KR20040054814A - 낮은 ｉｒ 신호로 작동될 수 있는 선박, 특히 함정용 전기에너지 공급 시스템 - Google Patents

낮은 ｉｒ 신호로 작동될 수 있는 선박, 특히 함정용 전기에너지 공급 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 선박, 특히 낮은 IR 신호로 작동될 수 있는,《모든 전기 선박》(AES)으로서 형성되는 함정용 전기 에너지 공급 시스템에 관한 것이다. 상기 시스템은 선박 전기 시스템으로서 그리고 일반 추진을 위한 네트워크로서, 연료 전지에 의해서 공급되는, 직류 네트워크(DC)와 특히 고속 추진을 위한 에너지를 생성하기 위한, 발전기를 포함하는 대안적인 전류 네트워크(AC)를 포함한다. 본 발명에 따르면, 상기 발전기는 예를 들어, 하나 이상의 가스 터빈 또는 디젤 모터에 의해 모터 구동되고, 바람직하게는 과급되고, 상기 AC 및 DC 네트워크는 그들 사이에 전기 에너지의 교환이 가능하도록, 특히 DC 네트워크로부터 인출된 전기 에너지는 상기 모터 구동 추진을 시동하기 위하여 AC네트워크로 전달될 수 있는 방법으로 상호 연결된다.

Description

낮은 ＩＲ 신호로 작동될 수 있는 선박, 특히 함정용 전기 에너지 공급 시스템 {ELECTRIC ENERGY SUPPLY SYSTEM FOR A SHIP, IN PARTICULAR A NAVY SHIP THAT CAN BE OPERATED WITH A LOW IR SIGNATURE}
본 발명은 선박용 전력 공급 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 낮은 적외선 신호(low IR signature)로 작동할 수 있는 함정용 전력 공급시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 선박용 전력 공급 시스템은 선박 전력 공급 시스템 및 일반 속도 추진 시스템용 전력 공급 시스템으로서 연료 전지로부터 전력이 공급되는 DC 전원 공급 장치(DC)를 구비하며, 특히 고속 추진 시스템의 전력 발전에 사용되고 예를 들어 하나 이상의 가스 터빈 또는 디젤 엔진, 바람직하게는 과급 디젤 엔진에 의해 모터로 구동되는 발전기들을 갖춘 AC 전력 공급 시스템(AC)을 구비하는 "모든 전기 선박(All Electric Ship; AES)" 형태의 선박을 위한 것이다.
상기에서 설명한 전력 공급 시스템과 관련된 선박용 전력 공급 시스템은 본출원 이전에 공개되지 않았던 2001년 1월 22일에 출원된 독일 특허 출원 101 02 741.9호에 공개되어 있다. 본 발명의 목적은 선박에 사용되는 관련 전력 공급 시스템의 개선 방안을 구체화하는 것으로, 이는 특별한 고속 추진 시스템을 구비한 함정에 있어서의 특별하게 엄격한 요구를 특히 잘 만족하고, 상기 선박에 제공되는 모든 전력 발생 장치가 최적으로 사용되도록 한다. 이러한 경우에, 독일 특허 출원 101 02 741.9호에 개시된 내용은 본 출원 발명의 개시 내용에 포함되는 것으로간주된다.
AES용 전력 공급 시스템은 특히 AC 및 DC 전력 공급 시스템이 서로 연결되어 그 사이에서 전력이 교환될 수 있고, 특히 엔진 드라이브를 시동하기 위해 전력이 DC 전력 공급 시스템으로부터 인출되어 AC 전력 공급 시스템으로 이송된다는 점들 때문에 특별한 요구사항이 고려된다. 따라서 고속 추진 시스템을 위하여 낮은 IR 신호로 시동 과정을 달성할 수 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 개선 사항에서, 발전기용 엔진 드라이브로부터 나온 배기 가스가 선박의 기저부에서 감압 영역으로 안내되고, 이 때 상기 고속 추진 시스템의 작동동안 상기 고속 추진 시스템에 의해서 직접 또는 간접적으로 가속된 물에 의해 상기 감압 영역에서 감압이 생산된다. 따라서, 여기에서의 압력이 대기 압력보다 최대 1 바(bar) 더 높은 경우라도, 상기 배기 가스를 물로 안내하는 것과 관련하여 배기 가스 압축기 및/또는 감압을 제공하기 위한 유닛이 더 이상 필요하지 않게 된다. 상기 선박의 기저부에서 감압 영역으로 배기 가스를 안내하는 것은 또한 상기 배기 가스가 배의 기저부 주위로 유동하는 물과 특히 잘 혼합되도록 함으로써, 이 때 형성되는 배기 가스 버블이 선박의 선미 뒤에 이를 때까지 솟아오르지 않고 선미 뒤에서 선미 소용돌이와 통합되기 때문에, 실제로 상기 선박이 추진되는 동안 배기 가스가 감지되지 않는 결과를 가져온다. 고속 추진 시스템으로서 워터 제트 장치(water jets)용 전기 모터에 전력을 공급하기 위하여 가스 터빈 또는 디젤 엔진을 사용할 때, 배기 가스는 워터 제트 장치의 공통축 배기 가스 노즐 세그먼트로 안내되고, 이때 상기 워터 제트 장치는 선박의 수선(waterline) 아래 10 미터까지에서 작동하도록 설계된다. 따라서 워터 제트 장치의 방출 효과(ejector effect)를 사용하고, 또한 동시에 워터 제트 장치의 회전 운동(spin)을 사용하는 것이 바람직하다. 이는 선박의 기저부 아래에서 배기 가스가 전체적으로 잘 발산하도록 한다.
고속 추진 시스템으로서 프로펠러 추진 시스템용 전기 모터에 전력을 공급하기 위하여 디젤 엔진을 사용하는 경우, 배기 가스는 수중 노즐 시스템, 예를 들어 밴츄리 튜브 시스템 또는 환형 가스 출구 노즐 안으로 안내되는 것이 바람직하다. 따라서, 배기 가스는 비록 드래그(drag)에서 어느 정도 증가하더라도, 공통축 배기 가스 노즐 세그먼트를 구비한 워터 제트 장치를 구비한 경우와 기능적으로 유사한 방법으로 물속으로 안내되고 분배된다. 프로펠러 추진 시스템으로 전력을 공급하기 위하여 디젤엔진을 사용하는 경우에도, 본 개선 사항에서는 배기 가스에 기초한 적외선 위치-검출기를 배제하는 것이 가능하다.
본 발명의 추가 개선 사항에서, 엔진 추진 시스템으로부터 수선 위에 제공되는 출구로의 배기 가스에 대한 바이패스가 제공되고, 이는 엔진 추진 시스템을 시동하기 위하여 사용될 수 있다. 따라서, 바람직하게는 비록 감압 발생이 처음부터 가능하지 않은 경우에도 엔진 추진 시스템을 시동할 수 있다.
본 발명의 범주 내에는, DC 전력 공급 시스템용 연료 전지로, 예를 들어, PEM 전지와 같이 전력이 빠르게 증가할 수 있는 연료 전지 뿐 아니라, 예를 들어, DMFC 또는 SOFC 전지 또는 상기 PEM 전지의 온도(약 80℃) 이상의 온도 범위에서 작동하는 또 다른 전지와 같이 전력이 더 천천히 증가할 수 있는 연료 전지가 제공된다. 따라서, 서로 다른 연료 전지와 특히 비용-효율적이고 그 효율성이 최적화된 연료 전지 전력 공급을 허용하는 타입이 조합될 때 DC 전력 공급 시스템을 위하여 기본 부하 공급 및 피크 부하 공급이 달성된다. 이와 같은 전력 공급은 함정에서 전력 공급을 위한 동적 요구 사항 그리고 정상 상태 요구 사항을 모두 매우 잘 만족할 수 있다.
이러한 경우에 본 발명의 개선 사항에서, 바람직하게는 다양한 연료 전지가 매체(가스/물)과 열 조합에서 작동되고, DC전력 공급 시스템 안으로 함께 전력을 공급하도록 한다. 만일 필요하다면, 그들은 또한 하나 또는 그 이상의 리포머(reformer)와 함께 작동할 수 있다. 어떠한 경우에, 이는 열이 거의 발생되지 않으면서도 높은 효율을 달성하도록 하고, 이 경우에, 남은 열은 또한 예를 들어 흡수기 냉각 시스템에서 냉각을 위하여 사용가능하다. 고속 추진 유닛에 대한 시동 과정은 PEM 전지로부터 이루어지고, 기본 선박 전력 공급은 더 높은 작동 온도를 갖는 연료 전지로부터 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 유닛은 최소한의 작동 회전 속도까지 외부 에너지에 의해 가속되어야 하기 때문에, 고속 추진 유닛에 대한 시동 과정은 많은 양의 에너지를 필요로 하며, PEM 전지는 관련 양만큼의 전력을 공급할 수 있어야 하며, 또한 이를 위하여 설계되어야 한다.
함정에 있어서, 서로 다른 동적 반응을 가지는 연료 전지는 선박의 서로 다른 영역에 분배되어서 기술적으로 상호작용하는 유닛을 형성하도록 조합되는 것이 특히 바람직하다. 만일 선박의 개별적인 영역에 치명적인 손상이 발생하더라도 또 다른 선박 영역에서 최적으로 전력 생산이 계속되기 때문에, 선박은 손상에 그다지영향을 받지 않게 된다.
본 발명의 개선 사항에서, 상기 연료 전지가 감시 및 제어 시스템(monitoring and control system)을 갖춘 DC 스위칭 시스템을 구비하도록 하고, 이와 마찬가지로 고속 추진 시스템용 전력 발생 유닛이 감시 및 제어 시스템을 갖춘 AC 스위칭 시스템을 구비한다. 이로써 상기 요구 사항을 만족하는 에너지 관리가 양 전력 공급 시스템에 제공된다. 이에 따라 양 전력 공급 시스템이 제어되고, 조절될 수 있으며, 서로에 대하여 완전히 독립적으로 감시될 수 있다. 만일 하나의 전력 공급 시스템이 파손되더라도, 다른 전력 공급 시스템은 완전히 유효하게 어떠한 변화없이 작동 가능하다.
추가적으로, 본 발명의 개선 사항에서는 AC 감시 및 제어 시스템이 압력 센서, 특히 배기 가스 출구 감압 영역에서 감압 센서에, 그리고 배기 가스 라인에서 압력 센서에 연결되고, 밸브 및 플랩 제어 장치에 연결되며, 가능하다면 밸브 및 플랩을 위한 위치 센서에 연결된다. 이는 개별적인 전력 발생기의 시동 및 가속 과정 자동화를 위한 토대를 제공하고, 이를 통해, 감시 및 제어 시스템은 작동 속도 램프, 인터락 등과 같은 공지의 전자식 자동화 요소를 구비하고, 지멘스 SIMATIC S7 장치에 기초하여 특히 바람직하게 작동되는, 배기 가스 제어 스위칭 로직(자동화 시스템)으로 작동될 수 있다.
이와 같은 실시예들은 또한 본질적으로 다양한 방법으로 작동하고 바람직하게는 전체 자동화 과정을 바람직하게 수행할 수 있는 고가용성 SPS 적용례로서 이용가능하다. 일반적인 형태 또는 고가용성 형태로서, 그들은 자동화 과정의 신뢰성에 특별한 방법으로 기여한다. 따라서 추진 시스템에 손상을 주는 바람직하지 않은 회로 상태가 신뢰할 만하게 피해질 수 있고; 이에 따라 베어링에서의 오일 압력, 연료 압력 및 온도, 시동 및 점화 압력 등의 시동 조건이 신뢰할 만하게 유지될 수 있다.
만일 필요하다면, 본 발명의 범주 내에서, 특히 배기 가스 유동을 감압 영역 밖으로 보내기 위하여 및/또는 시동 과정동안 배기 가스의 유동의 가속을 위하여 배기 가스 공급 시스템에는 압축 공기 공급 서브시스템이 제공된다. 따라서, 이는 바람직하게는 시동 과정을 가속하거나 향상하는데 이용가능하다. 이에 따라 고속에 도달하기 위하여 필요한 추진 시스템을 위한 시동 과정의 신뢰성이 매우 향상될 수 있다. 만일 고속 추진 시스템이 압축공기-시동 디젤 발전기 세트에 의해 구동된다면, 또한 압축공기-저장소가 사용될 수 있다.
본 발명의 범주 내에서, 전력 공급 시스템은 그들 각각의 감시 및 제어 시스템을 구비한, AC 및 DC 스위칭 시스템보다 더 높은 레벨에서 작동하는 제어 시스템을 구비하고, 상기 고-레벨 제어 시스템은 특히 상기 전력 발생기 및 부하의 서로 다른 동적 응답에 관하여, 상기 전력 발생기 및 그들 서로에 대한 부하의 전력 발생 및 전력 소비와 매칭된다. 이는 예를 들어 전투에서, 생존을 위하여 요구되는 함정의 요소에서 사용가능한 것보다 더 적은 전력이 요구되는 것을 피할 수 있도록 만든다. 이러한 경우, 관련된 상황에서, 예를 들어 조리실(galley), 공기 조화 시스템 등과 같은 중요하지 않은 부하는 선박 전력 공급 시스템으로부터 접속이 해제되고, 모든 가용 전력은 생존을 위하여 필요한 장비에 집중된다.
이러한 경우에 본 발명의 개선 사항에서는 AC 및 DC스위칭 시스템이, 예를 들어, 고에너지 무기를 사용하는 경우와 같이 상기 DC 전력 공급 시스템에 전력에 대한 높은 요청 있는 경우에, AC 전력 공급 시스템으로부터 DC 전력 공급 시스템으로 전력의 최대량을 공급하는 것이 가능하도록 설계된다. 이 때, 추가적으로, DC 전력 공급 시스템에는 예를 들어, 재충전 가능한 배터리 뱅크 또는 플라이휠 에너지 저장소와 같은 고-동적 반응 에너지 저장고가 제공된다. 이러한 장치는 선박 전력 공급 시스템에 이용가능한 전력이 갑자기 필요한 경우에 대처하기 위하여 작동할 수 있는 공통의 특징을 가지고 있다. 따라서, AC 및 DC 전력 공급 시스템은 요구 사항에 만족하기 위하여 양 전력 공급 시스템으로부터 전력을 사용할 수 있도록 설계된다.
본 발명은 일반적인 형태로, 다음과 같은 예로서 설명될 수 있다:
수상 함정의 적외선(IR) 신호를 최소화하기 위하여, 디젤 엔진 및 가스 터빈 또는 그들 중 어느 하나로부터 온 배기 가스는 수선 아래의 압력 감소 영역(감압=흡입(suction))을 이용하여 하나 또는 그 이상의 워터 제트 장치과 결합한 공통축 배기 가스 노즐 세그먼트 등을 통하여 물/ 배기 가스 혼합물로서 분산되어야 한다. 전기 회로 배열은 상기 워터 제트 장치용 전력의 생성을 위하여 전기 발생기를 구동하는 디젤 엔진 및 가스 터빈 또는 그들 중 어느 하나의 시동 전에, 전기 추진 모터가 시동됨으로써 구동되는 워터 제트 장치이 시동되도록 한다. 공통축 배기 가스 노즐 세그먼트 등에 적합한 감압 영역이 형성될 때까지 워터 제트 장치용 전력이 증가된다. 이때 단지 디젤 엔진 및 가스 터빈 또는 그들 중 어느 하나가 시동되면, 상기 배기 가스가 직접 공통축 배기 가스 노즐 세그먼트로 지나가도록 배기 가스가 공급된다. 디젤 엔진 및 가스 터빈 또는 이들 중 어느 하나가 가속될 때, 상기 발생기는 워터 제트 장치 모터용 전력 공급을 시작한다. 워터 제트 장치의 전력은 그들의 최대 가능 전력 수준까지 증가될 수 있다. 이는 워터 제트 장치 대신에 사용될 수 있는 고속 프로펠러 추진 시스템에 동일하게 적용될 수 있고, 이때 공통축 배기 가스 노즐 세그먼트가 축선 배기 가스 노즐 세그먼트에 의해 대체가능하다.
전기 회로 배열은 다음과 같이 설계된다:
1 내지 n 개의 연료 전지 시스템(BZA)(예컨데 도 1에서는 4개의 연료 전지 시스템(BZA)으로 도시되었음)은 추진 및 선박 전력 공급 시스템에 어떠한 발산없이 전력을 공급한다. BZA는 DC전압의 형태로 그 전력을 생산한다. BZA는 일반적으로 예로서 도면에서 하나 또는 그 이상의 전기 스티어링 프로펠러 추진 시스템, 무기 시스템 및 선박 전력 공급 시스템으로 나타난, 순항 속도 추진 시스템에 전력을 공급한다. 디젤 엔진 및 가스 터빈 또는 그들 중 어느 하나에 의해서 구동되는 하나 또는 그 이상의 AC 발전기는 도면에서 선박용 워터 제트 장치인, 추가 추진 시스템을 위한 전기 추진 모터에 전력을 공급한다.
하나 또는 그 이상의 정적 DC/AC 변환기는 하나 이상의 DC 분배 모선(DC distribution busbar) 및 하나 이상의 AC 분배 모선의 사이에 배열된다. 전력은 이러한 변환기를 통하여 DC 분배 모선으로부터 AC 분배 모선으로 흐를 수 있고 그 역도 가능하다. 예를 들어, 적외선 발산을 최소화하기 위하여, 상기 워터 제트 장치는 BZA로부터의 전력에 의해 시동될 수 있다. 추가적으로, 예를 들어, BZA의 손상이 발생한 경우와 같은 긴급 상황에서, 비록 이 경우에는 IR신호가 최소화되지 않을 수 있으나 DC 전력 공급 시스템은 AC 발전기로부터 전력이 공급될 수 있고, 이 때 상기 AC 발전기는 디젤 엔진 및 가스 터빈 또는 이들 중 어느 하나에 의해서 구동된다.
상기 선박의 작동 모드가 워터 제트 장치 추진 시스템으로부터 순항 속도 추진 시스템으로 변할 때, 반대 절차가 최소화된 IR 신호를 구비한 작동에 적용된다. 워터 제트 장치의 전력은 공통축 배기 가스 노즐 세그먼트에서 상기 디젤 엔진 및 가스 터빈 또는 그들 중 어느 하나로부터 온 배기 가스의 배기 흡입/소실을 위하여 충분히 감소된 압력이 존재하는 정도로 감소된다. DC/AC 변환기가 활성화되고, 전력 공급은 BZA로부터 워터 제트 장치 또는 제트 엔진들로 이송된다. AC 발전기의 전력은 0까지 감소되고, 그들은 AC 분배 모선으로부터 접속이 해제된다. 이 때 디젤 엔진 및 가스 터빈 또는 이들 중 어느 하나는 속도가 떨어져 꺼진다. 이와 마찬가지로 워터 제트 장치의 전력은 0까지 감소되고, 그들은 꺼질 수 있다.
따라서 수상 함정의 적외선 신호는 또한 고속 추진 시스템이 켜지고 꺼지는 상태(phase)에서 최소화된다. 따라서, 연료 전지 추진 시스템을 이용한 순항 속도에서나 또는 매우 높은 속도로 전이되는 상태 중과 같이 비교적 긴 범위로부터, 또는 매우 고속으로부터 순항 속도로 되돌아가거나, 또는 매우 높은 속도로 운행할 때, 본 발명에 따라 필요한 장비들이 구비된 선박의 위치를 감지하기 위하여 적외선 센서를 사용하는 것는 불가능하다.
본 발명은 도면을 참조하여 더 자세하게 설명되고, 도면으로부터 본 발명의 상세한 내용들이 확실하게 나타나고, 동일한 방법으로 종속항으로부터도 더욱 확실하게 나타난다.
세부적으로, 도면에서:
도 1은 시스템의 상세 요소들을 구비한 수상 함정에 대하여 낮은 적외선 신호를 갖는 추진 시스템을 외형선으로 도시하고 있고, 그리고,
도 2는 전력 공급 시스템의 원리를 도시하고 있는 도면이다.
도 1에서 참조 번호(1, 2, 3 및 4) 각각은 높은 작동 온도에서 또다른 연료 전지와 결합한 PEM 전지 블록의 조합 또는 단일 PEM 전지 블록을 선택적으로 포함할 수 있는 연료 전지 유닛을 나타낸다. 두개의 다른 연료 전지의 기능적인 조합은 이와 같은 조합에서 생산된다. 연료 전지 시스템(1, 2, 3 및 4)에 의해서 생산된 전력은, 필요한 경우, 또한 조합될 수 있는 전기 DC 스위칭 시스템(5, 6)으로 전달되고, 이러한 경우에 두개의 DC스위칭 시스템(전기 메커니즘)이상이 또한 안전성, 신뢰성 및 여분의 필요 조건에 따라 배열될 수 있고, DC/AC 변환기(7, 8)를 통하여 상기 DC 스위칭 시스템으로부터 전기 스위칭 시스템(9), AC 스위칭 시스템으로 이동한다. 워터 제트 장치(17)를 위한 발전기(10) 및 전기 모터(15) 모두는 전기 스위칭 시스템(9)에 의해 스위칭된다. 발전기(10)는 가스 터빈(11)에 연결되고, 그 배기 가스는 선택적으로, 특별한 경우에는-스위칭 장치(12)에 의해 스위칭 가능하게 배기 가스 라인(13)을 통하여-대기로 이동하거나 또는 일반적으로 배기 가스 라인(14)을 통하여 워터 제트 장치(17)의 공통축 배기 가스 노즐 세그먼트(18)로 이동된다. 추진 샤프트(16)는 전기 모터(15)와 워터 제트 장치(17)의 사이에 배열된다. 상기 워터 제트 장치(17)안으로의 워터 제트 장치 입구는 화살표(19)로 지시되고, 상기 워터는 상기 워터 배기 가스 콘(20)에서 제트 엔진(17)을 떠난다. 선박의 하부 에지는 도면번호(21)로 나타난다. 도시된 바와 같이, 워터 제트 장치는 수선 하에 위치하고, 일반적으로, 5 내지 12m사이이다. 극복되어야 하는 수압은 이와 관련된다.
도 2에서, 도면번호(22, 23)는 각각 DC 모선(DC busbar)을 가리키고, 이러한 모선은 연료 전지 유닛(26, 27, 28 및 29) 사이에서 연장된다. DC 모선(22, 23)으로부터 온 전력은 변환기(40, 41)를 구비한 연결 라인(24, 25)을 통하여 AC 모선(30)으로 전달되고, 예로서 도시된 스티어링 프로펠러(33)는 DC 모선(23)에 연결되고, 인버터(31)를 통하여 전력이 공급되고, 예로서 도시된 또 다른 스티어링 프로펠러(36)는 이와 마찬가지로 인버터(32)를 통하여 전력이 공급된다. 물론 일반적인 프로펠러 추진 시스템이 스티어링 프로펠러 대신에 사용가능하다.
AC 모선(30)은 발전기(34, 36)에 의해서 전력이 공급되고, 상기 발전기는 가스 터빈(35, 38)에 의해서 구동된다. 워터 제트 장치 쌍(43, 44)은 AC 모선(30)으로부터 전력이 공급된다. 단지 지시된 형태로만 도시된 다른 스위칭 장치는 도 2에서 예로서 개별적인 모선들 사이에, 그리고 그들의 부분 사이에 위치한다. 보우 트러스터(bow thruster)(42)는 또한 DC모선(22)에 연결되는데, 이는 전력 수준이 낮기 때문에 드물게 사용되고, DC 전력 공급 시스템으로부터 전력이 공급될 수 있다. 비록 도 2에서는 주요부분만이 도시되어 있으나 DC 모선(22, 23)들은 이송 라인(37)에 의해 서로 연결되기 때문에, 전체적으로 이는 완전한 선박 전력 공급 시스템을 이룬다.

Claims (20)

  1. 낮은 IR 신호로서 작동될 수 있는 선박, 특히 함정용 전력 공급 시스템으로서, 상기 선박 전력 공급 시스템 및 일반 속도 추진 시스템용 전력 공급 시스템으로서 연료 전지로부터 공급되는 DC전력 공급 시스템(DC)을 구비하고, 예를 들어, 하나 이상의 가스 터빈 또는 디젤 엔진, 바람직하게는 과급된 디젤 엔진에 의해서 모터 구동되는 발전기, 특히 고속 추진 시스템용 전력 공급을 위한 발전기를 갖춘 AC 전력 공급 시스템을 구비한, "모든 전기 선박(AES)" 형태의 전력 공급 시스템에 있어서,
    상기 AC 및 DC 전력 공급 시스템은 서로 연결되어, 이들 사이에서 전력이 교환될 수 있고, 특히 엔진 드라이브의 시동을 위하여 DC 전력 공급 시스템으로부터 나온 전력이 AC전력 공급 시스템으로 전달되는 것을 특징으로 하는 전력 공급 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 발전기를 위한 엔진 드라이브로부터 온 배기 가스는 상기 선박의 기저부에서 감압 영역으로 안내되고, 상기 고속 추진 시스템에 의해서 직접 또는 간접적으로 가속되는 물에 의해 상기 고속 추진 시스템의 작동동안 감압 영역에서 감압이 생성되는 것을 특징으로 하는 전력 공급 시스템.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 배기 가스는 가스 터빈 또는 디젤 엔진을 사용할 때 고속 추진 시스템으로서 워터 제트 장치용 전기 모터로 전력을 공급하기 위하여 워터 제트 장치의 동심축 배기 가스 노즐 세그먼트 안으로 안내되고, 상기 워터 제트 장치는 상기 선박의 수선 하 10미터까지에서 작동하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 전력 공급 시스템.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 고속 추진 시스템으로서 사용되는 프로펠러 추진 시스템용 전기 모터에 전력을 공급하기 위하여 디젤 엔진을 사용하는 경우, 상기 배기 가스는 수면하 노즐 시스템, 예를 들어 벤츄리 튜브 시스템 또는 환형 가스 출구 노즐 안으로 안내되는 것을 특징으로 하는 전력 공급 시스템.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 엔진 드라이브로부터 상기 수선 위의 출구로 상기 배기 가스에 대한 바이패스가 제공되고, 상기 바이패스는 상기 엔진 드라이브의 시동을 위하여 사용될 수 있는 것을 특징으로 하는 전력 공급 시스템.
  6. 특히 전 항들 중 어느 하나 또는 그 이상에 따른 전력 공급 시스템에 있어서, 상기 DC전력 공급 시스템을 위한 연료 전지들은, 전력이 빠르게 제어될 수 있는, 예를 들어 PEM 전지와 같은 연료 전지들일 뿐 아니라, 예를 들어 DMFC 또는 SOFC 전지들이거나, 또는 상기 PEM 전지 온도(약 80℃) 이상의 온도 범위에서 작동하는 또 다른 전지와 같이 전력이 더 천천히 증가할 수 있는 연료 전지들인 것을특징으로 하는 전력 공급 시스템.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 서로 다른 연료 전지들은, 매체(가스/물)와 열 조합 안에서 작동하고, 상기 DC전력 공급 시스템 안으로 전력을 공동으로 공급하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 시스템.
  8. 제 6 항 또는 제 7항에 있어서, 전력이 빠르게 증가될 수 있는 상기 연료 전지들의 용량은 적어도 고속 추진 시스템의 시동 프로세스가 수행될 수 있도록 설계되는 것을 특징으로 하는 전력 공급 시스템.
  9. 제 6항 내지 제 8항 중 하나 또는 그 이상의 항에 있어서, 서로 다른 동적 응답을 갖는 상기 연료 전지들은 기술적으로 상호작용하는 유닛을 형성하도록 결합되고, 상기 선박의 서로 다른 영역 사이에서 분배되는 것을 특징으로 하는 전기전력 공급 시스템.
  10. 전 항들 중 어느 하나 또는 그 이상의 항에 있어서, 상기 연료 전지들은 감시 및 제어 시스템을 갖춘 DC 스위칭 시스템을 구비하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 시스템.
  11. 전 항들 중 어느 하나 또는 그 이상의 항에 있어서, 상기 고속 추진 시스템용 전력 발생기 유닛은 감시 및 제어 시스템을 갖춘 AC 스위칭 시스템을 구비하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 시스템.
  12. 제 10 항 또는 제 11항에 있어서, 상기 시스템은 상기 배기 가스 공급의 스위칭을 허용하는 배기 가스 공급 시스템에 연결되는 것을 특징으로 하는 전력 공급 시스템.
  13. 전 항들 중 어느 하나 또는 그 이상의 항에 있어서, 상기 AC 감시 및 제어 시스템은 압력 센서, 특히 배기 가스 출구 감압 영역 내의 감압 센서 및 배기 가스 라인 내의 압력 센서에 연결된 것을 특징으로 하는 전력 공급 시스템.
  14. 전 항들 중 어느 하나 또는 그 이상의 항에 있어서, 상기 AC 감시 및 제어 시스템은 밸브 및 플랩 제어 장치들, 그리고 경우에 따라, 위치 센서들에 연결되는 것을 특징으로 하는 전력 공급 시스템.
  15. 전 항들 중 어느 하나 또는 그 이상의 항에 있어서, 상기 AC 감시 및 제어 시스템은 특히 가동 비율 램프들 및 연결 장치들을 구비하고, 특히 지멘스 SIMATIC S7 장치에 기초한 배기 가스 공급 스위치 로직(자동화 시스템)을 구비하고, 상기와 동일한 기술에 기초한 자동화 시스템이 상기 추진 시스템에 제공되는 것을 특징으로 하는 전력 공급 시스템.
  16. 전 항들 중 어느 하나 또는 그 이상의 항들에 있어서, 상기 배기 가스 공급 시스템은 특히 상기 배기 가스의 유동을 감압 영역 밖으로 보내기 위하여 및/또는 시동 프로세스동안 상기 배기 가스의 유동을 가속하기 위하여 압축 가스 공급 시스템을 구비한 것을 특징으로 하는 전력 공급 시스템.
  17. 전 항들 중 어느 한 항 또는 그 이상의 항들에 있어서, 상기 시스템은 각각의 감시 및 제어 시스템을 구비한 AC 및 DC 스위칭 시스템보다 더 높은 레벨에서 작동하는 제어 시스템을 구비하고, 상기 더 높은 레벨의 제어 시스템은 특히 전력 발생기 및 부하의 서로 다른 동적 반응에 대하여, 모든 전력 발전기 및 서로에 대한 부항의 전력 생산 및 전력 소비에 매칭하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 시스템.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 AC 및 DC 스위칭 시스템은 예를 들어, 고 에너지 무기들이 사용될 때와 같이 DC 전력 공급 시스템에서의 전력 요청이 높은 경우, AC전력 공급 시스템으로부터 DC전력 공급 시스템으로 전력의 최대량이 공급될 수 있도록 설계되는 것을 특징으로 하는 전력 공급 시스템.
  19. 제 17항 또는 제 18항에 있어서, 상기 AC 및 DC 요소, 특히 스위칭 시스템들은, 전력 생산을 위한 연료 전지가 전체적으로 또는 부분적으로 손상된 경우에, 상기 AC 전력 공급시스템으로부터 연속적으로 상기 DC 전력 공급 시스템에 전력이 공급될 수 있도록 설계된 것을 특징으로 하는 전력 공급 시스템.
  20. 전 항들 중 어느 한항 또는 그 이상의 항들에 있어서, 상기 DC 전력 공급 시스템은 예를 들어 재충전가능한 배터리 뱅크 또는 플라이휠 에너지 저장소와 같은 고-동적반응 에너지 저장소를 구비한 것을 특징으로 하는 전력 공급 시스템.
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