KR20090051150A - 선박의 에너지소모 최적화 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체 - Google Patents
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Abstract
선박의 연료절감의 최적화 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관하여 개시한다.
본 발명에 따른 에너지소비 최적화 시스템은 선박에 설치 되어 있는 엔진, 발전기, 보일러, 기타 내연기관의 가동 조건별 연료소모율을 근거로 항진(Ballast , Load)시 연료소비를 최적화할 수 있는 컴퓨터 시스템으로 선박 주요 기기의 특성치 정보, 주요기기의 공장 시운전시 연료소모율 정보, 선박출하 시운전시 연료소모율 정보, 선박의 최초 3항차 운항시 연료소모율 정보, 직전 10항차 운항시 연료소모율 정보, 선박의 주요 항로코스의 항진거리,항만거리,항해거리정보 등을 관리하고, 항차별 운항계획 수립 기능, Slip치를 감안하고, 잔여거리,잔여시간을 반영한 최적 RPM(Revolution Per Minute) Order를 시뮬레이션 하는 기능, 운항실적을 입력하는 기능, 운항실적을 분석하는 기능, 연료 절감실적 산출 기능, 연료소모율 분석으로 연료소모의 근본적인 원인 보고기능 등으로 구성된다.
ECOS, 선박, 연료절감, 선박연료절감, 연료소모율개선
Description
본 발명은 선박에 설치 되어 있는 엔진, 발전기, 보일러, 기타 내연기관의 가동 조건 별 연료소모율을 근거로 항진(Ballast , Load)시 연료소비를 최적화할 수 있는 컴퓨터 시스템에 관한 것으로 선박 주요 기기의 특성치 정보, 주요기기의 공장 시운전시 연료소모율 정보, 선박출하 시운전시 연료소모율 정보, 선박의 최초 3항차 운항 시 연료소모율 정보, 직전 10항차 운항 시 연료소모율 정보 등에 의한 현 상황에서의 조건별 부하 산출기능, 부하별 적정 연료 소모량 산출 기능, 선박의 주요 항로코스의 항진거리,항만거리,항해거리정보 등을 관리하고, 항차별 운항계획 수립 기능, Slip치를 감안하고, 잔여거리, 잔여시간을 감안한 최적 RPM Order 시뮬레이션 기능, 운항실적을 입력 및 분석하는 기능, 연료 절감실적 산출 기능, 연료소모율 분석으로 연료소모의 근본적인 원인 보고기능 등으로 구성된다.
종래에 비해 엔진의 대형화/고속화가 이루어져 연료소모량이 획기적으로 늘어나고 있고, 각종 기기의 공장 출하 시 정의된 특성치(연료소모율)를 참조하고 선.기장의 경험적. 주관적인 판단에 의해 가동함으로써 연료를 과다하게 소모하는 경향이 있었고, 본사 운항관리부에서는 현장의 정확한 실태를 파악할 수 없어 연료절감을 효율적으로 관리하지 못하고 있었음.
일반적으로, 선박이라 함은 넓게는 물 위의 교통기관을 총칭하지만, 단순히 목재나 대나무 등을 엮어 묶은 것은 뗏목이라 하여 구별하고, 특히 길이가 짧은 몇m의 소형선은 주(舟)·정(艇)·단정(端艇) 등으로 부르고 그 보다 큰 것을 배.선박이라고 부르며 '박(舶))'이라는 글자는 거선(巨船)을 의미한다. 또한 'ship'은 대형선을 의미하고 범선(帆船)시대의 항양선(航洋船을 대표하는 3개 또는 4개의 돛대를 가진 횡범선(橫帆船)의 호칭이고, 'Vessel'은 용기(容器)라는 뜻이며 대소에 관계없이 모든 배의 총칭으로 사용된다. 선박의 정의는 영국선급협회(Lloyd's Register of Shipping)가 배의 통계자료로 채택하고 있는 총 톤수 100 ton 이상의 강선(鋼船)을 선박으로 취급하고 있다. 배는 육상의 기차,전차,자동차, 공중의 항공기에 비해 속력이 느린 단점은 있지만, 일시에 대량의 화물을 수송할 수 있어 운임이 싸다는 점에서 세계 물자소송의 절반 이상이 해상수송에 의존하고 있다.
본 발명은 선박에 설치되어 있는 각종 내연기관의 장기간 사용으로 진부화(陳腐化), 노후화(老朽化)에 따른 연료소모율의 변화와, 회사 운항관리부의 담당자 및 선박의 근무자들의 경험 및 주관에 의한 가동에 따른 연료소모율의 변화와, 효율적인 예방정비활동에 따른 연료 소모율의 변화, 운송 화물량에 따른 중량, 풍향, 풍속, 해류방향, 해류속도, 파고 등의 운항환경에 따른 엔진 가동조건을 결정하고, 묘박지, 부두에 정박 중에는 발전기,보일러, 절탄기 등의 가동조건을 적절히 조절함으로써 연료사용량을 최적화하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 선박에 설치 되어 있는 각종 내연기관의 연료소모 관련 특성치 정보와 운항코스 정보를 관리하고, 선박의 항차별 운항 계획 수립 및 운항구간간 연료소모 변수요인을 감안한 최적 RPM 오더를 시뮬레이션을 통해 최적화하고, 실제 운항결과를 분석하여 손실율, 절감율 등을 산출하고, 손실 발생에 대해서 근본원인을 시스템적으로 도출하여 관련자에게 통보함으로써 연료절감을 지속적으로 시행할 수 있게 하는 것에 특징이 있다.
본 발명에서는 선박의 운항 조건을 고려하여 최적의 RPM으로 운항을 하게 함 으로써 본선의 실무자인 선.기장의 주관적인 판단과 회사의 운항관리부 및 공무부 근무자의 주관에 의하여 엔진의 RPM과 Speed를 결정하여 운항하는 것보다 최소 15% 이상 연료 절감효과를 가질 수 있다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 에너지소비최적화 시스템의 운영 개념을 설명하는 것으로 고객(선박소유주 또는 용선주) 과 에너지 소비최적화 시스템 사용 계약 체결 후 보유 선박의 기준정보를 Web Server에 저장한 이후 해당 선박으로부터 Noon/Port Report를 선박근무자 또는 본사 운항관리부에서 인터넷을 통해 입력하거나 서버 운영자가 이메일을 통해 접수하여 입력후 해당 선박 엔진의 특성치와 Noon Report상의 Slip정보를 참조하여 시뮬레이션을 통해 최적화된 RPM 오더를 인터넷 또는 이-메일로 회사 운항관리부의 담당자 또는 선박근무자에게 지시하여 연료소비 최적화를 유도함.
도2는 본 발명에 따른 에너지소비최적화 시스템을 나타내는 블록도이다. 도2를 참조하면 본 발명은 에너지소비최적화를 위한 컴퓨터 시스템(100)을 웹 서버에 두고 인터넷(200)을 통해 일반 PC에서 시스템을 사용할 수 있으며, 상기 컴퓨터시스템은(100)은 고객 및 사용자 정보(141), 선박 및 선박의 기기 특성 정보(142), 운항코스 및 운항계획 정보(143), 운항실적정보(144) 등을 저장하는 데이터베이스(140)와 상기 데이터베이스(140)를 관리하는 기준정보 관리모듈(110)과 운항코스 구간별 최적 RPM을 시뮬레이션하는 모듈(120), 운항실적을 입력하고 실적을 분석하는 모듈(130)로 구성된다. 본 시스템에서 사용하는 데이터베이스(140)는 다음과 같은 정보들로 구성된다. 고객/사용자 정보는 고객에 관한 기본정보로서, 회사명,담당자 명, 담당자 연락처, 계약체결일, 계약 유효 시작일, 계약 유효 종료일, 선박 승선근무자 정보를 위한 사용자 ID,사용자명,연락처,e-Mail ID정보들을 포함한다. 선박/기기 특성정보는 선박명칭, 선박건조일, 선.기장,1등 항해사 ID, 연료를 사용하는 주요 기기(엔진,발전기,보일러)의 연료 소모율 산출에 필요한 각종 변수의 고유값 및 시운전(공장 출하, 진수 후 시운전) 결과 연료소모실적과 고객 인수 후 최초 3항차 운항실적 평균치, 에너지 소비최적화 시스템 적용 직전 10항차 운항실적 평균치등의 정보를 포함한다. 운항코스/계획정보는 해당선박의 주 운항코스 즉, 항구간 항해거리, 항진거리, 항만거리 정보와 운항계획 - 항구간 추정 출발 일시, 추정 도착 일시, 항구간 항만거리, 항진거리, 항해거리 등을 포함한다. 운항실적정보는 선박의 운항실적 정보는 운항코스별로 실제 출발시각, 실제 도착시각, 선미홀수, 선수홀수, 기기 별 유종 별 연료 사용실적, 운항 기간 중 연료 공급량 , 기기 가동시간, 도착 및 출발 시 DWT(Dead Weight Tonnage-재화중량), 윤활유 공급 및 사용량 정보 등을 포함한다.
도3은 본 발명에 따른 에너지소비최적화 프로그램의 작동 순서도이다. 이하 도 3을 참조하면서 작동 단계에 따라 에너지 소비 최적화 과정을 설명하도록 한다. 잠재 고객을 발굴하여 고객정보를 등록(S10)한다. 영업활동 결과 에너지소비최적화 시스템 사용 계약을 체결하고 계약 정보를 등록(S20)한다. 계약 정보에는 계약 유 효시작일과 계약 유효 종료일을 관리하여 시스템 적용을 효율적으로 관리한다. 계약 등록 후 고객사의 시스템 운영자, 본선 승선자 등을 사용자로 등록(S30)한다. 고객사의 주요 항로정보를 수집하여 시스템에 등록(S40)하고 본 시스템 적용 선박의 기초 정보를 등록(S50)하고, 선박의 주요 기기별 연료 소모량 산정에 필요한 연료소모 특성치를 등록(S60)한다. 도4는 연료소모 특성치 등록결과를 보여 주는 것이다. 적용 선박의 운항 계획은 운항코스별 출발항구 및 출발 예정 일시와 항만거리, 항진거리, 항해거리를 참조하여 도착항구 및 도착 예정 일시를 결정하여 운항계획을 확정. 등록(S70)한다. 도5는 운항계획을 표시한다. 운항 계획을 수립 후 본선으로부터 Noon Report , Port Report를 접수하여 등록하고 (S80) 운항 종료 여부를 확인(S90)하여 운항 중이면 RPM오더 시뮬레이션(S100)을 수행한다. 도 6은 RPM오더 시뮬레이션의 결과를 보여준다. RPM오더 시뮬레이션 결과 최적 RPM을 확정하여 선.기장에게 지시한다(S110). 항차가 종료되면 운항 실적을 보고(S120)한다. 보고된 운항 실적을 이용하여 운항 실적을 분석(S130)한다. 도7은 운항실적 분석 결과 연료 손실의 근본적인 원인을 보여주고, 도8은 연료손실 결과를 영역별로 그래프로 보여주는 것이다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형실시가 가능할 것인바 그와 같은 변형은 청구항에 기재된 범위를 벗어나지 아니한다.
도 1은 본 발명의 시스템 운영 구성도.
도 2는 본 발명의 시스템 구성도.
도 3 은 본 발명의 모듈의 흐름도
도 4 는 선박 주요 내연기관의 연료소모율 산출을 위한 기준항목별 데이터 표시도면
도 5 는 운항계획 수립의 예를 표시한 도면
도 6 은 최적 RPM 오더를 선택하기 위한 예를 표시한 도면
도 7 은 연료손실에 대한 근본적인 원인을 표시하는 도면
도 8 은 연료 손실량을 해당 영역별로 구분하여 표시하는 도면.
* 도면1의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100 : 컴퓨터 시스템 ( Web Server )
110 : 기준정보 관리 모듈
120 : RPM 오더 최적화 모듈
130 : 운항실적 및 분석 모듈
140 : 데이터 베이스
141 : 고객/사용자 정보 DB
142 : 선박/기기 특성정보 DB
143 : 운항코스/계획정보 DB
144 : 운항실적정보 DB
200 : 인터넷 망 (Web Browser를 통해 데이터 입력,조회,보고서 출력)
Claims (4)
- 에너지소비최적화 시스템 운영을 위한 개별 선박 엔진의 장착 이전의 공장 시운전 및 장착 이후의 해상 시운전, 처녀항해의 최소 3항차 Data 및 정비 이력을 파악하여 선박의 안전 운항과 엔진의 최적상태 유지를 위한 적정 최대 RPM, 적정 최소 RPM, 최적 운항 RPM과 적재하중과 운항조건을 고려한 Slip치 및 각 Slip별 효율을 산출하는 기능과 데이터베이스에 저장하는 방법
- 선박에 설치되어 있는 엔진, 발전기, 보일러의 연료소모율의 상관관계를 분석하여 기기의 적정 최저/최대 경제적 연료소모율을 위한 수치를 산출하고 데이터베이스에 저장하는 방법
- 운항결과 연료손실 발생의 근본적인 원인별 발생율 범위에 따라 기기정비 또는 운항계획 오류, 외부 환경 요인 또는 근무자의 판단 오류, 회사의 관리 시스템의 문제로 구별하여 표시하는 방법
- 운항계획과 청구항 1에서 산출한 적정 최저/최대 RPM 및 최적 운항 RPM과 Slip치를 이용하여 최적 RPM을 시뮬레이션 하는 방법
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A201 | Request for examination |