment is not limited thereto. The navigation route correction unit 940 corrects the navigation route of the hybrid ship 10 on the basis of the information on the environmental variables acquired in real time by the data collection unit 920 while the hybrid ship 10 is operated to the destination. It is also possible to For example, the navigation route correction unit 940 may include the maritime weather of each region during the operation, the strength and direction of the tide in each region, the strength and direction of the wind in each region, the size and direction of waves in each region, and each region. It is possible to correct the operating route of the hybrid vessel 10 in real time based on the sea water temperature in the .

데이터 수집부(920)는 하이브리드 선박(10)에 장착되어 있는 다양한 센서를 이용하여, 하이브리드 선박(10)이 운항중일 때 하이브리드 선박(10)에 대한 정보(예를 들어, 하이브리드 선박(10)의 현재 위치, 배터리의 충전 상태 등)를 실시간으로 수집하는 기능을 수행한다. 이때 데이터 수집부(920)는 하이브리드 선박(10) 주변의 환경 변수에 대한 정보(예를 들어, 실시간 기상 상태)를 실시간으로 수집하는 기능도 수행할 수 있다.The data collection unit 920 uses various sensors mounted on the hybrid vessel 10 to provide information on the hybrid vessel 10 (eg, the hybrid vessel 10 ) when the hybrid vessel 10 is in operation. It performs the function of collecting the current location, the state of charge of the battery, etc.) in real time. In this case, the data collection unit 920 may also perform a function of collecting information (eg, real-time weather conditions) on environmental variables around the hybrid vessel 10 in real time.

한편 데이터 수집부(920)는 GPS, 다른 선박과의 통신 등을 통해 하이브리드 선박(10) 주변의 환경 변수에 대한 정보를 수집하는 것도 가능하다.Meanwhile, the data collection unit 920 may also collect information on environmental variables around the hybrid vessel 10 through GPS, communication with another vessel, or the like.

발전 시스템 결정부(950)는 운항 경로 수정부(940)에 의해 운항 경로가 수정되면, 구간별로 연료 전지의 가동 시점과 배터리의 가동 시점을 결정하는 기능을 수행한다. 일례로 발전 시스템 결정부(950)는 환경 변수에 대한 정보를 기초로 각 구간에서 하이브리드 선박(10)이 낼 수 있는 속도를 고려하여, 연료 전지의 가동 시점과 배터리의 가동 시점을 결정할 수 있다.When the navigation route is modified by the navigation route correction unit 940 , the power generation system determining unit 950 determines the operation time of the fuel cell and the operation time of the battery for each section. As an example, the power generation system determination unit 950 may determine the operation time of the fuel cell and the operation time of the battery in consideration of the speed that the hybrid vessel 10 can provide in each section based on the information on the environmental variable.

발전 시스템 결정부(950)는 연료 전지와 배터리가 동시에 가동되도록 연료 전지의 가동 시점과 배터리의 가동 시점을 결정할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 발전 시스템 결정부(950)는 연료 전지와 배터리 중 어느 하나만 가동되도록 연료 전지의 가동 시점과 배터리의 가동 시점을 결정하는 것도 가능하다.The power generation system determiner 950 may determine an operation time of the fuel cell and an operation time of the battery so that the fuel cell and the battery are simultaneously operated. However, the present embodiment is not limited thereto. The power generation system determining unit 950 may also determine the operation time of the fuel cell and the operation time of the battery so that only one of the fuel cell and the battery is operated.

발전 시스템 결정부(950)는 운항 경로 생성부(930)와 운항 경로 수정부(940)에 의해 최적의 경로가 설정되면, 하이브리드 선박(10)이 해당 경로를 통해 운항할 때 하이브리드 발전 시스템(즉, 연료 전지와 배터리)을 어떻게 운전하는 것이 가장 효율적인지를 알려줄 수 있다. 일례로 발전 시스템 결정부(950)는 하이브리드 선박(10)이 목적지까지 운항하는 동안 연료 전지의 출력을 어떻게 조절하는 것이 유익하고, 그동안 배터리를 어떻게 운영하는 것이 효율적인지 등을 알려줄 수 있다. 발전 시스템 결정부(950)는 온보드 어드바이저에 탑재되어 있는 연료 전지 시뮬레이터와 배터리 시뮬레이터를 이용하여 상기의 기능을 수행할 수 있다.When the optimal route is set by the navigation route generator 930 and the navigation route correction unit 940 , the power generation system determination unit 950 performs a hybrid power generation system (that is, when the hybrid ship 10 operates through the route). , fuel cells and batteries) how to operate most efficiently. For example, the power generation system determination unit 950 may inform how it is beneficial to adjust the output of the fuel cell while the hybrid vessel 10 operates to the destination, and how to efficiently operate the battery during that time. The power generation system determination unit 950 may perform the above function by using the fuel cell simulator and the battery simulator mounted on the onboard advisor.

발전 시스템 결정부(950)는 하이브리드 선박(10)이 출항하기 전에 구간별로 연료 전지를 가동시킬 때와 배터리를 가동시킬 때를 결정할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 발전 시스템 결정부(950)는 하이브리드 선박(10)이 목적지로 운항되는 도중에 다양한 환경 변수를 고려하여 구간별로 연료 전지를 가동시킬 때와 배터리를 가동시킬 때를 변경하는 것도 가능하다.The power generation system determining unit 950 may determine when to operate the fuel cell and when to operate the battery for each section before the hybrid vessel 10 departs. However, the present embodiment is not limited thereto. The power generation system determination unit 950 may change when the fuel cell is operated and when the battery is operated for each section in consideration of various environmental variables while the hybrid vessel 10 is being operated to its destination.

도 5는 운전 방법 생성 장치에 구비되는 운항 경로 수정부와 발전 시스템 결정부의 기능을 설명하기 위한 제1 참고도이다.FIG. 5 is a first reference diagram for explaining the functions of a navigation route correcting unit and a power generation system determining unit provided in the driving method generating device.

하이브리드 선박(10)의 운항 계획을 입력하면, 운항 경로 생성부(930)에 의해 경로 최적화가 이루어진다. 일반적으로 최단 거리가 생성되겠지만, 여기서 최단 거리라 함은 해도 상에서 이동 가능한 최단 거리를 말한다. 그래서 직선 거리가 아닌 꺾은선 거리가 될 수도 있다.When a navigation plan of the hybrid vessel 10 is input, route optimization is performed by the navigation route generator 930 . In general, the shortest distance will be generated, but the shortest distance here refers to the shortest distance that can be moved on the chart. So it may be a line distance rather than a straight line distance.

운항 경로 수정부(940)는 운항 경로 상에 도서 지역 등이 위치하면, 그 구간을 저속으로 통과하는 것이 나을지, 아니면 우회하는 것이 나을지 이런 것을 판단하여, 운항 경로를 수정할 수 있다. 또한 운항 경로 수정부(940)는 하이브리드 선박(10)의 드래프트(draft)에 따라 운항을 하면 안되는 구간도 고려하여 운항 경로를 수정할 수 있다. 여기서 드래프트는 하이브리드 선박(10)이 물 속에 잠기는 깊이를 말한다.When an island region or the like is located on the navigation route, the navigation route correction unit 940 may determine whether it is better to pass through the section at a low speed or to make a detour, and correct the navigation route. In addition, the navigation route correction unit 940 may modify the navigation route in consideration of a section that should not be operated according to a draft of the hybrid ship 10 . Here, the draft refers to the depth at which the hybrid vessel 10 is submerged in water.

도 5를 참조하면, 운항 경로 생성부(930)는 출항지(A)에 대한 정보와 입항지(B)에 대한 정보를 기초로 A 지점에서 B 지점까지의 운항 경로를 생성한다. 이때 운항 경로 생성부(930)는 A 지점에서 B 지점까지의 최단 거리를 운항 경로로 생성할 수 있다.Referring to FIG. 5 , the navigation route generator 930 generates a navigation route from a point A to a point B based on information on the departure point A and the arrival point B. In this case, the navigation route generator 930 may generate the shortest distance from the point A to the point B as the navigation route.

운항 경로 수정부(940)는 환경 변수에 대한 정보(예를 들어, 도서의 위치 정보)를 기초로 A 지점에서 B 지점까지의 운항 경로를 수정한다. 운항 경로 수정부(940)는 A 지점 - 1 지점 - 2 지점 - 3 지점 - B 지점을 차례대로 통과하는 운항 경로를 최적 운항 경로로 할 수 있다.The navigation route correction unit 940 corrects the navigation route from point A to point B based on information on environmental variables (eg, location information of a book). The navigation route corrector 940 may set a navigation route that sequentially passes through point A - point 1 - point 2 - point 3 - point B as the optimal navigation route.

그런데 A 지점과 1 지점 사이의 제1 구간, 1 지점과 2 지점 사이의 제2 구간 등은 인근에 도서가 위치하기 때문에 선속이 달라질 수 있으며, 이에 따라 발전 시스템 결정부(950)는 제1 구간과 제2 구간에서의 연료 전지와 배터리의 운영 방법을 결정해야 한다.However, in the first section between point A and point 1, the second section between point 1 and point 2, etc., the ship speed may vary because an island is located nearby. and how to operate the fuel cell and battery in the second section should be determined.

일례로, 1 지점과 2 지점 사이의 제2 구간은 도서 지역이라서 선속을 낮춰야 하는데, 선속을 급격하게 낮춰야 하는 경우, 연료 전지의 출력을 낮추는 것보다 배터리의 출력을 낮추는 것이 효율적이다. 그 이유는 연료 전지의 출력을 급격하게 낮추는 경우가 빈번해지면, 연료 전지의 수명이 단축될 수 있기 때문이다.For example, since the second section between points 1 and 2 is an island area, it is necessary to lower the ship speed. The reason is that if the output of the fuel cell is rapidly lowered frequently, the lifespan of the fuel cell may be shortened.

반면 3 지점과 B 지점 사이의 제4 구간에서도 속도를 낮춰야 하는데, 선속이 서서히 낮춰도 되는 경우, 배터리의 출력을 낮추는 것보다 연료 전지의 출력을 낮추는 것이 효율적이다. 이 경우 발전 시스템 결정부(950)는 3 지점에 진입하기 전에 미리 연료 전지의 출력을 조금씩 줄이고, 배터리의 출력을 그에 맞게 조금씩 높여서 맞추고 있다가, 실제 속도를 줄여야 하는 시점이 오면 배터리의 출력을 줄이게 되면 자연스럽게 연료 전지의 출력이 줄어드는 형태로 제어하는 것이 가능해진다.On the other hand, even in the fourth section between point 3 and point B, the speed must be lowered. If the ship speed can be gradually lowered, it is more efficient to lower the output of the fuel cell than to lower the output of the battery. In this case, the power generation system determination unit 950 reduces the output of the fuel cell little by little in advance before entering the third point, increases the output of the battery little by little accordingly, and adjusts it. When the time comes to reduce the actual speed, the output of the battery is reduced. This makes it possible to control the fuel cell output in such a way that it naturally decreases.

한편 2 지점과 3 지점 사이의 제3 구간은 공해로 빠르게 운전을 해야 하는 상황이고, 그 거리가 긴 구간이라고 하면, 연료 전지를 가동하는 것이 바람직하다. 그래서 미가동중인 연료 전지를 미리 히트 업(heat up)시킨다던가 해서 준비를 하면 된다.On the other hand, the third section between points 2 and 3 is a situation in which driving is required due to high pollution, and if the distance is a long section, it is preferable to operate the fuel cell. Therefore, you can prepare by heating up the fuel cell that is not in operation in advance.

제3 구간이 짧은 구간이라고 하면 배터리를 이용하는 것도 가능한데, 이 경우에는 현재의 배터리 용량으로 제3 구간을 지나가는 것이 가능한지를 미리 계산해야 한다.If the third section is a short section, it is possible to use a battery. In this case, it is necessary to calculate in advance whether it is possible to pass the third section with the current battery capacity.

한편, 운항 경로에 따라 최적화를 하더라도, 현재의 날씨에 따라서 경로 혹은 속도를 다르게 가져가는 것이 나을 수도 있다. 도 6은 운전 방법 생성 장치에 구비되는 운항 경로 수정부와 발전 시스템 결정부의 기능을 설명하기 위한 제2 참고도이다. 이하 설명은 도 6을 참조한다.On the other hand, even if it is optimized according to the navigation route, it may be better to take a different route or speed according to the current weather. 6 is a second reference diagram for explaining the functions of a navigation route correcting unit and a power generation system determining unit provided in the driving method generating device. The following description refers to FIG. 6 .

예를 들면, A 지점과 1 지점 사이의 제1 구간에서 파도가 엄청 쎄며, 그 방향이 선수 전측면으로 온다고 하면, 운항 경로 수정부(940)는 하이브리드 선박(10)이 A 지점과 1 지점 사이의 제1 구간 대신 A 지점과 1' 지점 사이의 제5 구간을 통과하도록 운항 경로를 변경하는 것이 바람직하다. 또한 제5 구간에서의 해수 온도가 제1 구간에서의 해수 온도보다 더 높다고 하면, 운항 경로를 변경하는 것은 더욱 바람직하다. 이는 일반적인 경우 해수 온도가 높아지면 해수 밀도가 낮아져서 선체 저항이 감소하기 때문이다.For example, if the wave is very strong in the first section between point A and point 1, and the direction comes from the front side of the bow, the navigation route correcting unit 940 determines that the hybrid vessel 10 is between point A and point 1 It is preferable to change the navigation route to pass through the fifth section between point A and point 1' instead of the first section of . In addition, if the seawater temperature in the fifth section is higher than the seawater temperature in the first section, it is more preferable to change the navigation route. This is because, in general, the higher the seawater temperature, the lower the seawater density and the lower the hull resistance.

그리고 제5 구간을 통과한 후, 파도는 작고 조류의 방향이 도 10에 도시된 바와 같다면, 운항 경로 수정부(940)는 하이브리드 선박(10)이 1' 지점에서 3 지점으로 향하도록 운항 경로를 변경하는 것이 바람직하다.And, after passing through the fifth section, if the wave is small and the direction of the current is as shown in FIG. 10 , the navigation route correction unit 940 sets the navigation route so that the hybrid ship 10 goes from point 1' to point 3 It is preferable to change

이와 같이 날씨 등 해상의 상황에 따라 운항 경로를 실시간으로 변경하는 것이 에너지 소모를 최소화하는 방법이 될 수 있다.As described above, changing the flight route in real time according to sea conditions such as weather can be a way to minimize energy consumption.

당연히 각 구간에서의 최적의 속도를 계산할 수 있고, 거기에 따른 발전량을 계산하고, 그에 따라서 연료 전지 - 배터리의 운전 조합을 다르게 가져가는 것이 좋다. A 지점과 1' 지점 사이의 구간에서는 빠르게 운항하는 것이 좋다고 하면 배터리와 연료 전지를 모두 가동하거나, 여분의 연료 전지까지 모두 가동을 하여 빠르게 지나간다던가, 1' 지점과 3 지점 사이의 구간에서는 연료 전지만을 운전하여 조금 느리게 통과한다거나 할 수 있다.Of course, it is better to calculate the optimal speed in each section, calculate the amount of power generated according to it, and take a different fuel cell-battery operation combination accordingly. In the section between point A and point 1', if it is desirable to travel quickly, either operate both the battery and fuel cell, or operate all the spare fuel cells to pass quickly, or in the section between point 1' and point 3, the fuel cell You can drive through the bay and go through it a little slower.

본 실시예에서는 경로 최적화와 다르게 실시간으로 날씨는 변하기 때문에 날씨 정보를 위성으로 받거나, 선박에서 계측하거나 해서 운항 중에 계속 업데이트하면서 계산(시뮬레이션)할 수 있다. 그 시뮬레이션에 따라 하이브리드 발전 시스템의 최적 운전 조합을 찾을 수 있다.In the present embodiment, unlike route optimization, since the weather changes in real time, weather information can be received by satellite or measured from a ship, and can be calculated (simulated) while continuously updated during operation. According to the simulation, it is possible to find the optimal operating combination of the hybrid power generation system.

다시 도 4를 참조하여 설명한다.It will be described again with reference to FIG. 4 .

운전 방법 생성부(960)는 운항 경로 생성부(930)와 운항 경로 수정부(940)에 의해 하이브리드 선박(10)의 운항 경로가 결정되면, 이 운항 경로를 기초로 하이브리드 선박(10)을 목적지까지 운항시키기 위한 운전 방법을 생성하는 기능을 수행한다. 이때 운전 방법 생성부(960)는 발전 시스템 결정부(950)에 의해 결정된 연료 전지의 가동 시점과 배터리의 가동 시점을 기초로 최적의 에너지 효율적인 운전 방법을 생성할 수 있다.When the navigation route of the hybrid vessel 10 is determined by the navigation route generator 930 and the navigation route correction unit 940 , the driving method generator 960 sets the hybrid ship 10 as a destination based on the navigation route. It performs the function of creating a driving method for navigation to In this case, the driving method generating unit 960 may generate an optimal energy-efficient driving method based on the operating time of the fuel cell and the operating time of the battery determined by the power generation system determining unit 950 .

이상과 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.Although embodiments of the present invention have been described with reference to the above and the accompanying drawings, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can practice the present invention in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. You will understand that there is Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

10: 하이브리드 선박 100: 선체
200: 연료 탱크 300: 전력부
311, 312: 배터리 321, 322: 연료 전지
331, 332, 333, 334: DC/DC 컨버터 400: 배전부
410: 배전반 421, 422: DC/AC 컨버터
500: 추진부 510, 520: 추진 모터
600: 부하 장비 700: 이중화 장비
611, 621, 711, 721: AC/DC 컨버터 800: 제어부
900: 운전 방법 생성 장치 910: 시뮬레이터 생성부
920: 데이터 수집부 930: 운항 경로 생성부
940: 운항 경로 수정부 950: 발전 시스템 결정부
960: 운전 방법 생성부10: hybrid vessel 100: hull
200: fuel tank 300: power unit
311, 312: battery 321, 322: fuel cell
331, 332, 333, 334: DC/DC converter 400: power distribution unit
410: switchboard 421, 422: DC/AC converter
500: propulsion unit 510, 520: propulsion motor
600: load equipment 700: redundancy equipment
611, 621, 711, 721: AC/DC converter 800: control unit
900: Driving method generating device 910: Simulator generating unit
920: data collection unit 930: navigation route generation unit
940: navigation route correction unit 950: power generation system determination unit
960: driving method generation unit

Claims

a power unit including a fuel cell for generating first electric power used to operate a ship, and a battery for storing second electric power used for operating the ship;
a propulsion unit for propelling the vessel according to the operation plan of the vessel by using at least one of the first electric power and the second electric power;
load equipment provided on board and operating normally;
Redundant equipment installed on board and operated in case of emergency;
a power distribution unit transmitting at least one of the first power and the second power to the load equipment; and
A driving method generating device for generating an energy-efficient driving method by determining a navigation route of the ship based on a navigation plan of the ship and an environmental variable, and determining an operation time of the fuel cell and an operation time of the battery in the navigation route A hybrid vessel comprising a.

The method of claim 1,
The driving method generating device includes a fuel cell simulator obtained by modeling the fuel cell, a battery simulator obtained by modeling the battery, and an onboard advisor that informs an energy-efficient driving method during an operation period based on information on the current state of the vessel. A hybrid vessel implemented as an onboard advisor.

The method of claim 1,
The driving method generating device,
a navigation route generator for generating a navigation route between a departure port and an arrival point based on the ship's navigation plan;
a navigation route correction unit configured to modify the navigation route based on the environment variable;
a power generation system determining unit dividing the navigation route into sections and determining an operating time of the fuel cell and an operating time of the battery for each section; and
and a driving method generator configured to generate an energy efficient driving method based on the operating route and the operating time of the fuel cell and the operating time of the battery in each section.

4. The method of claim 3,
The navigation route correction unit is the environment variable in each region of the sea weather, the strength of the current in each region, the direction of the current in each region, the strength of the wind in each region, the direction of the wind in each region, and in each region. A hybrid vessel using at least one of the size of the waves, the direction of the waves in each region, the sea water temperature in each region, the information on the islands in each region, and the information on the reefs in each region.

4. The method of claim 3,
The power generation system determination unit determines an operation time of the fuel cell and an operation time of the battery so that the fuel cell and the battery are simultaneously operated, and an output of any one of the fuel cell and the battery based on the speed change amount of the vessel A hybrid vessel that transforms