KR20160138369A - 전기저장장치를 갖는 부유식 구조물의 운항방법 - Google Patents

전기저장장치를 갖는 부유식 구조물의 운항방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 해상에서 부유된 채 사용되는 전기저장장치를 갖는 부유식 구조물에 관한 것이다. 상기 부유식 구조물은, 상기 부유식 구조물의 추진 동력을 얻기 위한 주 추진 엔진; 상기 부유식 구조물을 추진하기 위한 추진체; 상기 주 추진 엔진에서 상기 추진체로 연결되는 동력전달 축; 상기 동력전달 축에 동력 연결되어 전기를 생산하기 위한 축 발전기; 상기 축 발전기에서 생산되는 전기를 저장하는 전기저장장치; 를 포함하고, 상기 주 추진 엔진을 통해 전달되는 동력 중 일부는 상기 축 발전기에 전달되어 전기를 생산하는 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 따르면, 선박의 운항 중에 주 추진 엔진에서 전달되는 잉여 동력을 전기저장장치에 저장시켜 놓았다가, 선박이 항구에 정박 중일 때, 전기저장장치에 저장된 전기를 이용하여 선박에 필요한 전기를 전부 또는 일부분 공급할 수 있다. 따라서, 항구에 정박 중일 때 발전 엔진을 작동시키지 않거나, 또는 작동시켜야 하는 발전 엔진의 개수가 줄어들게 되므로, 환경 규제로 인해 기존에 연료유를 이용하여 발전하는 발전 엔진을 연료가스를 연료로 사용하는 발전 엔진으로 교체하지 않거나 일부만 교체하여 선박에 필요로 하는 전기를 공급할 수 있어, 선박의 건조 비용 또는 기존의 발전 엔진의 교체 비용을 상당히 절감할 수 있다.

Description

전기저장장치를 갖는 부유식 구조물의 운항방법 {Method for operating floating-type structure having power storage device}
본 발명은 전기저장장치를 갖는 부유식 구조물의 운항방법에 관한 것이다.
지금까지 컨테이너 운반선과 같은 상선, 또는 여객선(또는 부유식 구조물)에는 중유(HFO) 또는 마린디젤오일(MDO), 마린가스오일(MGO)과 같은 연료유(fuel oil)를 연료로 사용하는 추진 엔진이 주로 사용되었으나, 최근 유가 상승 등의 영향으로 연료유보다 값이 싸면서도 청정한 에너지원인 연료가스(fuel gas), 예를 들어 LNG(또는 LPG, DME)를 연료로 사용하는 추진 엔진을 장착한 선박이 증가되는 추세에 있다. 또한, LNG는 여름철의 가격이 겨울철에 비해 50% 정도로 저렴하므로, 값이 싼 여름철에 LNG를 사서 저장할 수도 있어, 가격적인 면에서 매우 유리한 에너지원이 된다.
LNG(또는 LPG, DME)를 연료로 사용하여 추진 또는 발전 동력을 얻을 수 있는 선박용 엔진으로는 ME-GI 엔진 또는 DFDE(Dual Fuel Diesel Electric) 엔진이 있다. ME-GI 엔진 또는 DFDE(Dual Fuel Diesel Electric) 엔진은 LNG(또는 LPG, DME)를 압축한 후, 분사하여 연소시키는 것으로서 가스분사엔진으로 불려진다. 특히, ME-GI 엔진은 LNG(또는 LPG, DME)를 고압(150 ~ 600 bar)으로 압축한 후, 분사하여 연소시키는 것으로서 고압가스 분사엔진으로 불려진다.
이러한 가스분사엔진은 연료유(예를 들어, HFO, MDO, MGO 등)와 연료가스(예를 들어, LNG, LPG, DME의 형태로 저장) 모두를 연료로 사용하면서, 저출력(예를 들어, 최대출력의 30% 이하)에서는 연료유를 엔진으로 공급하여 출력을 얻고, 최대출력의 30% 이상일 때는 연료유와 연료가스를 함께 사용하면서 출력을 얻는 구조로 작동된다. 이러한 가스분사엔진의 운전방식은 등록특허 제0396471호에 개시되어 있다.
그러나, 가스분사엔진은 저출력에서는 값이 싸고 청정한 에너지원인 연료가스를 사용할 수 없다는 문제점이 있다. 또한, 통상 항구에 인접한 곳에서 선박은 저출력으로 운항하게 되는데, 저출력에서 연료유를 에너지원으로 사용할 경우, SOX, NOX 등의 환경오염 물질이 많이 배출된다. 최근, 항구에 인접한 곳에서의 환경오염 물질의 배출에 대한 규제가 국가마다 점점 더 강화되고 있는 실정이다.
또한, 선박이 항구에 정박한 상태에서는 주 추진 엔진은 정지되고, 발전 엔진만을 작동하여 선박에 필요한 전기를 생산하게 된다. 이러한 발전 엔진의 작동시에도 배기가스가 배출되기 때문에, 배기가스의 배출을 줄이기 위해서 발전 엔진의 전부 또는 일부를 연료가스를 사용하는 고가의 엔진으로 대체하거나, 일반 디젤용 발전 엔진에 배기가스 처리장치를 부착하여야 한다.
따라서, 선박이 항구에 인접하거나 정박한 상태에서 환경오염 물질의 배출을 최소화할 수 있는 저렴한 추진 및 발전 시스템이 요구된다.
따라서, 본 발명은 상기 사정을 감안하여 발명한 것으로, 부유식 구조물이 항구에 인접하거나 정박한 상태에서 운전될 때 환경오염 물질의 배출을 최소화할 수 있는 저렴한 추진 및 발전 시스템을 갖는 부유식 구조물의 운항방법을 제공하고자 함에 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 의하면, 해상에서 부유된 채 사용되는 부유식 구조물은, 상기 부유식 구조물의 추진 동력을 얻기 위한 주 추진 엔진; 상기 부유식 구조물을 추진하기 위한 추진체; 상기 주 추진 엔진에서 상기 추진체로 연결되는 동력전달 축; 상기 동력전달 축에 동력 연결되어 전기를 생산하기 위한 축 발전기; 상기 축 발전기에서 생산되는 전기를 저장하는 전기저장장치; 를 포함하고, 상기 주 추진 엔진을 통해 전달되는 동력 중 일부는 상기 축 발전기에 전달되어 전기를 생산하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 동력전달 축에 설치되어, 상기 주 추진 엔진과 상기 추진체를 연결하는 주 클러치; 상기 동력전달 축과 상기 축 발전기를 연결하는 부 클러치; 상기 동력전달 축에 배치되어, 상기 주 클러치 및 상기 부 클러치와 동력 연결되는 기어박스; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전기저장장치에 저장된 전기는 상기 주 추진 엔진이 정지 시에 상기 부유식 구조물의 각종 전기 기기에서 사용되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 주 추진 엔진은 연료가스를 연료로 사용할 수 있는 엔진인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 축 발전기는 모터 겸용 축 발전기로 구성되고, 상기 전기저장장치에 저장된 전기는 상기 모터 겸용 축 발전기를 통해 상기 동력전달 축에 전달되어 상기 부유식 구조물의 추진에 이용되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 부유식 구조물은, 전기를 생산하기 위한 하나 이상의 발전 엔진; 상기 발전 엔진에 각각 부착된 발전기; 를 더 포함하고, 상기 발전기에서 생산된 전기의 일부는 상기 전기저장장치에 저장되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 발전 엔진의 전부 또는 일부는 연료가스를 연료로 사용할 수 있는 엔진인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 축 발전기는 모터 겸용 축 발전기로 구성되고, 상기 발전 엔진에 부착된 상기 발전기에서 생산되는 전기는 상기 모터 겸용 축 발전기를 통해 상기 동력전달 축에 전달되어 상기 부유식 구조물의 추진에 이용되는 것을 특징으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 의하면, 해상에서 부유된 채 사용되는 부유식 구조물은, 상기 부유식 구조물의 추진 동력을 얻기 위해 주 추진 엔진에서 동력전달 축을 통해 추진체에 전달되는 동력 중 일부는 상기 동력전달 축에 동력 연결된 축 발전기에 전달되어 전기를 생산하고, 상기 생산된 전기는 전기저장장치에 저장되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 축 발전기는 모터 겸용 축 발전기로 구성되고, 상기 전기저장장치에 저장된 전기는 상기 모터 겸용 축 발전기를 통해 상기 동력전달 축에 전달되어 상기 부유식 구조물의 추진에 이용되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 선박의 운항 중에 주 추진 엔진에서 전달되는 잉여 동력 또는 발전 엔진에서 생산되는 잉여 전력을 전기저장장치에 저장시켜 놓았다가, 선박이 항구에 정박 중일 때, 전기저장장치에 저장된 전기를 이용하여 선박에 필요한 전기를 전부 또는 일부분 공급하게 된다. 따라서, 항구에 정박 중일 때 발전 엔진을 작동시키지 않거나, 또는 작동시켜야 하는 발전 엔진의 개수가 줄어들게 되므로, 환경 규제로 인해 기존에 연료유를 이용하여 발전하는 발전 엔진을 연료가스를 연료로 사용하는 발전 엔진으로 교체하지 않거나 일부만 교체하여 선박에 필요로 하는 전기를 공급할 수 있어, 선박의 건조 비용 또는 기존의 발전 엔진의 교체 비용을 상당히 절감할 수 있다.
또한, 축 발전기가 모터 겸용 축 발전기로 구성될 경우, 선박이 항구에 인접한 곳을 항해할 때와 같이 저속모드로 추진하는 경우, 주 추진 엔진을 작동시키지 않고 전기저장장치에 저장된 전기를 이용하여 선박을 추진할 수 있어, 환경오염 물질의 배출을 획기적으로 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 주 추진 엔진과 발전 엔진을 갖는 부유식 구조물의 구성을 개략적으로 나타내는 도면.
도 2는 본 발명에서 주 추진 엔진은 추진체와 연결되지 않고 발전 엔진에 의해 추진체가 구동되는 상태를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에서 주 클러치만 연결되고, 부 클러치는 연결해제된 실시예를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명에서 주 클러치와 부 클러치가 모두 연결된 실시예를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 주 추진 엔진과 전기저장장치를 갖는 부유식 구조물의 구성을 개략적으로 나타내는 도면.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 주 추진 엔진과 발전 엔진을 갖는 부유식 구조물의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 2는 본 발명에서 주 추진 엔진은 추진체와 연결되지 않고, 발전 엔진에 의해 추진체가 구동되는 상태를 나타내는 도면이다.
본 명세서에서 부유식 구조물이란, 자력으로 항해가 가능한지 여부를 불문하고 해상에 떠있는 것이 가능한 모든 구조물을 의미하는 것으로, 선박, 해양 플랜트 등을 모두 포함하는 의미이다. 이하에서는, 부유식 구조물 중 선박을 예로 들어 설명하기로 한다.
본 발명의 선박은 주 추진 엔진(10), 발전 엔진(20), 추진체(40) 등을 포함한다.
상기 주 추진 엔진(10)은 선박의 추진 동력을 얻기 위해 액화연료가스(LNG, LPG, DME 등)를 기화시켜 연료가스로 사용하는 고압가스 분사엔진이다. 상기 주 추진 엔진(10)으로 공급되는 연료가스의 압력은 150 내지 600 bar(바)(게이지압) 정도이다. 상기 주 추진 엔진(또는 고압가스 분사엔진)(10)은 예를 들어, ME-GI 엔진이 될 수 있다.
이러한 주 추진 엔진은 일정 출력 이하(엔진의 최고출력의 40% 이하, 바람직하게는 30% 이하)에서는 연료유를 연료로 사용하고, 일정 출력 이상에서는 연료유와 연료가스를 함께 연료로 사용한다. 상기 주 추진 엔진에서는 석유로서 벙커C유(HFO) 또는 MDO(Marine Diesel Oil)가 사용된다.
상기 발전 엔진(20)은 기화된 연료가스를 사용하여 전기를 생산하는 엔진이다. 상기 발전 엔진(20)은 예를 들어, DFDE 엔진, 가스엔진 또는 가스터빈이 될 수 있다. DFDE 엔진이나 가스엔진으로 공급되는 연료가스의 압력은 10바 이하이고, 가스터빈으로 공급되는 연료가스의 압력은 15 내지 30바이다. 이러한 발전 엔진은 예를 들어 4개가 함께 설치될 수 있다. 상기 발전 엔진에서도 벙커C유 또는 MDO와 같은 연료유가 함께 연료로 사용될 수 있다.
상기 추진체(40)는 기어박스(30)를 통해 주 추진 엔진(10) 또는 발전 엔진(20)과 동력 연결된다.
상기 주 추진 엔진(10)과 기어박스(30)의 사이에는 주 클러치(11)가 위치되어, 주 추진 엔진(10)에 의한 동력을 추진체(40)로 연결하거나 연결해제할 수 있다.
상기 발전 엔진(20)의 후단에는 제너레이터(21)가 위치되어, 발전 엔진(20)에 의한 동력을 전기로 변환시킨다. 상기 제너레이터(21)에서 생산된 전기는 배전반(22)을 통해 선박의 각종 전기사용처로 공급될 수 있다.
상기 배전반(22)의 후단에는 모터 겸용 발전기(23)가 위치되고, 상기 모터 겸용 발전기(23)의 후단에는 부 클러치(24)가 위치된다. 상기 부 클러치(24)는 상기 모터 겸용 발전기(23)와 기어박스(30) 사이에서 동력을 연결하거나 연결해제하는 역할을 한다.
상기 주 클러치(11) 및 부 클러치(24)에 의해, 주 추진 엔진(10) 및 발전 엔진(20)으로부터의 동력은 선택적으로 추진체(40)에 전달될 수 있다.
예를 들어, 평상시에는 주 클러치(11)가 동력 연결되어 주 추진 엔진(10)에 의해 선박이 추진된다. 주 추진 엔진(10)에 고장이 생기는 등의 비상시에는, 주 클러치(11)는 연결해제되고 부 클러치(24)가 연결되어, 발전 엔진(20)에 의해 생산된 전기를 이용하여 모터 겸용 발전기(23)를 거쳐 추진체(40)에 동력이 전달될 수 있다.
이와 같이, 주 추진 엔진(10)과 발전 엔진(20)에 의해 선택적으로 선박이 추진되게 함으로써, 주 추진 엔진(10)이 고장나는 등 비상시의 경우에 능동적으로 대처할 수 있다.
한편, 선박이 저출력, 예를 들어, 주 추진 엔진(10)의 최대출력의 30% 이하에서 운전될 때는, 엔진의 특성상 연료유에 의해서만 운전된다. 즉, 이러한 경우에는 연료가스를 연료로 사용할 수 없게 된다. 선박이 저출력으로 운전할 때는 통상 항구에 인접한 곳에서 운항하는 경우이다. 연료유, 예를 들어, 벙커C유 또는 MDO를 연료로 사용할 경우에는, SOX, NOX 등의 환경오염 물질이 많이 배출되고, 특히 최근에는 항구에 인접한 곳에서의 환경오염 물질의 배출에 대한 규제가 국가마다 점점더 엄격해지고 있는 추세이다. 환경 규제에 대처하기 위해, 선박의 엔진 구동용 오일로서 오염 물질의 배출이 적은 오일을 사용할 경우에는 선박의 운항을 위한 연료비가 증가된다.
본 발명에서는, 주 추진 엔진(10)과 발전 엔진(20)에 의해 선택적으로 선박이 추진될 수 있으므로, 선박이 저출력으로 운항할 때는, 주 추진 엔진(10)은 정지되고, 발전 엔진(20)에 의해 생산된 전기가 모터, 즉 모터 겸용 발전기(23)를 거쳐 추진체(40)에 전달되어 선박의 추진 동력을 얻게 된다.
도 2를 참조하면, 주 클러치(11)는 연결해제되어 주 추진 엔진(10)과 기어박스(30) 사이에서 동력이 전달되지 않고, 부 클러치(24)만이 연결되어, 배전반(22)에 저장된 전기에 의해 모터 겸용 발전기(23)를 회전시켜 기어박스(30)를 거쳐 추진체(40)로 동력이 전달된다.
이와 같이, 본 발명에서는 주 추진 엔진(10)과 발전 엔진(20)에 의해 선택적으로 선박이 추진될 수 있고, 선박이 저출력 상태에서 운전될 때는 연료유를 사용해야 하는 주 추진 엔진(10)은 정지되고, 값이 싸고 청정 에너지원인 연료가스를 사용하는 발전 엔진(20)에 의해 생산된 전기로 선박을 추진할 수 있다. 따라서, 선박이 저출력에서 운전될 때, 선박의 추진을 위한 연료비가 대폭 절감되고, 점점 더 강화되고 있는 오염 물질에 대한 규제에도 잘 대처할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에서는 LNG(또는 LPG, DME)가 기화되어 발생되는 증발가스가 주 추진 엔진(10) 또는 발전 엔진(20)에서 연료가스로 사용되어 처리될 수 있다.
예컨대, 일반적으로, LNG의 액화온도는 상압 -163℃의 극저온이므로, LNG는 그 온도가 상압 -163℃ 보다 약간만 높아도 증발된다. LNG 저장 탱크의 경우 단열처리가 되어 있기는 하지만, 외부의 열이 LNG 저장 탱크 내의 LNG에 지속적으로 전달되므로, 탱크 내에서는 증발가스(Boil-Off Gasp; BOG)가 계속 발생된다. 증발가스가 지속적으로 발생되면 LNG 저장 탱크의 압력이 과도하게 상승하므로, 발생되는 증발가스는 탱크 외부로 배출되어 증발가스 처리시설에서 처리된다. 이러한 증발가스 처리시설에는 증발가스를 공기 중으로 날려 보내는 배출구(vent), 연소시키는 GCU(Gas Combustion Unit) 또는 플래어(flare), 재액화 장치 등이 있다.
LNG 저장 탱크에서 발생되는 증발가스의 양은 주 추진 엔진(10)에서 연료가스로 사용될 수 있는 양보다 많이 발생될 수 있고, 또한 선박이 저출력으로 운전될 때는 LNG를 연료로 사용할 수 없으므로, LNG를 연료로 사용하는 선박에서는 증발가스를 처리하는 문제가 매우 중요한 문제가 된다. 대부분의 선박에서는 이러한 증발가스를 재액화시키거나 연소시켜 없애서 처리하고 있다.
본 발명에서는 증발가스를 처리하기 위한 시설을 별도로 두지 않고, 주 추진 엔진(10)에서 연료가스로 사용되거나, 그 이상의 양이 발생될 때는 발전 엔진(20)에서 연료가스로 사용되어 처리될 수 있다. 이는 소중한 에너지원을 버리지 않고 재활용할 수 있게 되고, 증발가스를 처리하기 위한 시설을 별도로 두지 않아도 되므로 매우 바람직한 것이다.
도 3은 본 발명에서 주 클러치만 연결되고, 부 클러치는 연결해제된 실시예를 나타내는 도면이다.
선박의 정상 운항 시에, 주 추진 엔진(10)으로부터의 동력은 주 클러치(11) 및 기어박스(30)를 거쳐 추진체(40)로 전달되어 선박이 추진된다. 주 추진 엔진(10)을 구동시키는 연료가스로는 기화된 연료가스가 사용되고, 추가로 증발가스가 주 추진 엔진(10)으로 공급될 수도 있다. 또한, 증발가스는 발전 엔진(20)으로 공급되어 제너레이터(21)에 의해 전기를 생산하는 데 이용될 수도 있다.
도 4는 본 발명에서 주 클러치와 부 클러치가 모두 연결된 실시예를 나타내는 도면이다.
선박의 정상 운항 시에, 주 추진 엔진(10)으로부터의 동력은 주 클러치(11) 및 기어박스(30)를 거쳐 추진체(40)로 전달되어 선박이 추진된다. 주 추진 엔진(10)을 구동시키는 연료가스로는 기화된 연료가스가 사용되고, 추가로 증발가스가 주 추진 엔진(10)으로 공급될 수도 있다. 추진체(40)를 구동하기 위해 필요한 양 이상의 증발가스를 연소시킬 때에 발생하는 잉여 동력은 기어박스(30)와 연결된 부 클러치(24)를 거쳐 모터 겸용 발전기(23)에서 전기를 생산하는 데 이용될 수 있다. 모터 겸용 발전기(23)에서 생산된 전기는 배전반(22)에 모아져서 선박의 각종 전기사용처로 공급될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 주 추진 엔진과 전기저장장치를 갖는 부유식 구조물의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
본 발명의 부유식 구조물(또는 선박)은 주 추진 엔진(110), 추진체(140), 동력전달 축(101), 축 발전기(123), 전기저장장치(150)를 포함한다.
주 추진 엔진(110)은 선박의 추진 동력을 얻기 위한 것으로, 액화연료가스(LNG, LPG, DME 등)를 기화시켜 연료가스로 사용하는 엔진일 수 있다.
이러한 주 추진 엔진(110)은 일정 출력 이하(엔진의 최고출력의 40% 이하, 바람직하게는 30% 이하)에서는 연료유를 연료로 사용하고, 일정 출력 이상에서는 연료유와 연료가스를 함께 연료로 사용할 수 있다. 주 추진 엔진(110)에서는 연료유로서 벙커C유(HFO) 또는 MDO(Marine Diesel Oil)가 사용된다.
주 추진 엔진(110)은 동력전달 축(101)을 통해 추진체(140)에 동력을 전달한다. 축 발전기(123)는 동력전달 축(101)에 배치된 기어박스(130)에 동력 연결되어, 주 추진 엔진(110)을 통해 전달되는 동력 중 잉여 동력을 전달받아 전기를 생산할 수 있도록 구성된다. 축 발전기(123)에서 생산되는 전기는 전기저장장치(150), 예를 들어 배터리에 저장된다.
기어박스(130)와 주 추진 엔진(110) 사이에는 주 클러치(111)가 위치되어, 주 추진 엔진(110)에 의한 동력을 추진체(140)로 연결하거나 연결해제할 수 있다. 또한, 기어박스(130)와 축 발전기(123) 사이에는 부 클러치(124)가 위치되어, 동력전달 축(101)을 통해 전달되는 동력을 축 발전기(123)로 연결하거나 연결해제할 수 있다.
축 발전기(123)는 모터 겸용 축 발전기로 구성될 수 있다. 축 발전기(123)에서 생산되어 전기저장장치(150)에 저장된 전기는 이러한 모터 겸용 축 발전기(123)에 공급되어, 부 클러치(124) 및 기어박스(130)를 통해 추진체(140)를 구동할 수 있다. 따라서, 주 추진 엔진(110)이 고장 등의 이유로 정지되거나, 선박이 항구에 인접한 지역에서 저속 모드로 운항할 때와 같이 환경오염 물질의 배출이 문제되어 주 추진 엔진(110)을 사용하기 어려운 경우에는, 전기저장장치(150)에 저장된 전기를 이용하여 선박을 추진할 수 있게 된다. 이는 주 추진 엔진(110)이 정지된 경우 대체 수단으로 전기를 이용하여 선박의 추진이 가능하게 하면서도, 선박의 저속 모드에서 환경오염 물질의 배출을 획기적으로 줄일 수 있게 한다.
선박에는 전기를 생산하기 위한 하나 이상의 발전 엔진(120)이 구비된다. 발전 엔진(120)의 전부 또는 일부는 액화연료가스를 연료로 사용할 수 있는 엔진으로 구성될 수 있다. 발전 엔진(120)에는 발전기(121)가 부착되어 전기를 생산하고, 생산된 전기의 일부는 전기저장장치(150)에 저장된다.
발전기(121)에서 생산되어 전기저장장치(150)에 저장된 전기도 마찬가지로, 모터 겸용 축 발전기(123)에 공급되어 부 클러치(124) 및 기어박스(130)를 통해 추진체(140)를 구동하는데 이용될 수 있다. 이와 달리, 발전기(121)에서 생산된 전기는 직접 모터 겸용 축 발전기(123)에 공급되어 추진체(140)를 구동하는데 이용될 수도 있다.
통상 선박이 항구에 정박 중일 때에는, 주 추진 엔진은 정지되지만 선박에 필요한 전기를 공급하기 위해 발전 엔진은 작동해야 하는데, 환경 규제로 인해 환경오염 물질이 많이 배출되는 연료유를 연료로 이용하는 발전 엔진은 사용하기 어려운 경우가 있다. 종래에는 이를 위해 환경오염 물질의 배출이 거의 없는 연료가스를 연료로 사용하는 발전 엔진을 사용하기도 하지만, 이러한 발전 엔진은 고가여서 많은 교체 비용이 들게 된다. 또한, 발전 엔진으로 일반 디젤용 엔진이 사용되는 경우, 배기가스 처리장치를 설치하기 위한 비용이 발생된다.
따라서, 본 발명에서는 선박의 운항 중에 주 추진 엔진(110)에서 전달되는 잉여 동력 또는 발전 엔진(120)에서 생산되는 잉여 전력을 전기저장장치(150)에 저장시켜 놓았다가, 선박이 항구에 정박 중일 때, 전기저장장치(150)에 저장된 전기를 이용하여 선박에 필요한 전기를 공급하게 된다. 따라서, 기존에 연료유를 이용하여 발전하는 발전 엔진을 연료가스를 연료로 사용하는 발전 엔진으로 교체하지 않거나 일부만 교체하여 선박에 필요로 하는 전기를 공급할 수 있어, 선박의 건조 비용 또는 기존의 발전 엔진의 교체 비용을 상당히 절감할 수 있다.
또한, 축 발전기(123)가 모터 겸용 축 발전기로 구성될 경우, 선박이 항구에 인접한 곳을 항해할 때와 같이 저속모드로 추진하는 경우, 주 추진 엔진(110)을 작동시키지 않고 전기저장장치(150)에 저장된 전기를 이용하여 선박을 추진할 수 있어, 환경오염 물질의 배출을 획기적으로 줄일 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
101 : 동력전달 축
110 : 주 추진 엔진
111 : 주 클러치
120 : 발전 엔진
121 : 발전기
123 : 축 발전기
124 : 부 클러치
130 : 기어박스
140 : 추진체
150 : 전기저장장치

Claims (6)

  1. 전기저장장치를 갖는 부유식 구조물의 운항방법으로서,
    상기 부유식 구조물은,
    상기 부유식 구조물의 추진 동력을 얻기 위한 주 추진 엔진과,
    상기 부유식 구조물을 추진하기 위한 추진체와,
    상기 추진체를 상기 주 추진 엔진에 연결하는 동력전달 축과,
    상기 동력전달 축에 연결되어 전기를 생산하기 위한 모터 겸용 축 발전기와,
    상기 모터 겸용 축 발전기에서 생산되는 전기를 저장하는 상기 전기저장장치
    를 포함하며,
    상기 부유식 구조물이 환경규제가 적용되는 곳에서 운항할 때, 연료유로 인한 오염물질 배출을 방지하기 위해 상기 주 추진엔진은 정지하고, 상기 전기저장장치에 저장된 전기를 상기 모터 겸용 축 발전기에 공급하고, 상기 모터 겸용 축 발전기의 구동력을 상기 추진체에 전달하여, 부유식 구조물의 추진동력이 얻어질 수 있도록 하는,
    전기저장장치를 갖는 부유식 구조물의 운항방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 주 추진엔진은, 일정출력 이상에서는 연료유와 연료가스 양자를 연료로서 사용하고, 일정출력 이하에서는 연료유만을 연료로서 사용하는 엔진이며,
    상기 부유식 구조물이 환경규제가 적용되는 곳에서 상기 주 추진엔진의 상기 일정출력 이하로 운항해야 할 때, 연료유로 인한 오염물질 배출을 방지하기 위해 상기 주 추진엔진은 정지하고, 상기 전기저장장치에 저장된 전기를 상기 모터 겸용 축 발전기에 공급하고, 상기 모터 겸용 축 발전기의 구동력을 상기 추진체에 전달하여, 부유식 구조물의 추진동력이 얻어질 수 있도록 하는,
    전기저장장치를 갖는 부유식 구조물의 운항방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 부유식 구조물은,
    상기 동력전달 축에 설치되어, 상기 주 추진 엔진과 상기 추진체를 연결하거나 연결해제하는 주 클러치, 및
    상기 동력전달 축과 상기 모터 겸용 축 발전기를 연결하거나 연결해제하는 부 클러치
    를 더 포함하며,
    상기 주 추진엔진을 정지시키고 상기 모터 겸용 축 발전기에 의해 상기 추진체를 구동시키기 위해서, 상기 주 클러치는 상기 동력전달 축과 상기 주 추진엔진 사이를 연결해제하고, 상기 부 클러치는 상기 동력전달 축과 상기 모터 겸용 축 발전기를 연결하는,
    전기저장장치를 갖는 부유식 구조물의 운항방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 전기저장장치에 저장된 전기는 상기 주 추진 엔진이 정지 시에 상기 부유식 구조물의 각종 전기 기기에서 사용되는,
    전기저장장치를 갖는 부유식 구조물의 운항방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 부유식 구조물은,
    전기를 생산하기 위한 하나 이상의 발전 엔진, 및
    상기 발전 엔진에 각각 부착된 발전기
    를 더 포함하며,
    상기 발전기에서 생산된 전기의 일부는 상기 전기저장장치에 저장되는,
    전기저장장치를 갖는 부유식 구조물의 운항방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 발전 엔진의 전부 또는 일부는 연료가스를 연료로 사용하는,
    전기저장장치를 갖는 부유식 구조물의 운항방법.
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