KR20160095488A - 선박용 하이브리드 충전 장치 - Google Patents

선박용 하이브리드 충전 장치 Download PDF

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Abstract

선박용 하이브리드 충전 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 선박용 하이브리드 충전 장치는 선박의 데크 하우스상에 설치된 솔라셀 모듈과, 상기 솔라셀 모듈을 지지하는 액추에이터 유닛과, 태양광의 위치를 추적하는 센서부와, 상기 센서부에 의해 감지된 태양의 위치에 따라 상기 솔라셀 모듈이 태양을 향하도록 상기 액추에이터 유닛의 작동 상태를 제어하는 솔라셀 제어모듈을 포함하는 태양전지모듈 유닛; 상기 태양전지모듈 유닛과 함께 선박의 이동에 따라 상하 또는 좌우 방향에서 가해지는 파도에 의해 선체에 가해지는 진동 및 충격을 전달받아 전기 에너지가 발생되는 전기 에너지 발생 유닛; 상기 태양전지모듈 유닛과 전기 에너지 발생 유닛에서 발생된 전기 에너지가 저장되는 메인 배터리 유닛; 상기 메인 배터리 유닛에서 공급된 전기 에너지를 공급받아 소모하는 로드 유닛(load unit); 및 상기 선박이 이동 중일 경우 상기 태양전지모듈 유닛 또는 전기 에너지 발생 유닛 중의 어느 하나 또는 모두를 통해 상기 메인 배터리 유닛에 대한 충전이 이루어지도록 제어하고, 상기 선박이 조업을 위해 이동을 중지할 경우 상기 로드 유닛에서 소모되는 전류량에 따라 상기 태양전지모듈 유닛과 전기 에너지 발생 유닛을 통해 입력되는 전기 에너지량을 서로 다르게 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

선박용 하이브리드 충전 장치{Hybrid charging apparatus for ship}
본 발명은 선박에서 조업을 위해 사용되는 양망기의 작동을 위한 회전력을 구동모터로부터 전달받아 사용하고, 해상과 같이 특수한 위치에서 선박이 이동 중이 거나 조업 중일 때 메인 배터리 유닛을 통한 전기 에너지 소모량을 최소화할 수 있는 선박용 하이브리드 충전 장치에 관한 것이다.
최근 자연의 에너지의 사용 비중이 꾸준히 늘어나고 있으며 발전량의 크기도 점점 대형화되고 있어 이를 위한 발전시스템의 용량도 늘어나고 있다.
일반적인 신 재생에너지인 태양광이나 풍력 발전의 경우 불규칙하게 얻어지는 자연에너지로 인하여 발전량이 안정적이지 못하고 사람들로부터 멀리 떨어진 곳에 설치하여야 되는 문제가 있어 추가적인 발전시스템이 고려되고 있다.
예를 들어 선박에는 전기를 소모하는 부하 유닛으로는 선박의 이동을 위해 설치된 엔진 유닛과, 급수 또는 배수를 위한 각종 펌프를 포함하는 펌프 유닛과, 데크 하우스에 구비된 계기판과 각종 램프 또는 각종 어업 작업을 위해 설치된 조명을 포함하는 조명 유닛과, 수중에 서식하는 어류, 오징어 또는 새우 등을 포획하기 위해서 사용하는 그물을 선박에서 자동으로 끌어올리기 위해 사용하는 양망기를 예를 들 수 있다.
상기 선박에는 전술한 부하 유닛에서 소모되는 전기 에너지를 충당하기 위해 메인 배터리(미도시)를 이용하여 상기 엔진 유닛과, 펌프 유닛과, 전기 유닛에서 필요한 전기 에너지를 충당하고 있으나, 특정 유닛에서 사용량이 과도하게 증가될 경우 메인 배터리의 수면이 현저하게 감소되고 안정적으로 전기 에너지를 공급할 수 없는 문제점이 유발되었다.
일 예로 양망기는 작동을 위한 별도의 양망기용 엔진을 설치하여 사용하고 있으나, 상기 양망기용 엔진 또한 가솔린을 연료로 사용하므로 상기 양망기의 작동을 위한 연료에 대한 구매를 위해 경제적 비용이 발생되었다.
이와 같이 양망기에 대한 사용을 위해 발생되는 경제적 비용 증가와 함께 메인 배터리는 부하 유닛의 사용량이 감소될 경우 충전이 안정적으로 이루어져야 하나 상기 메인 배터리의 안정적인 작동을 충분히 어시스트 할 수 있는 동력 발생 유닛이 구비되어 있지 않아 해상에서 전력 부족으로 인한 긴급 상황이 발생될 경우 이를 안정적으로 대처할 수 있는 대응 방안이 필요하게 되었다.
대한민국등록특허 제10-1358852호
본 발명의 실시 예들은 선박이 이동되면서 선체에 가해지는 진동 및 충격을 전달받아 전기 에너지를 발생시켜 발전을 도모하고, 이와 함께 태양광을 이용한 태양전지모듈 유닛을 통해 메인 배터리 유닛에 전기 에너지를 공급할 수 있는 선박용 하이브리드 충전 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선박의 데크 하우스상에 설치된 솔라셀 모듈과, 상기 솔라셀 모듈을 지지하는 액추에이터 유닛과, 태양광의 위치를 추적하는 센서부와, 상기 센서부에 의해 감지된 태양의 위치에 따라 상기 솔라셀 모듈이 태양을 향하도록 상기 액추에이터 유닛의 작동 상태를 제어하는 솔라셀 제어모듈을 포함하는 태양전지모듈 유닛; 상기 태양전지모듈 유닛과 함께 선박의 이동에 따라 상하 또는 좌우 방향에서 가해지는 파도에 의해 선체에 가해지는 진동 및 충격을 전달받아 전기 에너지가 발생되는 전기 에너지 발생 유닛; 상기 태양전지모듈 유닛과 전기 에너지 발생 유닛에서 발생된 전기 에너지가 저장되는 메인 배터리 유닛; 상기 메인 배터리 유닛에서 공급된 전기 에너지를 공급받아 소모하는 로드 유닛(load unit); 및 상기 선박이 이동 중일 경우 상기 태양전지모듈 유닛 또는 전기 에너지 발생 유닛 중의 어느 하나 또는 모두를 통해 상기 메인 배터리 유닛에 대한 충전이 이루어지도록 제어하고, 상기 선박이 조업을 위해 이동을 중지할 경우 상기 로드 유닛에서 소모되는 전류량에 따라 상기 태양전지모듈 유닛과 전기 에너지 발생 유닛을 통해 입력되는 전기 에너지량을 서로 다르게 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 태양전지모듈 유닛은 상기 데크 하우스의 측면에 설치되어 상기 솔라셀 모듈과 함께 상기 메인 배터리 유닛으로 전기 에너지를 제공하는 보조 솔라셀 모듈을 더 포함한다.
상기 솔라셀 모듈이 안착된 메인 프레임의 측면에 설치되고 상기 솔라셀 모듈을 향해 태양광을 조사하기 위한 반사판; 상기 반사판의 길이 방향에 구비되고 상기 메인 프레임의 측면 길이 방향에 삽입된 회전축을 더 포함한다.
상기 액추에이터 유닛은 상기 솔라셀 모듈의 하면에 일단이 연결되고, 타단이 상기 데크 하우스의 상면에 이격된 제1 내지 제n 단위 액추에이터를 포함한다.
상기 제1 내지 제n 단위 액추에이터의 길이 변화에 따라 상기 솔라셀 모듈을 향해 태양광을 조사하는 반사판의 경사 각도가 서로 다른 각도로 유지되도록 상기 회전축을 소정의 각도로 회전시키는 반사판 회전 모터 유닛을 더 포함한다.
상기 액추에이터 유닛은 상기 솔라셀 모듈에 일단이 고정되고 타단이 상기 제1 내지 제n 단위 액추에이터의 선단부와 연결된 힌지 볼을 포함한다.
상기 전기 에너지 발생 유닛은 상기 선박의 선수부 바닥면 상측 또는 내측 테두리에 설치된 다수개의 압전 소자를 갖는 단위 압전체로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 로드 유닛은 선박에 설치된 양망기 또는 각종 펌프를 포함하는 펌프유닛 또는 상기 선박에서 사용되는 각종 램프를 포함하는 조명 유닛인 것을 특징으로 하고, 상기 양망기는 작동을 위해 구비된 구동모터로부터 회전력을 전달받아 작동되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예들은 선박에 설치된 메인 엔진과 더불어 메인 배터리 유닛의 충전에 필요한 전력 소스를 솔라셀 모듈과, 선체에 가해진 진동 및 충격을 이용하여 발전이 이루어지는 압전 소자를 이용하여 항시 안정적으로 공급하여 해상 또는 긴급 상황에 상관 없이 안정적으로 전기 에너지를 사용할 수 있다.
본 발명의 실시 예들은 조업을 위해 사용되는 양망기가 장시간 작동되는 경우에도 메인 엔진을 작동시키지 않고 메인 배터리 유닛에서 전기 에너지를 안정적으로 공급해줄 수 있어 최소한의 연료 소모만 이루어져 경제성이 향상되고, 무한정으로 제공되는 태양 에너지를 통한 발전을 통해 선박의 이동 및 조업에 필요한 전기 에너지를 안정적으로 공급 받을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 선박용 하이브리드 충전 장치를 간략히 도시한 블럭도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양전지모듈 유닛을 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양전지모듈 유닛의 평면도.
도 4의 (a) 내지 (b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양전지모듈 유닛의 작동 상태도.
도 5 내지 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 선박용 하이브리드 충전 장치의 작동 상태도.
본 발명의 일 실시 예에 따른 선박용 하이브리드 충전 장치에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 참고로 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 선박용 하이브리드 충전 장치를 간략히 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양전지모듈 유닛을 도시한 사시도 이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양전지모듈 유닛의 평면도 이고, 도 4의 (a) 내지 (b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양전지모듈 유닛의 작동 상태도 이다.
첨부된 도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 의한 선박용 하이브리드 충전 장치(1)는 주로 소형 선박 또는 중형 선박에서 사용하는 것으로 한정하여 설명하나 대형 선박 또는 바다에서 이동이 이루어지는 다른 이동 수단 또는 어업을 위해 사용되는 다양한 선박에 모두 적용시켜 사용할 수 있으며 특별히 도면에 도시된 선박과 구성으로 한정하지 않는다.
선박용 하이브리드 충전 장치(1)는 태양전지모듈 유닛(100)과, 전기 에너지 발생 유닛(200)과, 메인 배터리 유닛(300)과, 로드 유닛(400) 및 제어부(500)를 포함하여 구성된다.
태양전지모듈 유닛(100)은 선박의 데크 하우스(5)상에 설치된 솔라셀 모듈(110)과, 상기 솔라셀 모듈(110)을 지지하는 액추에이터 유닛(120)과, 태양광의 위치를 추적하는 센서부(130)와, 상기 센서부(130)에 의해 감지된 태양의 위치에 따라 상기 솔라셀 모듈(110)이 태양을 향하도록 상기 액추에이터 유닛(120)의 작동 상태를 제어하는 솔라셀 제어모듈(140)을 포함한다.
솔라셀 모듈(110)은 다수개의 셀을 직렬 또는 병렬로 연결하여 태양광 아래서 일정한 전압과 전류를 발생시키기 위해 사용되는데, 용도에 따라서 여러 가지 형태로 제작되며 본 실시 예에서는 결정질 실리콘 태양전지모듈이 사용되는 것으로 한정하나 다른 태양전지모듈이 사용되는 것도 가능함을 밝혀둔다.
결정질 실리콘 태양전지모듈은 여러 개의 셀을 잘라 서로간에 직렬 또는 병렬로 연결시켜 배치하고, 상기 셀이 외부충격이나 악천후로부터 보호하기 위해 메인 프레임 안에 배치한다.
솔라셀 모듈(110)은 상면에 표면유리(미도시)가 설치되고 상기 표면유리 자체의 반사 손실을 최대한 줄이기 위해 표면 반사율이 낮은 저 철분 강화유리를 사용하며, 충진제는 보통 EVA(Ethylene Vinyl Acetate)(미도시)를 사용하는데 상기 EVA는 깨지기 쉬운 셀을 보호하는 역할을 한다.
상기 솔라셀 모듈(110)은 휘어지는 플렉시블 모듈, 지붕기와 형 모듈, 원형모듈, 삼각형모듈과 같이 다양한 형태 중의 어느 한 형태가 선택적으로 사용되며 특별히 특정 모듈로 한정하지 않는다.
액추에이터 유닛(120)은 메인 프레임(104)의 하면 모서리 위치에 일단이 연결되고, 타단이 데크 하우스(5)의 상면에 고정된 제1 내지 제n 단위 액추에이터(120a ~120n)를 포함하는데, 상기 제1 내지 제n 단위 액추에이터(120a ~120n)는 단위 실린더에 단위 피스톤이 삽입된 형태로 구성되고 유압으로 작동될 수 있다.
제1 내지 제n 단위 액추에이터(120a ~120n)는 솔라셀 모듈(110)을 태양광의 위치에 따라 좌측 또는 우측의 경사진 기울기가 조정되도록 서로 다른 길이로 신장된다.
솔라셀 모듈(110)이 안착된 메인 프레임(104)의 측면에 설치되고 상기 솔라셀 모듈(110)을 향해 태양광을 조사하기 위한 반사판(112)과, 상기 반사판(112)의 길이 방향에 구비되고 상기 메인 프레임(104)의 측면 길이 방향에 삽입된 회전축(114)을 더 포함한다.
반사판(112)은 태양광이 솔라셀 모듈(110)로 집중되도록 태양광을 조사하는데, 선박이 위치된 해상의 기상 상황이 태양광을 전달받기 어려울 경유에 특히 보다 많은 양의 태양광을 상기 솔라셀 모듈(110)로 반사시켜 태양전지모듈 유닛(100)에서 전기 에너지를 안정적으로 발전할 수 있도록 하여 한정된 솔라셀 모듈(110)의 크기에서 최대한의 발전을 실시할 수 있다.
반사판(112)은 메인 프레임(104)의 길이 방향에 삽입된 회전축(114)을 매개로 회전 가능하게 설치되는데, 상기 제1 내지 제n 단위 액추에이터(120a ~120n)의 길이 변화에 따라 상기 솔라셀 모듈(110)을 향해 태양광을 조사하는 반사판(112)의 경사 각도가 서로 다른 각도로 유지되도록 상기 회전축(114)을 소정의 각도로 회전시키는 반사판 회전 모터 유닛(103)이 구비된다.
반사판 회전 모터 유닛(103)은 단위 반사판에 모두 설치될 수 있으며 솔라셀 제어모듈(140)에 의해 제1 내지 제n 단위 액추에이터(120a ~120n)의 신장에 따라 서로 다른 각도로 단위 반사판의 회전 각도가 서로 다르게 제어된다.
예를 들어도 솔라셀 모듈(110)이 경사진 상태로 위치될 경우 단위 반사판은 경사진 솔라셀 모듈(110)을 향해 최대한 많은 양의 태양광이 조사되도록 반사판 회전 모터 유닛(103)에 의해 회전되어 태양광을 솔라셀 모듈(110)로 조사할 수 있다.
따라서 솔라셀 모듈(110)과 반사판(112)을 통해 보다 많은 양의 태양광을 통한 발전이 이루어질 수 있으며 이와 같이 생산된 전기 에너지는 메인 배터리 유닛(300)으로 저장된다.
태양전지모듈 유닛(100)상기 데크 하우스(5)측면에 설치되어 상기 솔라셀 모듈(110)함께 상기 메인 배터리 유닛(300) 전기 에너지를 제공하는 보조 솔라셀 모듈(110a)더 포함하는데, 상기 보조 솔라셀 모듈(110a)은 태양전지모듈 유닛(100)을 통한 전기 에너지 발생량의 부족분을 메인 배터리 유닛(300)으로 제공하여 모다 안정적인 전기 에너지 발생을 도모하여 후술할 로드 유닛(400)에서 다량의 전기 에너지가 소모되는 경우에도 안정적인 발전을 가능하게 한다. 참고로 보조 솔라셀 도듈(110a)은 전술한 위치 이외에도 다른 위치에 설치 가능하며 염분에 의해 손상이 방지되도록 투명하게 형성된 별도의 커버(미도시)가 씌워진다.
액추에이터 유닛(120)은 상기 솔라셀 모듈(110)에 일단이 고정되고 타단이 상기 제1 내지 제n 단위 액추에이터(120a ~120n)의 선단부와 연결된 힌지 볼(122)을 포함하는데, 상기 힌지 볼(122)은 솔라셀 모듈(110)이 데크 하우스(5)에 수평 상태로 위치되어 있다가 상기 제1 내지 제n 단위 액추에이터(120a ~120n)의 신장에 의해 경사지게 위치될 경우 솔라셀 모듈(110)의 모서리 위치에서 힌지 볼(122)이 상대 이동되면서 솔라셀 모듈(110)의 경사진 상태를 안정적으로 유지할 수 있다.
따라서 솔라셀 모듈(110)이 태양광을 향해 다양한 각도로 경사지는 경우에도 힌지 볼(122)에 의해 경사진 상태가 안정적으로 유지된다.
센서부(130)는 태양광의 위치를 추적하여 솔라셀 제어모듈(140)로 감지 데이터를 전송하고, 상기 솔라셀 제어모듈(140)은 수신된 감지 데이터에 따라 제1 내지 제n 단위 액추에이터(120a ~120n)의 작동 상태 중 신장 길이를 제어하여 태양광을 바라보도록 제어한다.
솔라셀 제어모듈(140)은 선박이 해상에서 조업을 실시할 경우 현재 위치한 지역의 현재 기상 정보 데이터와, n시간 이후의 기상 정보 데이터에 따라 상기 액추에이터 유닛(120)의 작동 상태를 제어하는 통신 모듈(142)을 더 포함하고, 상기 선박이 위치된 기상 정보 데이터를 통해 실시간으로 변화되는 해상 상황에서 최적의 태양광을 통한 태양전지모듈 유닛(100)을 통한 발전이 가능하도록 작동된다.
전기 에너지 발생 유닛(200)은 상기 태양전지모듈 유닛(100)과 함께 선박의 이동에 따라 상하 또는 좌우 방향에서 가해지는 파도에 의해 선체에 가해지는 진동 및 충격을 전달받아 전기 에너지를 발생시켜 메인 배터리 유닛(300)으로 공급한다.
전기 에너지 발생 유닛(200)은 선박의 선수부 바닥면 상측 또는 내측 테두리에 설치된 다수개의 압전 소자를 갖는 단위 압전체로 이루어지며, 위치는 전술한 위치로 한정하지 않고 다른 위치에 설치되는 것도 가능하다. 또한 진동이 발생되는 펌프유닛 또는 샤프트에 설치될 수 있다.
첨부된 도 4의 (a) 를 참조하면, 예를 들어 태양이 도면에 도시된 위치에 위치해 있을 경우 제1 내지 제n 단위 액추에이터(120a ~120n)는 도면에 도시된 상태로 외측을 향해 신장된 길이가 서로 다르게 작동되고 솔라셀 모듈(110)은 상기 태양을 향해 소정의 각도로 경사지게 바라보도록 위치되므로 보다 많은 양의 태양광을 전달받아 발전이 이루어진다. 따라서 후술할 메인 배터리 유닛(300)에 다량의 전기 에너지를 안정적으로 공급할 수 있어 발전을 통한 메인 배터리 유닛(300)의 저장 효율이 향상된다.
첨부된 도 4의 (b)를 참조하면, 예를 들어 태양이 도면에 도시된 위치에 위치해 있을 경우 제1 내지 제n 단위 액추에이터(120a ~120n)는 도면에 도시된 상태로 외측을 향해 신장된 길이가 서로 다르게 작동되고 솔라셀 모듈(110)은 상기 태양을 향해 소정의 각도로 경사지게 바라보도록 위치되므로 보다 많은 양의 태양광을 전달받아 발전이 이루어진다.
첨부된 도 1 또는 도 5 내지 도 6을 참조하면, 메인 배터리 유닛(300)은 태양전지모듈 유닛(100)과 전기 에너지 발생 유닛(200)에서 발생된 전기 에너지가 저장되며, 파워 릴레이(2)의 접점에 의해 태양전지모듈 유닛(100)과 전기 에너지 발생 유닛(200)에서 발생된 전기 에너지가 선택적으로 저장되거나 로드 유닛(400)에서 사용되도록 공급된다. 메인 배터리 유닛(300)은 1개 또는 복수개로 구성 가능하며 특별히 개수를 한정하지 않는다.
로드 유닛(load unit)(400)은 상기 메인 배터리 유닛(300)에서 공급된 전기 에너지를 공급받아 소모가 이루어지며, 일 예로 선박에 설치된 양망기 또는 각종 펌프를 포함하는 펌프유닛 또는 상기 선박에서 사용되는 각종 램프를 포함하는 조명 유닛인 것을 특징으로 한다.
선박은 어업을 통한 생산 활동을 위해 전술한 펌프유닛과 조명 유닛이 구비되고, 상기 펌프유닛은 배수 펌프를 일 예로 들 수 있으며 선박의 선미에 생성되는 응축수를 선외로 배출하기 위해 사용된다.
조명 유닛은 선체의 외측 길이 방향을 따라 다수개가 설치되고, 조명을 밝혀 어업을 하는 선박의 경우 상기 조명 유닛으로 소모되는 전기 에너지가 상당하므로 상기 조명 유닛으로 공급되는 전기 에너지를 안정적으로 공급하는 것은 상당히 중요하다고 할 수 있다.
이와 더불어서 선박에 설치된 양망기는 해저에 위치된 그물을 선체로 끌어올리기 위해 사용되는 장비로서, 상기 양망기는 메인 엔진(4)에서 발생된 회전력을 전달받아 사용하고 있으나 본 실시 예에서는 메인 배터리 유닛(300)에서 공급된 전기 에너지로 작동되는 구동모터(10)를 이용하여 상기 양망기에 대한 작동을 실시한다.
특히 양망기는 장시간 사용될 경우에도 메인 엔진(4)을 가동하지 않고서도 메인 배터리 유닛(300)에 저장된 전기 에너지를 사용할 수 있어 유류비 절감과 사용 시간이 연장되므로 경제적 효과가 현저하여 조업 도중 전기 에너지가 부족해지는 현상이 사전에 예방된다. 구동모터(10)는 DC모터가 사용되나 다른 모터가 사용되는 것도 가능함을 밝혀둔다.
제어부(500)는 상기 선박이 이동 중일 경우 상기 태양전지모듈 유닛(100) 또는 전기 에너지 발생 유닛(200) 중의 어느 하나 또는 모두를 통해 상기 메인 배터리 유닛(300)에 대한 충전이 이루어지도록 제어하고, 상기 선박이 조업을 위해 이동을 중지할 경우 상기 로드 유닛(400)에서 소모되는 전류량에 따라 상기 태양전지모듈 유닛(100)과 전기 에너지 발생 유닛(200)을 통해 입력되는 전기 에너지량을 서로 다르게 제어한다.
예를 들어 선박이 이동 중일 경우 메인 엔진(4)의 작동에 따라 메인 배터리 유닛(300)으로 일부의 전기 에너지가 발전기(미도시)를 통해 공급되고, 이와 동시에 태양전지모듈 유닛(100)과 전기 에너지 발생 유닛(200)을 통해 동시에 상기 메인 배터리 유닛(300)으로 공급된다.
이와 동시에 선박은 조업을 위해 특정 위치로 이동하면서 파도에 의해 선체에 진동 및 충격이 전달되고, 전기 에너지 발생 유닛(200)에 구비된 압전 소자에서 생성된 전기 에너지가 메인 배터리 유닛(300)으로 공급된다.
이와 같이 메인 엔진이 작동되면서 메인 배터리 유닛(300)에 대한 충전은 상기 태양전지모듈 유닛(100)과 전기 에너지 발생 유닛(200)을 통해 안정적으로 이루어지므로 로드 유닛(400)을 통해 다량의 부하(Load)가 발생되기 이전에 상기 메인 배터리 유닛(300)에 저장 가능한 최대 용량까지 전기 에너지가 저장된다.
선박이 조업을 위해 특정 위치에 위치되고 메인 엔진이 오프된 상태에서 양망기와 펌프 유닛 및 조명 유닛이 모두 동시에 사용되는 경우에는 메인 배터리 유닛(300)에 기 저장된 전기 에너지가 양망기를 작동시키는 구동모터(10)와 펌프 유닛 및 조명 유닛을 향해 안정적으로 공급되어 메인 엔진(4)의 가동을 통한 메인 배터리 유닛(300)의 충전 없이 조업을 실시할 수 있다.
따라서 장시간 조업을 실시하는 경우에도 메인 엔진(4)의 가동에 따른 디젤유의 소모를 유발하지 않아 불필요한 연료 소모를 줄여 경제적인 조업이 가능해진다. 참고로 스타터 배터리(3)는 메인엔진(4)이 작동될 경우 충전이 이루어진다.
이상, 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
4 : 메인 엔진
10 : 구동모터
100 : 태양전지 모듈 유닛
112 : 반사판
200 : 전기 에너지 발생 유닛
300 : 메인 배터리 유닛
400 : 로드 유닛
500 : 제어부
110 : 솔라셀 모듈
120 : 액추에이터 유닛

Claims (9)

  1. 선박의 데크 하우스상에 설치된 솔라셀 모듈과, 상기 솔라셀 모듈을 지지하는 액추에이터 유닛과, 태양광의 위치를 추적하는 센서부와, 상기 센서부에 의해 감지된 태양의 위치에 따라 상기 솔라셀 모듈이 태양을 향하도록 상기 액추에이터 유닛의 작동 상태를 제어하는 솔라셀 제어모듈을 포함하는 태양전지모듈 유닛;
    상기 태양전지모듈 유닛과 함께 선박의 이동에 따라 상하 또는 좌우 방향에서 가해지는 파도에 의해 선체에 가해지는 진동 및 충격을 전달받아 전기 에너지가 발생되는 전기 에너지 발생 유닛;
    상기 태양전지모듈 유닛과 전기 에너지 발생 유닛에서 발생된 전기 에너지가 저장되는 메인 배터리 유닛;
    상기 메인 배터리 유닛에서 공급된 전기 에너지를 공급받아 소모하는 로드 유닛(load unit); 및
    상기 선박이 이동 중일 경우 상기 태양전지모듈 유닛 또는 전기 에너지 발생 유닛 중의 어느 하나 또는 모두를 통해 상기 메인 배터리 유닛에 대한 충전이 이루어지도록 제어하고, 상기 선박이 조업을 위해 이동을 중지할 경우 상기 로드 유닛에서 소모되는 전류량에 따라 상기 태양전지모듈 유닛과 전기 에너지 발생 유닛을 통해 입력되는 전기 에너지량을 서로 다르게 제어하는 제어부를 포함하는 선박용 하이브리드 충전 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 태양전지모듈 유닛은,
    상기 데크 하우스의 측면에 설치되어 상기 솔라셀 모듈과 함께 상기 메인 배터리 유닛으로 전기 에너지를 제공하는 보조 솔라셀 모듈을 더 포함하는 선박용 하이브리드 충전 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 솔라셀 모듈이 안착된 메인 프레임의 측면에 설치되고 상기 솔라셀 모듈을 향해 태양광을 조사하기 위한 반사판;
    상기 반사판의 길이 방향에 구비되고 상기 메인 프레임의 측면 길이 방향에 삽입된 회전축을 더 포함하는 선박용 하이브리드 충전 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 액추에이터 유닛은,
    상기 솔라셀 모듈의 하면에 일단이 연결되고, 타단이 상기 데크 하우스의 상면에 이격된 제1 내지 제n 단위 액추에이터를 포함하는 선박용 하이브리드 충전 장치.
  5. 제3 항 또는 제4항에 있어서,
    상기 제1 내지 제n 단위 액추에이터의 길이 변화에 따라 상기 솔라셀 모듈을 향해 태양광을 조사하는 반사판의 경사 각도가 서로 다른 각도로 유지되도록 상기 회전축을 소정의 각도로 회전시키는 반사판 회전 모터 유닛을 더 포함하는 선박용 하이브리드 충전 장치.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 액추에이터 유닛은,
    상기 솔라셀 모듈에 일단이 고정되고 타단이 상기 제1 내지 제n 단위 액추에이터의 선단부와 연결된 힌지 볼을 포함하는 선박용 하이브리드 충전 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 전기 에너지 발생 유닛은,
    상기 선박의 선수부 바닥면 상측 또는 내측 테두리에 설치된 다수개의 압전 소자를 갖는 단위 압전체로 이루어진 것을 특징으로 하는 선박용 하이브리드 충전 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 로드 유닛은,
    선박에 설치된 양망기 또는 각종 펌프를 포함하는 펌프유닛 또는 상기 선박에서 사용되는 각종 램프를 포함하는 조명 유닛인 것을 특징으로 하고,
    상기 양망기는 작동을 위해 구비된 구동모터로부터 회전력을 전달받아 작동되는 것을 특징으로 하는 선박용 하이브리드 충전 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 솔라셀 제어모듈은,
    상기 선박이 해상에서 조업을 실시할 경우 현재 위치한 지역의 현재 기상 정보 데이터와, n시간 이후의 기상 정보 데이터에 따라 상기 액추에이터 유닛의 작동 상태를 제어하는 통신 모듈을 더 포함하는 선박용 하이브리드 충전 장치.
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