KR20160104489A - 나노를 적용한 증폭 자가발전기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 나노를 적용한 증폭자가발전기에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 나노 연료전지를 기반으로, 선박 등에서 사용되는 전기 에너지의 대부분을 충당하면서, 연료전지의 응답특성 미비 또는, 급격한 부하의 증가 시에만, 선택적으로 제 1 및 제 2 엔진이나, 기타 동력을 사용하도록 전기 에너지 공급 시스템을 구성할 수 있기 때문에, 기존의 전기 에너지 생산 시스템에 비해 친환경 적이고, 이산화탄소 배출량을 큰 폭으로 줄일 수 있도록 한 나노를 적용한 증폭 자가발전기로, 선박(1)에 설치된 주기관인 디젤엔진(10)을 포함하면서 화석연료를 사용하는 동력원 및 외부 연료전지(100), 태양력(20), 풍력(30) 등 비화석 연료를 사용하는 동력원을 병렬로 연결하고, 상기 동력원으로 발생하는 전기를 축적하기 축전지(40)와, 상기 연료전지(100)와 연결되어, 상기 연료전지(100)의 잉여 전기 에너지를 내부에 수용하고, 상기 연료전지(100)의 출력량 이상의 과부하가 걸렸을 경우, 저장된 에너지를 출력단으로 출력하는 에너지저장 시스템(110)과, 상기 복합 전기동력원을 구성하는 복수 개의 동력원들을 개별적으로 제어하기위한 제어부(200)와, 상기 디젤엔진의 주회전축(11) 선상에 설치되는 전기모터(50)와, 상기 전기 모터(50)의 모터축의 직접 연결 여부를 결정하는 전자 클러치(60)로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

나노를 적용한 증폭 자가발전기{Amplification Power Generator applying nano}

본 발명은 나노를 적용한 증폭자가발전기에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 나노 연료전지를 기반으로, 선박 등에서 사용되는 전기 에너지의 대부분을 충당하면서, 연료전지의 응답특성 미비 또는, 급격한 부하의 증가 시에만, 선택적으로 제 1 및 제 2 엔진이나, 기타 동력을 사용하도록 전기 에너지 공급 시스템을 구성할 수 있기 때문에, 기존의 전기 에너지 생산 시스템에 비해 친환경 적이고, 이산화탄소 배출량을 큰 폭으로 줄일 수 있도록 한 나노를 적용한 증폭 자가발전기에 관한 것이다.

오늘날 자동차산업의 공통된 최대 이슈는 환경, 에너지, 안전과 편의이다. 전 세계적으로 자동차산업에 대해 CO2 감축과 유해물질 사용 제한 등 환경규제와 사고시 충돌에 따른 운전자와 보행자 안전 규제가 강화되고 있다.

또한 유가 상승과 석유자원 고갈에 따른 에너지 문제가 대두되고 있으며, 소비자의 편의성 요구가 증대되고 있다.

이러한 시대적 요구에 따라 자동차메이커들은 대응방안 마련은 물론 시장 주도를 위한 기술개발 등 다양한 노력을 하고 있으며, 전장부품과 센서 등 최첨단 하이테크 기술과 플라스틱/나노/하이브리드 소재 등이 적용된 다양한 부품들을 자동차에 적용시키고 있다.

또한 수소연료전지, 바이오 디젤, 태양광, 전기 등 석유 대체 에너지를 적용한 차세대 연료자동차들이 각종 모터쇼 등에 출품되어 세계의 이목을 집중시키고 있으며, 이미 미국시장을 중심으로 하이브리드 전기 자동차(Hybrid Electric Vehicle) 시장이 확대되고 있는 실정이다.

태양광과 같은 대체 에너지를 적용하여 동력을 공급하는 하이브리드 관련 연구는 비록 자동차 산업분야에 한정되지 않는다

최근 들어, 조선업체들에서도 친환경 기술 개발에 노력을 기울이고 있다. 초대형 선박인 32만 톤 급 초대형유조선(VLCC)의 경우 1km를 가는 데 벙커C유가 160kg 필요할 정도로 에너지 소비가 많다. 자동차에 경제속도가 있듯이 선박도 연료소모와 탄소 배출을 줄일 수 있는 최적의 운항 속도를 찾아내기 위한 연구 등이 활발하고, 하이브리드 선박의 개발에 대한 관심이 증폭되고 있다.

자동차 분야와 같이 조선산업분야에서도 선박운항에서의 연료절감 및 환경친화적 선박이 큰 이슈로 되어있다.

연료절감 방법으로서는 선형 최적화 선박을 대형화하는 대신에 선박의 속도를 줄임으로써 운송화물대비 연료소모율을 낮춤으로써 운송비 절감은 물론 배출가스를 감소시키고자 하는 노력들이 진행 중이고 또한 선박추진장치의 효율을 높이고자 새로운 방법들이 제시되고 활용되고 있다. 환경친화적 선박을 만들고자 배출가스를 줄이는 질소산화물유황산화물제거 기술을 선박에 적용하고 있는 추세이다.

특별히, 2015년 발효될 국제해사기구(IMO)의 황화합물(SOx)규제에 따라 현재 미국, 노르웨이, 유럽 북해 등의 환경규제지역이 전 세계적으로 더욱 늘어날 전망이어서 하이브리드 선박에 대한 요구도 확대될 것으로 예상된다.

이에 대한 대응으로서, 디젤엔진과 전기모터를 함께 장착한 선박에 개발이 있다. 저속 운항할때는 주기관을 사용하지 않고 전기 모터만으로 추진하는 것을 기본 개념으로 하는 것으로 3000t급 선박에 적용한 예가 있다.

다른 예로서, 자연 기화되는 가스로 발전기를 돌려 전기를 생산한 뒤 추진모터를 구동하는 전기추진 LNG선에 연구가 있었다. 비슷한 방식의 디젤엔진에서 발생하는 뜨거운 열로 발전기 돌려 전기를 생산하는 WHRS(Waste Heat Recovery System) 기술을 대형선박에 적용한 예도 있다. 이렇게 생산되는 전기는 선박의 전기, 전자 제품에 사용될 수 있어서 선박의 에너지 사용량을 6%정도 줄일 수 있는 효과가 있다.

하이브리드 선박의 또 다른 예로 액체연료와 가스연료를 선택적으로 사용할 수 있는 이중연료(dual fuel) 엔진이 개발되고 있다. 이중연료 엔진은 배기가스를 줄이면서 디젤엔진과 동일한 성능을 발휘할 수 있어 환경적인면과 경제적인 측면을 모두 만족시킬 수 있다는 장점이 있다.

또한 태양전지 판넬을 장착한 하이브리드 선박에 대한 개발이 진행중이다. 태양전지 판넬을 이용하여 수집된 에너지로 재충전 리튬이온의 배터리를 충전해 부두에 접안할때나 혹은 부두를 떠날때 저속(5노트 혹은 7노트이하)에서만 사용할 수 있도록 하는 것으로 태양광으로 충전된 전기를 사용해 CO2도 절감하고 운영경비도 절감할수 있다. 다만, 태양광 모듈의 태생적인 효율 한계 때문에 주동력이 아닌 보조동력으로 사용할 수 밖에 없다는 한계가 있다.

또한, 상기와 같은 에너지를 하베스팅하(harvesting)는 소자들 중 압전 특성을 이용한 에너지 발전 소자는 태양 전지, 풍력 발전기, 연료 전지 등과 같은 발전 소자와는 달리 주변에 존재하는 미세 진동이나 인간의 움직임으로부터 발생된 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있는 새로운 친환경 에너지 발전소자라고 할 수 있다. 또한, 최근에는 나노 기술의 발달로 인해 나노 크기의 소자를 쉽게 만들 수 있는 수준에 이르렀다. 그러나, 현재 전력 공급원의 대부분을 차지하는 배터리는 나노 소자에 비해 큰 부피를 차지할 뿐만 아니라 제한된 수명으로 나노 소자의 성능 및 독립적 구동을 제한시키는 단점이 있다.

이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로, 나노 크기의 압전 재료를 이용한 나노 발전 소자가 개발되고 있다. 하지만, 현재 압전 특성을 이용한 나노 발전 소자는 일반적으로 ZnO 압전 재료를 이용하여 제작되기 때문에 에너지 효율이 낮다는 문제가 있다

기상 방법은 질적으로 우수한 구조물을 얻을 수 있으나 고온, 고압, 엄격한 과정과 비싼 장비를 요구하므로 대량 생산이 요구될 때 소자 개발에 많은 제한을 받게 된다. 즉 기상 방법의 경우 다양한 촉매층을 이용하여 밀도를 제어하기 쉬운 장점을 갖고 있다. 하지만 기상 방법은 진공을 이용하기 때문에 제조가 비싼 단점을 가지고 있으며, 대면적 제작시 양산성에 문제를 가지고 있다.

이에 비해 액상 방법은 수용액을 사용하고 구조물 제작이 상향식(bottom-up) 과정에 기초를 두고 있어서 ZnO 나노와이어를 제작하는데 매우 효과적이고 편리하며 성장 온도가 낮고 비용이 적게 들어 대량 생산에 대한 잠재적 가능성이 매우 높다. 현재까지 열수용액 분해, 전기화학적 반응, 템플릿을 이용한 솔-젤 방법이 ZnO 나노와이어를 제작하는데 이용되었다. 그러나 이러한 액상 방법은 대부분의 은 밀도가 조정되는 초장 ZnO 나노와이어를 제작하는데 실패하였다. 그러므로 액상 방법으로 ZnO 나노와이어의 밀도도 조절할 수 있고 길이도 증가시킬 수 있는 효과적인 방법을 찾는 것이 매우 중요하다.

이러한 종래 ZnO 나노와이어 기반의 발전기는 앞서 언급한 바와 같이 기상증착 방법을 통하여 ZnO 나노와이어를 성장시키기 때문에 일정 길이 이상의 ZnO 나노와이어 획득이 어렵다. 이에 따라 일정 길이만을 가지는 ZnO 나노와이어를 수직방향으로 성장시켜 나노 발전기를 제작하게 된다. 그런데 상술한 수직 방향 구조의 나노 발전기는 주변 환경 또는 발전 환경에 따라 나노 발전기가 팽창과 압축을 할 때 상부 전극과 맞닿게 되면서 마찰이 발생하게 되어 전극이나 ZnO 나노와이어가 손상을 입게 된다. 이러한 손상 발생은 시간이 흐르는 동안 지속적으로 그리고 반복적으로 발생하게 되어 결과적으로 나노발전기의 효율이 손상 등에 의하여 점차 감소하게 되는 단점이 있다. 또한 기판에 성장시킨 ZnO 나노와이어는 일정한 길이를 가지도록 성장 유도되지만 결과물에서는 다소 길이가 다르게 형성되기 때문에 piezoelectric potential을 발생할 수 있는 유효 나노와이어의 수가 적어 배치된 ZnO 나노와이어의 수에 비하여 발전 효율이 떨어지는 단점이 있다. 이에 따라 상술한 문제점들을 해결하고 보다 신뢰성 있는 발전효율을 제공할 수 있는 나노 발전기의 제작이 요구되고 있다.

[특허문헌]

[특허문헌 1] 국내 특허공보 10-1192086호 (2012.10.10)

[특허문헌 2] 국내 특허공보 제10-0286779호 (2001.01.16)

[특허문헌 2] 국내 특허공보 제10-0270469호(2000.08.02)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여,

본 발명은 나노 연료전지를 기반으로, 선박 등에서 사용되는 전기 에너지의 대부분을 충당하면서, 연료전지의 응답특성 미비 또는, 급격한 부하의 증가 시에만, 선택적으로 제 1 및 제 2 엔진이나, 기타 동력을 사용하도록 전기 에너지 공급 시스템을 구성할 수 있기 때문에, 기존의 전기 에너지 생산 시스템에 비해 친환경 적이고, 이산화탄소 배출량을 큰 폭으로 줄일 수 있다.

또 다른 목적은 전기 에너지 저장 시스템이 구비되어, 나노 연료전지를 기반으로 한 무부하 잉여 에너지를 충전하여 보관할 수 있기 때문에, 연료전지의 부하량을 넘어서는 전력이 필요할 경우나, 연료전지의 느린 응답 특성으로 인한, 즉각적인 필요 에너지 소요가 발생될 경우에도 안정적으로 선박에 전력동력원을 제공하는 것이 가능하다.

또 다른 목적은 이산화탄소 배출을 최소화할 수 있으며, 안정적인 전력공급을 통해 부하장치 또는 동력원이 안정적으로 구동될 수 있는 연료전지를 포함한 선박 전기동력원을 제공하는 데에 있다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은,

선박(1)에 설치된 주기관인 디젤엔진(10)을 포함하면서 화석연료를 사용하는 동력원 및 외부 연료전지(100), 태양력(20), 풍력(30) 등 비화석 연료를 사용하는 동력원을 병렬로 연결하고, 상기 동력원으로 발생하는 전기를 축적하기 축전지(40)와, 상기 연료전지(100)와 연결되어, 상기 연료전지(100)의 잉여 전기 에너지를 내부에 수용하고, 상기 연료전지(100)의 출력량 이상의 과부하가 걸렸을 경우, 저장된 에너지를 출력단으로 출력하는 에너지저장 시스템(110)과, 상기 복합 전기동력원을 구성하는 복수 개의 동력원들을 개별적으로 제어하기위한 제어부(200)와, 상기 디젤엔진의 주회전축(11) 선상에 설치되는 전기모터(50)와, 상기 전기 모터(50)의 모터축의 직접 연결 여부를 결정하는 전자 클러치(60)로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 제어부(200)는 상기 전기 모터가 작동하는 하이브리드 모드(hybrid mode)에서는 상기 엔진(10)의 주회전축(11)과 상기 전기 모터(50)의 모터축의 직접 연결을 수행하고, 상기 전기 모터(50)가 작동하지 않는 하이브리드 오프 모드(hybrid OFF mode)에서는 상기 전자 클러치를 통하여 상기 엔진(10)의 주회전축(11)과 상기 전기 모터(50)의 모터축을 단절시켜 상기 전기 모터(50)에 의한 마찰 저항이 증가되는 것을 방지하도록 한 것을 특징로 한다.

본 발명 나노를 적용한 증폭 자가발전기는 이산화탄소 배출을 최소화할 수 있으며, 안정적인 전력공급을 통해 부하장치 또는 동력원이 안정적으로 구동될 수 있는 연료전지를 포함한 선박 전기동력원을 제공한다.

또한, 연료전지용 전극은 가스 확산 기능과 촉매 기능을 겸비하고 있기 때문에, 막전극 접합체 제작시에 가스 확산층을 필요로 하지 않는다. 이 때문에 막전극 접합체의 막두께를 나노로 얇게 할 수 있어, 결과적으로 연료전지스택을 얇고 작게 할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 나노를 적용한 증폭 자가발전기가 설치된 상태를 간략하게 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 첨가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 실시될 수 있음은 물론이다.

본 발명 나노를 적용한 증폭 자가발전기는 도 1에 도시된 바와 같이,

선박(1)에 설치된 주기관인 디젤엔진(10)을 포함하면서 화석연료를 사용하는 동력원 및 외부 연료전지(100), 태양력(20), 풍력(30) 등 비화석 연료를 사용하는 동력원을 병렬로 연결하고, 상기 동력원으로 발생하는 전기를 축적하기 축전지(40)와, 상기 연료전지(100)와 연결되어, 상기 연료전지(100)의 잉여 전기 에너지를 내부에 수용하고, 상기 연료전지(100)의 출력량 이상의 과부하가 걸렸을 경우, 저장된 에너지를 출력단으로 출력하는 에너지저장 시스템(110)과, 상기 복합 전기동력원을 구성하는 복수 개의 동력원들을 개별적으로 제어하기위한 제어부(200)와, 상기 디젤엔진의 주회전축(11) 선상에 설치되는 전기모터(50)와, 상기 전기 모터(50)의 모터축의 직접 연결 여부를 결정하는 전자 클러치(60)로 구성된다.

상기 연료전지(100)는 연료와 산화제를 전기화학적으로 반응시켜 전기 에너지를 발생시키는 장치로서, 다양한 종류가 사용될 수 있다.

예컨대, 용융탄산염 연료전지 (Molten Carbonate Fuel Cell, MCFC)와 같은, 제 2 세대 연료전지를 사용할 수 있는데, 이 경우, 높은 열효율, 높은 환경친화성, 모듈화 특성 및 작은 설치공간이라는 장점을 갖는다.

또한, 용융탄산염 연료전지는 650℃의 고온에서 운전되기 때문에 인산형 연료전지(PAFC) 또는 고분자전해질 연료전지(PEMFC)와 같은 저온형 연료전지에서 기대할 수 없는 추가적인 장점이 있다. 반면, 용융탄산염 연료전지는 저온형 연료전지인 고분자전해질 연료전지에 비해 부하에 따른 응답속도가 다소 느린 특징이 있다. 따라서 분산발전용으로 사용될 경우, 정출력으로 발전하는데, 선박 등의 운송수단 동력원으로 사용하기 위해서는 운항의 상황에서 발생하는 부하의 출력 특성에 추종하여 설계가 이루어질 필요가 있다.

그 외에, 고분자전해질 연료전지(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell, PEMFC)와 같이 수소이온을 투과시킬 수 있는 고분자막을 전해질로 사용하는 연료전지를 사용할 수도 있다. 상기 고분자전해질 연료전지의 경우에는, 다른 형태의 연료전지에 비하여 전류밀도가 큰 고출력 연료전지로서, 100℃ 미만의 비교적 저온에서 작동되고 구조가 간단한 장점과, 빠른 시동과 응답특성, 우수한 내구성을 가지고 있으며, 수소 이외에도 메탄올이나 천연가스를 연료로 사용할 수 있어 자동차의 동력원으로서 많이 연구되고 있으며, 선박 등에도 충분히 적용 가능한 시스템이다.

또는, 고체산화물 연료전지(Solid Oxide Fuel Cell, SOFC)와 같은 제 3 세대 연료전지를 사용하는 것도 가능하다.

상기 고체산화물 연료전지 (SOFC)는 산소 또는 수소 이온을 투과시킬 수 있는 고체산화물을 전해질로 사용하는 연료전지로써, 현존하는 연료전지 중 가장 높은 온도(700 - 1000 ℃)에서 작동한다. 모든 구성요소가 고체로 이루어져 있기 때문에 다른 연료전지에 비해 구조가 간단하고, 전해질의 손실 및 보충과 부식의 문제가없다. 또한 고온에서 작동하기 때문에 귀금속 촉매가 필요하지 않으며, 직접 내부 개질을 통한 연료 공급이 용이하다는 장점이 있고, 고온의 가스를 배출하기 때문에 폐열을 이용한 열 복합 발전이 가능하다는 장점도 지니고 있다.

이와 같이, 다양한 형태의 연료전지(110)를 이용하여 선박에 사용될 수 있는 전기 에너지를 생산하게 되면, 해양 환경오염을 줄일 수 있으며, 최근 문제가 되고 있는 이산화탄소배출량을 매우 큰 폭으로 줄일 수 있다.

에너지 저장 시스템(Electricity Storage System, ESS)(110)은 상기 복합 전기동력원에서 생산되는 에너지들 중, 특히 연료전지(100)에서 생산되는 전기 에너지를 일시적으로 저장하여, 상기 출력단으로 일정한 수준의 전기 에너지가 출력될 수 있도록 마련되는 것이다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 에너지 저장 시스템(110)에 저장되는 에너지는 전기 에너지로 마련되며, 상기 연료전지(100)에서 출력되는 에너지 중, 부하에 비해 남게 되는 잉여 전기 에너지가 발생하였을 경우, 이를 축전지(50)에 저장하도록 구성되는 것이 바람직하다.

상기 연료전지(100)를 포함한 복합 전기동력원의 출력이 부하 이상일 경우에는, 초과되는 전기 에너지를 수용하고, 상기 출력이 부하에 미치지 못할 경우에는 부족한 양 만큼의 전기 에너지를 출력단 측에 공급하여, 상기 출력단을 통해 출력되는 에너지가 항상 일정 수준 이상을 유지하도록 구성된다

또한, 상기 제어부(200)는 상기 전기 모터가 작동하는 하이브리드 모드(hybrid mode)에서는 상기 엔진(10)의 주회전축(11)과 상기 전기 모터(50)의 모터축의 직접 연결을 수행하고, 상기 전기 모터(50)가 작동하지 않는 하이브리드 오프 모드(hybrid OFF mode)에서는 상기 전자 클러치를 통하여 상기 엔진(10)의 주회전축(11)과 상기 전기 모터(50)의 모터축을 단절시켜 상기 전기 모터(50)에 의한 마찰 저항이 증가되도록 하였다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 작동순서 및 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 통상시 주기관인 디젤엔진(10)에 의해 추진되지만 이 디젤엔진이 멈추게 되면 선박의 전기모터(50)를 구동시키기 위한 전력 계통인 솔라판넬(20) 또는 풍력 발전기(30) -> 축전기(40)의 충전에 의해 추력이 발생하게 된다.

이때, 상기 제어부(200)는 축전지(40)의 충전을 제어함과 동시에 충전이 이루어지는 동안에는 전자 클러치(60)를 온상태(ON)로 유지하여 주회전축과 전기모터의 모터축의 연결을 단절시킨다.

또한, 상기 축전지(40)에 충전이 완료되면 디젤엔진(10)의 압축 행정 동안에 전기 모터(50)에 펄스 형태의 전기 에너지를 공급하여 전기 모터의 모터축에 토크를 발생시킨다.

그러면, 상기 제어부는(200)는 축전지(40)로부터 펄스 형태의 전기에너지가 전기모터(50)로 공급되도록 제어한다. 동시에 전기모터(50)의 모터축에 발생된 토크가 주기관 엔진(10)의 주회전축(11)에 전달될 수 있도록 하기 위해 전자 클러치(60)의 오프(OFF)상태로 전환하여 주회전축과 모터축이 직접 연결될 수 있도록 한다.

한편, 상기 태양 발전(20) 또는 풍력발전(30)에 발생하는 전기 에너지는 축전지(40)로 충전되고, 이 축전지(40)에서 전기 모터(50)로 전달되어 전기 모터의 모터축에 발생된 토크가 엔진의 주회전축(11)에 추가 토크를 발생시키게 되는 것이다. 이 실시예에서 전력 계통은 풍력발전기(30) 또는 태양 전지판(20) -> 축전지(40) -> 전기모터(50)-> 디젤 엔진(10)의 압축 행정 동안에 전기 모터에 펄스형 전기 에너지 공급 및 주기관 디젤엔진(10)의 토크 추가 발생의 단계를 거치게 된다.

이때, 상기 태양 전지판(20) 또는 풍력 발전기(30)에 의한 발전량에 따라서 축전지(40)에 충전되는 과정이 생략되고, 축전지(40)를 통하여 직접 전기 모터(50)로 공급되는 과정을 거쳐 주회전축에 추가 토크가 공급될 수 있다.

또한, 상기 태양 발전(20) 또는 풍력발전(30)에 발생하는 전기 에너지가 축전지(40)에 충전되는 동안은 연료전지(100)에 의해 발전된다.

이와 같이, 다양한 형태의 태양 발전(20) 또는 풍력발전(30) 및 연료전지(100)를 이용하여 선박에 사용될 수 있는 전기 에너지를 생산하게 되면, 해양 환경오염을 줄일 수 있으며, 최근 문제가 되고 있는 이산화탄소배출량을 매우 큰 폭으로 줄일 수 있다.

이상에서, 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예들을 중심으로 설명되었다. 첨부된 도면 및 전술한 실시예들은 본 발명에 대한 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자의 이해를 돕기 위해 예시적으로 설명된 것이다. 그러므로, 본 발명의 다양한 실시예는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있고, 전술한 실시 예들은 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 한다. 따라서, 본 발명의 범위는 전술한 실시 예들이 아니라 첨부된 특허청구범위에 기재된 발명에 따라 해석되어야 하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변경, 대안, 균등물들이 전술한 발명의 범위에 포함되어 있음은 자명하다.

1 : 선박 10 : 디젤엔진
11 : 주회전축 20 : 태양 발전
30 : 풍력발전 40 : 축전지
50 : 전기 모터 60 : 전자 클러치
100 : 연료전지 200 : 제어부

Claims (2)

1. 선박(1)에 설치된 주기관인 디젤엔진(10)을 포함하면서 화석연료를 사용하는 동력원 및 외부 연료전지(100), 태양력(20), 풍력(30) 등 비화석 연료를 사용하는 동력원을 병렬로 연결하고, 상기 동력원으로 발생하는 전기를 축적하기 축전지(40)와, 상기 연료전지(100)와 연결되어, 상기 연료전지(100)의 잉여 전기 에너지를 내부에 수용하고, 상기 연료전지(100)의 출력량 이상의 과부하가 걸렸을 경우, 저장된 에너지를 출력단으로 출력하는 에너지저장 시스템(110)과, 상기 복합 전기동력원을 구성하는 복수 개의 동력원들을 개별적으로 제어하기위한 제어부(200)와, 상기 디젤엔진의 주회전축(11) 선상에 설치되는 전기모터(50)와, 상기 전기 모터(50)의 모터축의 직접 연결 여부를 결정하는 전자 클러치(60)로 구성된 것을 특징으로 하는 나노를 적용한 증폭 자가발전기.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 전기 모터가 작동하는 하이브리드 모드(hybrid mode)에서는 상기 엔진의 주회전축과 상기 전기 모터의 모터축의 직접 연결을 수행하고, 상기 전기 모터가 작동하지 않는 하이브리드 오프 모드(hybrid OFF mode)에서는 상기 전자 클러치를 통하여 상기 엔진의 주회전축과 상기 전기 모터의 모터축을 단절시켜 상기 전기 모터에 의한 마찰 저항이 증가되는 것을 방지하도록 한 것을 특징로 하는 나노를 적용한 증폭 자가발전기.

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