KR20180076937A - Hybrid generation and propulsion system and method for a vessel - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a hybrid generation and propulsion system of vessel, which operates a propelling body by receiving electric energy from a battery in entry to a port, malfunction of a propelling engine, departure from a port, passage of a channel, and sailing in an environmental regulation zone, so as to attain zero-pollutant emission, and a method thereof. According to one embodiment of the present invention, the hybrid generation and propulsion system of a vessel satisfies the amount of electric energy required for power consumption places installed in the vessel and, at the same time, operates the propulsion body of the vessel to propel the vessel. The system comprises: the battery installed in the vessel to store electric energy received from the land or generated in the vessel; the propelling engine to use natural gas as fuel and to operate the propelling body; a generation engine to use the natural gas as fuel; a generation motor connected to the generation engine to operate the propelling body in the environmental regulation zone; and a shaft generation motor receiving the electric energy from the battery in low speed propulsion to operate the propelling body.

Description

선박의 하이브리드 발전 및 추진 시스템 및 방법{HYBRID GENERATION AND PROPULSION SYSTEM AND METHOD FOR A VESSEL}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a hybrid power generation and propulsion system for a ship,

본 발명은 선박 내에서의 발전 및 추진을 위해 선체 내에 설치되는 추진용 엔진을 포함하는, 선박의 발전 및 추진 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a ship propulsion system and method, including a propulsion engine installed in a hull for power generation and propulsion in the ship.

지금까지 컨테이너 운반선과 같은 상선, 또는 여객선에는 석유를 연료로 사용하는 추진 엔진이 주로 사용되었으나, 환경오염 규제나 유가상승 등의 영향으로 석유보다 값이 훨씬 싸면서도 청정한 에너지원인 액화연료가스, 예를 들어 LNG(또는 LPG, DME 등)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.Until now, propulsion engines that use oil as a fuel have been mainly used for commercial vessels such as container carriers, or passenger ships. However, liquefied fuel gas, which is much cheaper than petroleum due to environmental pollution regulations and rising oil prices, For example, ships equipped with propulsion engines using LNG (or LPG, DME, etc.) as fuel are on the increase. In addition, since the price of LNG in summer is about 50% lower than that in winter, LNG can be bought and stored in a low price summer, which is a very favorable energy source in terms of price.

일반적으로, 선박에서 배출되는 폐기가스 중 국제 해사 기구(International Maritime Organization)의 규제를 받고 있는 것은 질소산화물(NOx)과 황산화물(SOx)이며, 최근에는 이산화탄소(CO2)의 배출도 규제하려 하고 있다. 특히, 질소산화물(NOx)과 황산화물(SOx)의 경우, 1997년 해상오염 방지협약(MARPOL; The Prevention of Marine Pollution from Ships) 의정서를 통하여 제기되고, 2005년 5월에 발효요건을 만족하여 현재 강제규정으로 이행되고 있다.In general, among the waste gases emitted from vessels, those regulated by the International Maritime Organization are nitrogen oxides (NOx) and sulfur oxides (SOx), and in recent years they have also been trying to regulate the emission of carbon dioxide (CO 2 ) have. Particularly, in the case of nitrogen oxide (NOx) and sulfur oxides (SOx), it was raised through the Protocol of the Maritime Pollution Prevention Convention (MARPOL) in 1997, It is being implemented as a compulsory regulation.

LNG(또는 LPG, DME 등)를 연료로 사용하여 추진 또는 발전 동력을 얻을 수 있는 선박용 엔진으로는 MEGI 엔진 또는 DF 엔진(DFDE(Dual Fuel Diesel Electric) 시스템에서 사용) 등이 있다. MEGI 엔진 또는 DF 엔진은 LNG(또는 LPG, DME 등)를 압축한 후, 분사하여 연소시키는 것으로서 가스분사엔진으로 불려진다. 특히, MEGI 엔진은 연료를 고압(150 ~ 400 bar)으로 압축한 후, 분사하여 연소시키는 것으로서 고압가스 분사엔진으로 불려진다.Examples of marine engines for propulsion or power generation using LNG (or LPG, DME, etc.) as fuel include MEGI engines or DF engines (used in dual fuel diesel electric systems). The MEGI engine or the DF engine compresses the LNG (or LPG, DME, etc.), and injects and burns it, which is called a gas injection engine. In particular, the MEGI engine is a high-pressure gas injection engine that compresses fuel to high pressure (150 to 400 bar) and then injects and burns it.

MEGI 엔진은 LNG를 극저온에 견디는 저장탱크에 저장하여 운반하도록 하는 LNG 운반선 등과 같은 선박(본 명세서에서 선박이란, LNG 운반선을 비롯하여, LNG FPSO, LNG FSRU 등의 해상 플랜트까지도 모두 포함하는 개념이다.)에 설치될 수 있다. MEGI 엔진은 천연가스 등의 연료가스를 MDO, HFO 등의 연료유와 함께 연료로서 사용하게 되며, 그 부하에 따라 엔진에 대하여 대략 150 ~ 400 bara(절대압력) 정도의 고압의 연료 공급압력이 요구된다.The MEGI engine is a ship such as an LNG carrier that stores and transports LNG in a cryogenic storage tank (in this specification, a vessel is a concept including LNG carrier, LNG FPSO, and LNG FSRU). As shown in FIG. The MEGI engine uses fuel gas such as natural gas as fuel together with fuel oil such as MDO and HFO. Depending on the load, a high-pressure fuel supply pressure of about 150-400 bara (absolute pressure) is required for the engine do.

주로 추진용 엔진으로서 사용되고 있는 MEGI 엔진은, 추진을 위해 프로펠러에 직결되어 사용될 수 있으며, 이를 위해 MEGI 엔진은 저속으로 회전하는 2행정 엔진으로 이루어진다. 즉, MEGI 엔진은 저속 2행정 고압 천연가스 분사 엔진이다.The MEGI engine, which is mainly used as a propulsion engine, can be used directly for the propeller for propulsion. To this end, the MEGI engine consists of a two-stroke engine rotating at low speed. That is, the MEGI engine is a low-speed two-stroke high-pressure natural gas injection engine.

MEGI 엔진은 연료유(예를 들어, HFO, MDO 등)와 연료가스(예를 들어, LNG, LPG, DME 등) 모두를 연료로 사용하면서, 저출력(예를 들어, 최대출력의 30% 이하)이 요구될 때에는 연료유만을 엔진으로 공급하여 출력을 얻고, 고출력(예를 들어, 최대출력의 30% 이상)이 요구될 때에는 연료유와 연료가스를 함께 엔진에 공급하여 출력을 얻는 구조로 작동된다. 이러한 고압 천연가스 분사 엔진으로서의 MEGI 엔진의 운전방식은 등록특허 제0396471호에 개시되어 있다.The MEGI engine can be operated at low output (for example, 30% or less of the maximum output) while using fuel (for example, HFO, MDO, etc.) and fuel gas (for example, LNG, LPG, DME, (For example, 30% or more of the maximum output) is required, the fuel oil and the fuel gas are supplied to the engine together to obtain an output, . A method of operating the MEGI engine as such a high-pressure natural gas injection engine is disclosed in Japanese Patent Registration No. 0396471.

또한, 추진이나 발전용으로 사용되고 있는 DF 엔진은 연료유와 연료가스를 혼합연소하거나 연료유와 연료가스 중에서 선택된 하나만을 연료로 사용할 수 있는 엔진이다.In addition, the DF engine, which is used for propulsion or power generation, is an engine that can mix fuel oil and fuel gas, or use only one selected from fuel oil and fuel gas as fuel.

DF 엔진은 MEGI 엔진과 같은 고압으로 연료가스를 공급할 필요가 없으며, 대략 수 내지 수십 bara 정도로 연료를 압축하여 공급하면 된다. 예를 들어, DF 엔진은 DFDE(Dual Fuel Diesel Electric) 시스템에서 사용될 수 있다. DFDE 시스템에 따르면, DF 엔진의 구동력에 의해 발전기를 구동시켜 전력을 얻고, 이 전력을 이용하여 추진용 모터를 구동시키거나 각종 장치나 설비를 운전한다.The DF engine does not need to supply the fuel gas at a high pressure such as the MEGI engine. The DF engine can be supplied with the fuel compressed to about several to several tens of bara. For example, the DF engine can be used in a dual fuel diesel electric (DFDE) system. According to the DFDE system, the generator is driven by the driving force of the DF engine to obtain electric power, and the electric power is used to drive the propulsion motor or to operate various devices or equipments.

위에서 살펴본 바와 같이 선박의 발전 및 추진을 위해 설치되는 엔진에서 오염물질이 배출되므로, 항구에 인접한 해역 등은 환경오염 규제가 적용되는 해역이므로 연료유로 인한 오염물질 배출을 최소화할 필요가 있다.As mentioned above, since the pollutants are discharged from the engine installed for the development and the propulsion of the ship, it is necessary to minimize the pollutant discharge due to the fuel flow, since the sea area adjacent to the port is the sea to which the environmental pollution control is applied.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 항구 진입시 뿐만 아니라 추진용 엔진 작동 불능시, 출항시, 운하통과시, 환경규제지역 운항시에도 배터리를 통해 전력을 공급받아 추진체를 구동시킴으로써 오염물질 배출량 제로를 달성할 수 있는 하이브리드 발전 및 추진 시스템을 갖는 선박을 제공하고자 하는 것이다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a propulsion system for an internal combustion engine, And to provide a ship having a hybrid power generation and propulsion system capable of achieving zero emission of pollutants.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 선박 내에 설치된 전력수요처에서 필요로 하는 전력량을 충족시키는 동시에 선박의 추진체를 구동시켜 선박을 추진하기 위한 선박의 하이브리드 발전 및 추진 시스템으로서, 상기 선박에 설치되어, 육상으로부터 공급받은 전력 또는 상기 선박내에서 발전된 전력을 저장하는 배터리; 천연가스를 연료로서 사용하며, 상기 추진체를 구동시키는 추진용 엔진; 상기 천연가스를 연료로서 사용하는 발전용 엔진; 상기 발전용 엔진에 연결되어 환경규제지역에서 상기 추진체를 구동시키는 발전용 모터; 및 저속 추진시 상기 배터리로부터 전력을 공급받아 상기 추진체를 구동시키는 축발전용 모터를 포함하는, 하이브리드 발전 및 추진 시스템이 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a hybrid power generation and propulsion system for a ship to propel a propulsion body of a ship while satisfying an amount of power required by a power consumer installed in the ship, A battery for storing power supplied from the land or power generated in the ship; A propulsion engine that uses natural gas as fuel and drives the propellant; A power generation engine using the natural gas as fuel; A power generation motor connected to the power generation engine for driving the propellant in an environment regulation region; And a propulsion dedicated motor for supplying power from the battery to propel the propellant at low speed propulsion.

상기 선박 내부 또는 상기 선박 외부에는 변압기와 전력변환기를 포함하는 전력변환장치를 구비하고, 상기 육상으로부터 공급받은 전력을 상기 전력변환장치를 거쳐 상기 배터리에 공급할 수 있다.A power conversion device including a transformer and a power converter is provided inside or outside the ship, and the power supplied from the land can be supplied to the battery through the power conversion device.

상기 배터리는 상기 육상에 설치된 전력변환장치를 거쳐 상기 육상의 전력을 공급받을 수 있다.The battery may be supplied with the onshore power through a power conversion device installed on the land.

상기 발전용 모터 및 상기 축발전용 모터는 모터 겸용 발전기일 수 있다.The power generation motor and the power generation dedicated motor may be a motor combined power generator.

상기 발전용 엔진에 연결된 발전기는 BUS에 전기적으로 직접 연결되거나 또는 상기 배터리에 충전용 전력으로 변환하는 컨버터를 통해 상기 배터리에 연결될 수 있다.The generator connected to the power generation engine may be electrically connected directly to the BUS or may be connected to the battery through a converter that converts the battery into charging power.

상기 추진용 엔진은 기어박스를 통하여 상기 축발전용 모터와 연결되고, 상기 축발전용 모터는 BUS에 전기적으로 직접 연결되거나 또는 상기 배터리에 충전용 전력으로 변환하는 컨버터를 통해 상기 배터리에 연결될 수 있다.The propulsion engine is connected to the dedicated motor via a gear box, and the dedicated motor may be electrically connected directly to the BUS or connected to the battery through a converter that converts the charging power into the battery.

상기 배터리와 상기 축발전용 모터 사이에는 VFD가 배치되고, 상기 VFD는 상기 배터리로부터 공급된 전력의 주파수를 변화시켜 해당 축발전용 모터의 속도를 제어할 수 있다.A VFD is disposed between the battery and the dedicated dedicated motor, and the VFD can control the speed of the corresponding dedicated motor by changing the frequency of the power supplied from the battery.

상기 추진용 엔진 및 상기 발전용 엔진은 모두 MEGI 엔진일 수 있다.The propulsion engine and the power generation engine may all be MEGI engines.

상기 선박에 화물을 선적하거나 하역하는 동안 상기 추진용 엔진 및 상기 발전용 엔진을 정지시키고 상기 배터리의 전력을 육상의 소요처에 공급할 수 있다.The propulsion engine and the power generation engine may be stopped and the electric power of the battery may be supplied to the onshore target while the ship is loaded or unloaded.

상기 추진용 엔진과 상기 기어박스 사이, 상기 기어박스와 상기 추진체 사이, 상기 기어박스와 상기 발전용 모터 사이, 그리고 상기 기어박스와 상기 축발전용 모터 사이에는 동력의 전달 및 해제를 가능하게 하는 클러치가 각각 설치될 수 있다.A clutch for enabling transmission and disengagement of power between the propulsion engine and the gear box, between the gear box and the propellant, between the gear box and the generator motor, and between the gearbox and the propulsion dedicated motor Respectively.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 선박 내에 설치된 전력수요처에서 필요로 하는 전력량을 충족시키는 동시에 선박의 추진체를 구동시켜 선박을 추진하기 위한 선박의 운항 방법으로서, 육상으로부터 공급받은 전력 또는 상기 선박내에서 발전된 전력을 배터리에 저장하고, 천연가스를 연료로서 사용하는 추진용 엔진 및 발전용 엔진 중 적어도 하나에 의해 상기 추진체를 구동시키고, 환경규제지역에서 상기 발전용 엔진에 연결되는 발전용 모터에 의해 상기 추진체를 구동시키며, 저속 추진시 상기 배터리로부터 전력을 공급받은 축발전용 모터에 의해 상기 추진체를 구동시키는, 선박의 운항 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of operating a ship for propelling a ship by operating a propulsion body of the ship while meeting the amount of power required by a power consumer installed in the ship, A propulsion engine and a power generation engine that store electric power in a battery and use natural gas as fuel and drive the propellant by at least one of the propulsion engine and the power generation engine, And drives the propellant by a dedicated dedicated motor supplied with power from the battery when propelling the propeller at low speed.

상기 선박의 운항 방법에 따르면, 상기 선박의 정속 운전시 상기 추진용 엔진에 의해 상기 추진체를 구동시키고, 상기 추진용 엔진의 여분의 출력으로 상기 추진용 엔진과 기어박스를 통하여 연결된 축발전용 모터에 동력을 전달하고, 상기 축발전용 모터에 의해 생산된 전력을 BUS를 통해 전력수요처에 공급되거나 컨버터를 거쳐 배터리를 충전시킬 수 있다.According to the operation method of the ship, the propulsion engine is driven by the propulsion engine during the constant speed operation of the ship, and the propulsion engine is connected to the propulsion engine through an extra output of the propulsion engine, And the electric power produced by the dedicated motor can be supplied to the electric power consumer through the BUS or the battery can be charged through the converter.

상기 선박의 운항 방법에 따르면, 상기 환경오염 규제가 적용되는 해역을 운전시 상기 추진용 엔진 및 상기 발전용 엔진이 동시에 가동되는 경우, 상기 추진용 엔진에 의해 구동되는 상기 추진체로의 동력 전력을 서서히 중지시키고, 상기 배터리의 전력을 공급받은 상기 축발전용 모터에 의해 상기 추진체를 구동시킬 수 있다.According to the operation method of the ship, when the propulsion engine and the power generation engine are simultaneously operated in operation of a sea to which the environmental pollution control is applied, the propulsion power driven by the propulsion engine is gradually And the propellant can be driven by the dedicated dedicated motor supplied with the power of the battery.

상기 선박의 운항 방법에 따르면, 항구 진입시 상기 추진용 엔진 및 상기 발전용 엔진이 정지되고, 상기 배터리의 전력을 공급받은 상기 축발전용 모터에 의해 상기 추진체를 구동시킬 수 있다.According to the operation method of the ship, when the port enters, the propulsion engine and the power generation engine are stopped, and the propulsion body can be driven by the propulsion dedicated motor supplied with the power of the battery.

상기 선박의 운항 방법에 따르면, 상기 선박에 화물을 선적하거나 하역하는 동안 상기 추진용 엔진 및 상기 발전용 엔진을 정지시키고, 상기 배터리의 전력을 육상의 소요처에 공급할 수 있다.According to the operation method of the ship, it is possible to stop the propulsion engine and the power generation engine while loading or unloading the cargo on the ship, and to supply the electric power of the battery to the terrestrial destination.

본 발명의 실시예에 따르면 항구 진입시 뿐만 아니라 추진용 엔진 작동 불능시, 출항시, 운하통과시, 환경규제지역 운항시에도 배터리를 통해 전력을 공급받아 추진체를 구동시킴으로써 오염물질 배출량 제로를 달성할 수 있는 효과가 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to achieve zero emission of pollutants by driving the propellant through the battery even when the engine is inoperable, when the engine is inoperable, when it departs, when the canal passes, There is an effect.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면 환경오염 규제가 적용되는 해역에서 추진 엔진이 꺼지더라도 발전용 엔진에 연결된 발전용 모터에 의해 추진체를 구동시킴에 따라 안전하게 항구로 접안할 수 있는 효과도 있다.In addition, according to the embodiment of the present invention, even when the propulsion engine is turned off in a sea area to which environmental pollution control is applied, the propulsion body can be driven safely by the power generation motor connected to the power generation engine.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면 선박에 설치된 추진용 엔진 및 발전용 엔진이 가동 중에 엔진에 각각 연결되어 있는 축발전용 모터 및 발전용 모터를 통해 생산된 전력으로 배터리를 충전시킴에 따라 선박에서 화물을 선적하거나 하역하는 동안 추진용 엔진 및 발전용 엔진을 정지시키더라도 배터리에 충전된 전력을 육상의 소요처에 공급하는 구조로 Cold-Ironing에 적합한 효과도 있다.In addition, according to the embodiment of the present invention, since the propulsion engine and the power generation engine installed on the ship are charged with the electric power produced through the motor for exclusive use of power generation and the power generation motor connected to the engine during operation, Even when the engine for propulsion and the engine for power generation are stopped during shipment or unloading, the electric power charged in the battery is supplied to the terrestrial destination, which is suitable for cold-ironing.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태를 따른 하이브리드 발전 및 추진 시스템을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 제2 실시형태를 따른 하이브리드 발전 및 추진 시스템을 나타내는 도면,
도 3 및 도 4는 정속운전시 전력의 흐름을 표시한 도면,
도 5는 환경오염 규제가 적용되는 해역 운전시 전력의 흐름을 표시한 도면, 그리고
도 6은 항구 진입시 전력의 흐름을 표시한 도면.1 is a diagram of a hybrid power generation and propulsion system according to a first embodiment of the present invention,
2 is a diagram illustrating a hybrid power generation and propulsion system according to a second embodiment of the present invention;
3 and 4 are diagrams showing the flow of electric power at the constant speed operation,
FIG. 5 is a view showing a flow of electric power in a sea area operation to which environmental pollution control is applied, and
6 is a view showing a flow of electric power when entering a port.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 및 도 2에는, 예를 들어, 선박 내에 2개의 추진용 엔진(40)이 설치되고, 2개의 발전용 엔진(50)이 설치된 발전 및 추진 시스템이 개략적으로 도시되어 있다.1 and 2 schematically show a power generation and propulsion system in which, for example, two propulsion engines 40 are installed in a ship and two power generation engines 50 are installed.

도 1에서는 육상에 설치된 전력변환장치(20)를 통해 선박내 배터리에서 공급받는 하이브리드 발전 및 추진 시스템이 도시되어 있고, 도 2에서는 전력변환장치(20)가 선박내 설치된 하이브리드 발전 및 추진 시스템이 도시되어 있다.FIG. 1 shows a hybrid power generation and propulsion system that is supplied from a battery in a ship through a power conversion device 20 installed on the land. In FIG. 2, a hybrid power generation and propulsion system, in which a power conversion device 20 is installed in a ship, .

각각의 추진용 엔진(40)은 예를 들어 프로펠러로 이루어진 추진체(41)와 직결되어 동력을 직접 전달하도록 구성되어 있다. 또, 각각의 발전용 엔진(50)은 발전용 모터(52)를 직접 구동하도록 구성될 수 있다. 발전용 엔진(50)에 의해 구동되는 발전용 모터(52)는 전력을 생산하고, 생산된 전력은 BUS(60)를 통해 선박 내의 각종 전력 수요처에 공급되거나, 충전용 전력으로 변환시키는 컨버터(54)를 거쳐 배터리(30)에 직접 공급된다.Each of the propulsion engines 40 is configured to directly transmit the power directly to the propellant 41 made of, for example, a propeller. Further, each of the power generation engines 50 can be configured to directly drive the power generation motor 52. The power generation motor 52 driven by the power generation engine 50 produces electric power and the produced electric power is supplied to the various electric power consumers in the ship via the bus 60 or the converter 54 And is directly supplied to the battery 30. [

배터리(30)는 육상의 전력을 공급받아 저장한다. 이러한 배터리(30)는 도 2에 도시된 바와 같이 육상의 전력(10)을 선박내 설치된 전력변환장치(20)와 연결되거나, 도 1에 도시된 바와 같이 육상에 구비된 전력변환장치(20)와 연결될 수 있다.The battery 30 receives and stores electric power onshore. 2, the battery 30 is connected to the power conversion apparatus 20 installed in the ship or to the power conversion apparatus 20 provided on the land as shown in FIG. 1, Lt; / RTI >

상술된 전력변환장치(20)는 육상 전력을 변압시키는 변압기(22)와, 변압기(22)와 배터리(30) 사이에 위치하며, 변압기(22)에 의해 변압된 전력을 배터리(30)에서 요구하는 전력으로 변환시키는 전력변환기(24)를 포함한다.The power conversion apparatus 20 described above includes a transformer 22 for transforming the offshore power and a transformer 22 which is located between the transformer 22 and the battery 30 and which supplies power transformed by the transformer 22 to the battery 30 The power converter 24 converts the power supplied from the power converter 24 into electric power.

본 발명에 따르면, 하이브리드 발전 및 추진 시스템은, 동일한 종류의 엔진을 장착하여, 선박 내에 설치된 각종 전력수요처에서 필요로 하는 전력량을 충족시키는 동시에, 선박의 추진체(41)를 구동시켜 선박을 추진할 수 있다.According to the present invention, the hybrid power generation and propulsion system can be equipped with the same kind of engine to meet the required amount of electric power in various power consumers installed in the ship, and at the same time, propelling the propulsion body 41 of the ship to propel the ship .

추진용 엔진(40)은 MEGI 엔진일 수 있고, 발전용 엔진(50)도 MEGI 엔진일 수 있다. 즉, 발명의 하이브리드 발전 및 추진 시스템은, 동일한 종류의 엔진을 장착하여, 선박 내에 설치된 각종 전력수요처에서 필요로 하는 전력량을 충족시키는 동시에, 선박의 추진체(41)를 구동시켜 선박을 추진할 수 있다. 본 명세서에서 "동일한 종류의 엔진" 또는 "동일한 사양의 엔진"이라는 표현은, 엔진의 외형이나 구조가 완벽하게 동일한 엔진을 의미하는 것일 뿐만 아니라, 외형이나 구조가 다소 상이하더라도 사용하는 연료(연료가스 및 연료유)에 대한 요구압력 및 요구온도가 동일한 엔진을 의미하는 것일 수 있다.The propulsion engine 40 may be a MEGI engine, and the power generation engine 50 may be a MEGI engine. That is, the hybrid power generation and propulsion system of the present invention can propel a ship by mounting the engine of the same type, meeting the amount of power required by various power consumers installed in the ship, and driving the propelling body 41 of the ship. The expression "engine of the same kind" or "engine of the same specification" in this specification means not only an engine having the same outer shape and structure as the engine but also a fuel And the required pressure and required temperature for the fuel oil) are the same.

추진용 엔진(40)에는 예를 들어 기어박스(46)를 통하여 축발전용 모터(42)가 연결될 수 있다. 추진용 엔진(40)과 기어박스(46) 사이, 기어박스(46)와 추진체(41) 사이, 기어박스(45)와 축발전용 모터(42) 사이, 그리고 기어박스(46)와 발전용 엔진(50)에 의해 구동되는 발전용 모터(52) 사이에는 각각 클러치가 배치될 수 있으며, 그에 따라 동력전달 여부를 제어할 수 있다. 축발전용 모터(42)는 추진용 엔진(40)에 의해 구동되어 전력을 생산한다.The propulsion engine 40 may be connected to the propulsion motor 42 via a gearbox 46, for example. Between the propulsion engine 40 and the gear box 46, between the gear box 46 and the propellant 41, between the gear box 45 and the propulsion dedicated motor 42, And a power generation motor 52 driven by the generator 50, respectively, so that power transmission can be controlled. The propulsion dedicated motor 42 is driven by the propulsion engine 40 to produce electric power.

상술된 본 발명의 하이브리드 발전 및 추진 시스템은 선박의 정속 운전시에만 엔진추진모드로 운전되는 것은 아니고, 추진용 엔진(40)이 정상적으로 구동되는 동시에 추진용 엔진(40)의 출력 중 여유분의 출력으로 축발전용 모터(42)를 통한 발전으로 배터리(30)를 충전시킬 수 있고, 발전용 엔진(50)에 의해 구동되는 발전용 모터(52)를 통해서도 배터리(30)를 충전시킬 수 있다.The hybrid power generation and propulsion system of the present invention described above is not operated in the engine propulsion mode only at the constant speed of the ship, but is operated normally when the propulsion engine 40 is driven normally and at the same time, The battery 30 can be charged by the power generation through the acceleration dedicated motor 42 and the battery 30 can be charged through the power generation motor 52 driven by the power generation engine 50. [

이러한 축발전용 모터(42)는 BUS(60)에 전기적으로 연결되고, 축발전용 모터(42)와 배터리(30) 사이에는 축발전용 모터(42)에 의해 생산된 전력을 충전용 전력으로 변환시키는 컨버터(48)가 배치될 수 있다.This dedicated commutation motor 42 is electrically connected to the BUS 60 and is provided between the commutation dedicated motor 42 and the battery 30 to convert the power produced by the commutation dedicated motor 42 into charging power. (48) may be disposed.

발전용 엔진(50)에 의해 구동되는 발전용 모터(52)와 배터리(30) 사이에도 해당 발전용 모터(52)에 의해 생산된 전력을 변환시키는 컨버터(54)가 배치될 수 있다.A converter 54 for converting power produced by the power generation motor 52 may be disposed between the power generation motor 52 driven by the power generation engine 50 and the battery 30. [

예를 들어 선박이 항구 주변에서 운항하거나 추진용 엔진이 작동 불능일 때, 본 발명의 하이브리드 발전 및 추진 시스템은 모터추진모드로 운전될 수 있다. 이때, 추진용 엔진(40)은 구동이 정지되는 동시에 기어박스(46)와 추진용 엔진(40) 사이의 클러치가 해제된다. 추진체(41)는 기어박스(46)를 통하여 축발전용 모터(42)와 연결되어, 배터리(30)에 의해 전력을 공급받는 축발전용 모터(42)에 의해 구동될 수 있다. 이러한 축발전용 모터(42)는 배터리(30)의 전력을 해당 모터(42)의 속도로 변환시키는 VFD(47)를 통해 연결되어 있다.For example, the hybrid power generation and propulsion system of the present invention can be operated in the motor propulsion mode when the ship is traveling around a port or the propulsion engine is inoperable. At this time, the drive of the propulsion engine 40 is stopped and the clutch between the gearbox 46 and the propulsion engine 40 is released. The propellant 41 may be driven by a dedicated dedicated motor 42 connected to the dedicated motor 42 via the gear box 46 and supplied with electric power by the battery 30. The dedicated commutation motor 42 is connected via a VFD 47 that converts the power of the battery 30 to the speed of the corresponding motor 42. [

따라서, 항구에 입항하거나 출항할 때와 같은 저속 운항시나, 운하를 통과할 때와 같이 추진을 위해 엔진을 구동할 필요가 없을 때, 배터리(30)를 통해 전력을 공급받은 축발전용 모터(43)에 의해 추진체(41)를 구동시킬 수 있으므로, 항구에 인접한 해역 등은 환경오염 규제가 적용되는 해역에서 오염물질 배출 제로가 가능하여 환경오염 규제조건을 충족시킬 수 있다.Therefore, when there is no need to drive the engine for propulsion, such as when traveling at a low speed such as entering a port or departing a ship, or when passing through a canal, the dedicated motor 43, which is supplied with power through the battery 30, The propellant 41 can be driven by the propellant 41. Therefore, the sea area adjacent to the port can be used as a pollutant discharging source in the sea to which the environmental pollution control is applied, thereby satisfying the environmental pollution control condition.

한편, 배터리(30)에 충전된 전력은 선박의 화물을 선적하거나 하역하는 동안에 육상의 소요처에 공급될 수 있다.On the other hand, the electric power charged in the battery 30 can be supplied to a shore-side destination during shipment or unloading of the cargo.

이하, 도 3 내지 도 6를 참조하여, 본 발명의 하이브리드 발전 및 추진 시스템의 동작을 설명한다.Hereinafter, the operation of the hybrid power generation and propulsion system of the present invention will be described with reference to Figs. 3 to 6. Fig.

하이브리드 발전 및 추진 시스템은, 도 3 및 도 4에 도시된 선박의 정속 운전시 전력 생산 및 충전모드로 운전되거나, 도 5에 도시된 환경규제 지역 운항시 발전용 엔진에 연결된 발전용 모터에 의해 운전되거나, 도 6에 도시된 항구 진입시 제로 배출량을 달성할 수 있도록 추진용 엔진(40)의 구동이 정지되고 배터리를 통해 전력을 공급받아 운전될 수 있다.The hybrid power generation and propulsion system is operated by the power generation and charging mode at the constant speed operation of the ship shown in FIG. 3 and FIG. 4, or by the power generation motor connected to the power generation engine at the operation of the environment regulation region shown in FIG. Alternatively, the drive of the propulsion engine 40 may be stopped so as to achieve a zero emission amount at the time of entering the port as shown in FIG. 6, and may be operated by receiving power through the battery.

예를 들어 선박의 정속운전시, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 하이브리드 발전 및 추진 시스템은 엔진추진모드로 운전될 수 있다. 이때, 추진용 엔진(40)은 추진체(41)를 구동시키는 동시에, 기어박스(46)를 통하여 축발전용 모터(42)에 동력을 전달해 줄 수 있다. 축발전용 모터(42)는 MEGI 엔진(40)으로부터 전달받은 동력에 의해 구동되어 전력을 생산하고, 생산된 전력은 BUS(60)를 통해 전력수요처에 공급되거나 컨버터(48)를 거쳐 배터리(30)에 저장될 수 있다. For example, during constant speed operation of the ship, as shown in FIGS. 3 and 4, the hybrid power generation and propulsion system may be operated in the engine propulsion mode. At this time, the propulsion engine 40 can drive the propellant 41 and can transmit the power to the propulsion-dedicated motor 42 through the gear box 46. The dedicated motor 42 is driven by the power received from the MEGI engine 40 to produce electric power and the produced electric power is supplied to the electric power consumer through the BUS 60 or the battery 30 via the converter 48. [ Lt; / RTI >

한편, 발전용 엔진(50)도 운전되어 발전용 모터(52)를 구동시키며, 발전용 모터(52)에 의해 생산되는 전력은, BUS(60)를 통해 전력수요처에 공급되거나 컨버터(54)를 거쳐 배터리(30)에 저장될 수 있다. Meanwhile, the power generation engine 50 is also operated to drive the power generation motor 52. The power produced by the power generation motor 52 is supplied to the electric power consumer through the BUS 60 or is supplied to the converter 54 And then stored in the battery 30.

축발전용 모터(42)에 의해 생산된 전력은 BUS(60)에 일부 공급되고 나머지 일부는 추진체(41)에 공급될 수 있다. 축발전용 모터(42)는 배터리(30)로부터 VFD(47)를 거쳐 전력을 공급받거나 해당 축발전용 모터에 포함된 발전기에 의해 생산된 전력을 일부 공급받을 수 있다. The electric power produced by the acceleration dedicated motor 42 can be partially supplied to the BUS 60 and the remaining part can be supplied to the propellant 41. [ The powering-up dedicated motor 42 is supplied with power from the battery 30 via the VFD 47 or can receive some power generated by the generator included in the dedicated motor.

도 3에 도시된 바와 같이 엔진추진모드가 NCR 모드인 경우 하이브리드 발전 및 추진 시스템에서의 선박 운항 방법은 두대의 추진용 엔진(40)에 의해 추진체(41)를 각각 구동시킨다. 두대의 추진용 엔진(40)에 따라 구동되는 축 발전용 모터(42)에 의해 생산된 전력은 컨버터(48)를 거쳐 배터리(30)에 저장하고, 두대의 발전용 엔진(50)에 연결된 발전용 엔진(52)에 의해 생산된 전력도 컨버터(54)를 거쳐 배터리(30)에 저장한다. 본 실시예에서 NCR 모드는 후술하는 MCR 모드의 80%임을 감안하여 두대의 추진용 엔진(40)의 동력과 두대의 축발전용 모터(42)의 발전용량을 확보할 수 있다.As shown in FIG. 3, when the engine propulsion mode is the NCR mode, the ship propulsion system in the hybrid power generation and propulsion system drives the propellant 41 by the two propulsion engines 40, respectively. The power produced by the motor 42 for shaft power generation driven by the two propulsion engines 40 is stored in the battery 30 via the converter 48 and the power generated by the power generation motors 42 connected to the two power generation engines 50 The electric power produced by the engine 52 for the vehicle is also stored in the battery 30 via the converter 54. [ In this embodiment, considering that the NCR mode is 80% of the MCR mode described later, the power of the two propulsion engines 40 and the power generation capacity of the two proprietary motors 42 can be ensured.

도 4에 도시된 바와 같이 엔진추진모드가 MCR 모드인 경우 하이브리드 발전 및 추진 시스템에서의 선박 운항 방법은 두 대의 추진용 엔진(40), 두 대의 추진용 엔진(40)에 각각 연결된 축발전용 모터(42) 및 두대의 발전용 엔진(50)에 각각 연결된 발전용 모터(52)에 의해 추진체(41)를 구동시킬 수 있다. 즉 MCR 모드는 두대의 추진용 엔진(40)과 그 추진용 엔진(40)에 각각 연결된 축발전용 모터(42)를 이용하여 추진체(41)를 구동시키는 운전모드지만, 조류 및 바람에 의한 영향에 의해 선속이 부족해질 경우 두대의 발전용 엔진(50)에 각각 연결된 발전용 모터(52)의 동력을 받아 부스팅 역할을 할 수 있다.4, when the engine propulsion mode is the MCR mode, the ship propulsion system in the hybrid power generation and propulsion system includes two propulsion engines 40, a dedicated propulsion motor 40 connected to the two propulsion engines 40 42 and power generating motors 52 connected to the two power generating engines 50, respectively. That is, the MCR mode is an operation mode in which propellant 41 is driven using two propulsion engines 40 and a propulsion dedicated motor 42 connected to the propulsion engine 40, The power generation motors 52 connected to the two power generation engines 50 receive the power of the power generation motors 52 and can act as a boosting power source.

한편, 본 발명의 하이브리드 발전 및 추진 시스템이 설치된 선박이 LNG 운반선 등의 화물선이라면, 항구에서 화물을 선적하고 하역하는 동안, 하이브리드 발전 및 추진 시스템은 발전모드로 운전될 수 있다.Meanwhile, if the ship equipped with the hybrid power generation and propulsion system of the present invention is a cargo ship such as an LNG carrier, the hybrid power generation and propulsion system can be operated in the power generation mode while the cargo is loaded and unloaded at the port.

더 설명하면, 발전모드로 운전시 기어박스(46)와 추진체(41) 사이의 클러치는 해제되고, 추진용 엔진(40)은 축발전용 모터(42)를 구동시켜 전력을 생산할 수 있다. 이때 발전용 엔진(50) 역시 발전용 모터(52)를 구동시켜 전력을 생산한다. 생산된 전력은 배터리(30)에 저장되고, 항구에서 화물을 선적하고 하역하는 동안 육상의 전력수요처 또는 육상의 전력저장소에 공급될 수 있다.More specifically, the clutch between the gear box 46 and the propellant 41 is released during operation in the power generation mode, and the propulsion engine 40 can drive the propulsion dedicated motor 42 to produce electric power. At this time, the power generation engine 50 also drives the power generation motor 52 to produce electric power. The generated power is stored in the battery 30 and can be supplied to the onshore power demand or onshore power reservoir while loading and unloading the cargo at the port.

이와 같이, 하이브리드 발전 및 추진 시스템이 발전모드로 운전될 때에는, 추진용 및 발전용으로 설치된 모든 엔진(40, 50)을 활용하여 전력을 생산하여 생산된 전력을 배터리(30)에 충전시키거나 BUS(60)를 통해 전력수요처에 공급될 수 있다.In this way, when the hybrid power generation and propulsion system is operated in the power generation mode, all the engines 40 and 50 installed for propulsion and power generation are utilized to charge the battery 30 with electric power produced by the electric power generation, (60).

본 발명의 하이브리드 발전 및 추진 시스템은, 발전용 엔진과 추진용 엔진으로서 모두 동일한 종류의 MEGI 엔진을 활용하고 있으므로, 하이브리드 발전 및 추진 시스템이 어떤 모드로 운전되고 있는지와 관계없이, 모든 경우에 MEGI 엔진에서 요구하는 압력 및 온도에 맞춰 LNG 및 증발가스를 처리하기만 하면 된다.Since the hybrid power generation and propulsion system of the present invention utilizes the same kind of MEGI engine as both the power generation engine and the propulsion engine, regardless of the mode in which the hybrid power generation and propulsion system is operating, the MEGI engine It is only necessary to treat the LNG and the evaporating gas in accordance with the required pressure and temperature.

도 5에는 환경오염 규제가 적용되는 해역 운전시 전력의 흐름을 표시한 도면이 도시되어 있다. 도 5에서는 발전용 엔진(50) 가동시의 전력 흐름으로, 추진체(41)에 공급되는 전력의 흐름을 화살표로 표시하였다.Fig. 5 is a view showing a flow of electric power when the marine operation is applied to the environmental pollution control. 5, the flow of electric power supplied to the propellant 41 is indicated by an arrow in the electric power flow when the electric power generating engine 50 is operating.

예를 들어 환경오염 규제가 적용되는 해역 운항시, 도 5에 도시된 바와 같이, 하이브리드 발전 및 추진 시스템은 발전용 엔진(50)의 동력을 전달받은 발전용 모터(52)에 의해 추진체(41)를 구동시키는 EPS 모드로 운전될 수 있다. 이때 추진용 엔진(40)은 발전용 엔진(50)과 동시에 동작하다가 서서히 중지시키는 것이 바람직하다.5, the hybrid power generation and propulsion system includes a propulsion unit 41 that is driven by a power generation motor 52 that has received the power of the power generation engine 50, In the EPS mode. At this time, it is preferable that the propulsion engine 40 is operated simultaneously with the engine 50 for power generation, and is then gradually stopped.

먼저, 추진용 엔진(40)의 동력으로 인한 추진체(41)의 구동은 서서히 중지시키고, 발전용 엔진(50)에 연결된 발전용 모터(52)에 의해 생산된 전력을 기어박스(46)를 거쳐 공급받아 추진체(41)를 구동시킨다. 이에 따라 환경 오염 규제가 적용되는 해역 운항시 추진용 엔진(40)이 정지되고 천연가스를 연료로 사용하는 발전용 엔진(50)의 구동을 통해 연료유로 인한 오염물질 배출량을 저감시킬 수 있다.First, the driving of the propellant 41 due to the power of the propulsion engine 40 is gradually stopped, and the electric power generated by the power generation motor 52 connected to the power generation engine 50 is transmitted through the gear box 46 And drives the propellant 41. Accordingly, the engine for propulsion (40) is stopped and the amount of pollutants discharged due to the fuel flow is reduced through driving of the engine (50) using natural gas as fuel.

도 6에는 항구 진입시 전력의 흐름을 표시한 도면이 도시되어 있다. 도 6에서는 오염물질의 배출량을 제로로 만족시킬 수 있도록 배터리(30)를 거쳐 추진체(41)에 공급되는 전력의 흐름을 화살표로 표시하였다.Fig. 6 is a view showing the flow of electric power when entering the port. In FIG. 6, arrows indicate the flow of electric power supplied to the propellant 41 through the battery 30 so as to satisfy the emission amount of pollutants at zero.

먼저, 추진용 엔진(40)의 동력으로 인한 추진체(41)의 구동은 서서히 중지시키고, 배터리(30)로부터 VFD(47)를 거쳐 전력을 공급받는 축발전용 모터(42)에 의해 추진체(41)를 구동시킨다. 이에 따라 항구에 인접한 해역 등은 환경오염 규제가 적용되는 해역에서 전기식으로 선박이 추진되므로 항구에서의 오염물질 배출량 제로를 달성할 수 있다.The driving of the propellant 41 due to the power of the propulsion engine 40 is stopped and the propellant 41 is stopped by the propulsion dedicated motor 42 that receives power from the battery 30 via the VFD 47. [ . As a result, marine vessels adjacent to the harbor can achieve zero emissions of pollutants at the port, as the ship is propelled electrically in the waters where the environmental pollution control is applied.

전술한 바와 같이 추진용 엔진(40)으로서의 MEGI 엔진(40)은 연료유(예를 들어, HFO, MDO 등)와 연료가스(예를 들어, LNG, LPG, DME 등) 모두를 연료로 사용하면서, 저출력(예를 들어, 최대출력의 30% 이하)이 요구될 때에는 연료유만을 엔진으로 공급하여 출력을 얻고, 고출력(예를 들어, 최대출력의 30% 이상)이 요구될 때에는 연료유와 연료가스를 함께 엔진에 공급하여 출력을 얻는 구조로 작동된다. 따라서, 항구에 입항하거나 출항할 때와 같은 저속 운항시나, 운하를 통과할 때와 같이 추진을 위해 엔진을 구동할 필요가 없을 때, 추진용 엔진(40)의 구동은 정지시키고 배터리(30)로부터 전력을 공급받는 축발전용 모터(42)에 의해 추진체(41)를 구동시키므로, 항구에 인접한 해역 등은 환경오염 규제가 적용되는 해역에서 환경오염 규제 조건을 만족시킬 수 있다.As described above, the MEGI engine 40 as the propulsion engine 40 can be used as a fuel while using both fuel oil (e.g. HFO, MDO) and fuel gas (e.g., LNG, LPG, DME, etc.) (For example, 30% or less of the maximum output) is required, the fuel is supplied to the engine to obtain the output, and when high output (for example, 30% Gas is supplied to the engine together to obtain an output. Thus, when driving the engine for propulsion is not required, such as when traveling at low speeds, such as when entering a port or departing, or when passing through a canal, the driving of the propulsion engine 40 is stopped, Since the propellant 41 is driven by the dedicated commutation motor 42 supplied with electric power, the sea area adjacent to the port can satisfy the environmental pollution control condition in the sea to which the environmental pollution control is applied.

본 발명의 하이브리드 발전 및 추진 시스템은 환경오염 규제가 적용되는 해역을 운전시 추진용 엔진(40)의 구동을 정지시키고 발전용 엔진(50)에 연결된 발전용 모터(52)에 의해 생산된 전력을 통해 추진체(41)를 구동시키는 전기식 추진 방식으로 선박을 추진시킬 수 있고, 항구 진입시 배터리(30)의 전력을 공급받은 축발전용 모터(42)를 통해 추진체(41)를 구동시키는 전기식 추진방식으로 선박을 추진시킬 수 있음에 따라, 항구에 인접한 해역 등은 환경오염 규제가 적용되는 해역을 운항하더라도 연료유로 인한 오염물질 배출량 제로를 달성할 수 있다. 또한, 본 발명의 하이브리드 발전 및 추진 시스템은 두대의 추진용 엔진(40)이 꺼지더라도 배터리(30)를 이용하여 축발전용 모터(42)의 기동으로 안전하게 항구로 접안할 수 있다.The hybrid power generation and propulsion system according to the present invention stops the driving of the propulsion engine 40 during operation of the sea to which the environmental pollution control is applied and controls the power generated by the power generation motor 52 connected to the power generation engine 50 The electric propulsion system that drives the propellant 41 through the propulsion dedicated motor 42 supplied with the electric power of the battery 30 at the time of entry into the port, , It is possible to achieve a zero pollutant emission due to the fuel flow even if the sea adjacent to the port operates the sea to which the environmental pollution control is applied. In addition, the hybrid power generation and propulsion system of the present invention can safely berth into a port by starting the propulsion dedicated motor 42 using the battery 30 even when two propulsion engines 40 are turned off.

또한, 본 발명의 하이브리드 발전 및 추진 시스템은 육상의 전력외에도 추진용 엔진(40) 및 발전용 엔진(50)이 가동시에 각 엔진(40, 50)의 동력에 의해 전력을 생산하는 발전기(44, 52)에 의해 배터리(30)를 충전시킬 수 있음에 따라 선박을 선적하거나 하역하는 동안에 육상의 소요처에 충전된 배터리(30)의 전력을 공급할 수 있다.The hybrid power generation and propulsion system of the present invention is a hybrid power generation and propulsion system in which a propulsion engine 40 and a generator 50 for generating electric power by the power of each engine 40, The battery 30 can be supplied with electric power of the battery 30 charged to a place on the shore while the ship is being shipped or unloaded.

이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.The invention being thus described, it will be obvious that the same way may be varied in many ways. Such modifications are intended to be within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

10 : 육상의 전력 20 : 전력변환장치
22 : 변압기 24 : 전력변환기
30 : 배터리 40 : 추진용 엔진
41 : 추진체 42 : 축발전용 모터
46 : 기어박스 47 : VFD
48, 54 : 컨버터 50 : 발전용 엔진
52 : 발전용 모터 60 : 버스10: Power on the land 20: Power converter
22: Transformer 24: Power converter
30: Battery 40: Propulsion engine
41: propellant 42: dedicated motor for acceleration
46: gear box 47: VFD
48, 54: Converter 50: Power generation engine
52: power generation motor 60: bus

Claims (15)

선박 내에 설치된 전력수요처에서 필요로 하는 전력량을 충족시키는 동시에 선박의 추진체를 구동시켜 선박을 추진하기 위한 선박의 하이브리드 발전 및 추진 시스템으로서,
상기 선박에 설치되어, 육상으로부터 공급받은 전력 또는 상기 선박내에서 발전된 전력을 저장하는 배터리;
천연가스를 연료로서 사용하며, 상기 추진체를 구동시키는 추진용 엔진;
상기 천연가스를 연료로서 사용하는 발전용 엔진;
상기 발전용 엔진에 연결되어 환경규제지역에서 상기 추진체를 구동시키는 발전용 모터; 및
저속 추진시 상기 배터리로부터 전력을 공급받아 상기 추진체를 구동시키는 축발전용 모터를 포함하는,
하이브리드 발전 및 추진 시스템.As a hybrid power generation and propulsion system for a ship to propel a ship by driving a propulsion body of a ship while meeting the amount of electric power required by a power consumer installed in the ship,
A battery installed in the ship for storing electric power supplied from the land or electric power generated in the ship;
A propulsion engine that uses natural gas as fuel and drives the propellant;
A power generation engine using the natural gas as fuel;
A power generation motor connected to the power generation engine for driving the propellant in an environment regulation region; And
And a propulsion dedicated motor for supplying power from the battery to propel the propellant when propelling at low speed,
Hybrid generation and propulsion systems. 청구항 1에 있어서,
상기 선박 내부 또는 상기 선박 외부에는 변압기와 전력변환기를 포함하는 전력변환장치를 구비하고, 상기 육상으로부터 공급받은 전력을 상기 전력변환장치를 거쳐 상기 배터리에 공급하는,
하이브리드 발전 및 추진 시스템.The method according to claim 1,
And a power conversion device including a transformer and a power converter is provided in the inside of the ship or outside the ship and the power supplied from the shore is supplied to the battery via the power conversion device,
Hybrid generation and propulsion systems. 청구항 1에 있어서,
상기 배터리는 상기 육상에 설치된 전력변환장치를 거쳐 상기 육상의 전력을 공급받는,
하이브리드 발전 및 추진 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the battery is supplied with power from the onshore via a power conversion device installed on the land,
Hybrid generation and propulsion systems. 청구항 1에 있어서,
상기 발전용 모터 및 상기 축발전용 모터는 모터 겸용 발전기인,
하이브리드 발전 및 추진 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the power generation motor and the motor for dedicated commissioning are a motor-
Hybrid generation and propulsion systems. 청구항 1에 있어서,
상기 발전용 엔진에 연결된 발전기는 BUS에 전기적으로 직접 연결되거나 또는 상기 배터리에 충전용 전력으로 변환하는 컨버터를 통해 상기 배터리에 연결되는,
하이브리드 발전 및 추진 시스템.The method according to claim 1,
The generator connected to the power generation engine is connected directly to the BUS or to the battery through a converter that converts the power into charging power.
Hybrid generation and propulsion systems. 청구항 1에 있어서,
상기 추진용 엔진은 기어박스를 통하여 상기 축발전용 모터와 연결되고,
상기 축발전용 모터는 BUS에 전기적으로 직접 연결되거나 또는 상기 배터리에 충전용 전력으로 변환하는 컨버터를 통해 상기 배터리에 연결되는,
하이브리드 발전 및 추진 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the propulsion engine is connected to the propulsion dedicated motor through a gear box,
The dedicated motor is connected to the battery through a converter electrically connected directly to the BUS or converted into charging power to the battery.
Hybrid generation and propulsion systems. 청구항 1에 있어서,
상기 배터리와 상기 축발전용 모터 사이에는 VFD가 배치되고,
상기 VFD는 상기 배터리로부터 공급된 전력의 주파수를 변화시켜 해당 축발전용 모터의 속도를 제어하는,
하이브리드 발전 및 추진 시스템.The method according to claim 1,
A VFD is disposed between the battery and the dedicated dedicated motor,
Wherein the VFD controls a speed of the corresponding dedicated motor by changing a frequency of power supplied from the battery,
Hybrid generation and propulsion systems. 청구항 1에 있어서,
상기 추진용 엔진 및 상기 발전용 엔진은 모두 MEGI 엔진인,
하이브리드 발전 및 추진 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the propulsion engine and the power generation engine are both MEGI engines,
Hybrid generation and propulsion systems. 청구항 5에 있어서,
상기 선박에 화물을 선적하거나 하역하는 동안 상기 추진용 엔진 및 상기 발전용 엔진을 정지시키고 상기 배터리의 전력을 육상의 소요처에 공급하는,
하이브리드 발전 및 추진 시스템.The method of claim 5,
And stopping the propulsion engine and the power generation engine while the ship is being shipped or unloaded, and supplying the electric power of the battery to an on-
Hybrid generation and propulsion systems. 청구항 6에 있어서,
상기 추진용 엔진과 상기 기어박스 사이, 상기 기어박스와 상기 추진체 사이, 상기 기어박스와 상기 발전용 모터 사이, 그리고 상기 기어박스와 상기 축발전용 모터 사이에는 동력의 전달 및 해제를 가능하게 하는 클러치가 각각 설치되는,
하이브리드 발전 및 추진 시스템.The method of claim 6,
A clutch for enabling transmission and disengagement of power between the propulsion engine and the gear box, between the gear box and the propellant, between the gear box and the generator motor, and between the gearbox and the propulsion dedicated motor Respectively,
Hybrid generation and propulsion systems. 선박 내에 설치된 전력수요처에서 필요로 하는 전력량을 충족시키는 동시에 선박의 추진체를 구동시켜 선박을 추진하기 위한 선박의 운항 방법으로서,
육상으로부터 공급받은 전력 또는 상기 선박내에서 발전된 전력을 배터리에 저장하고,
천연가스를 연료로서 사용하는 추진용 엔진 및 발전용 엔진 중 적어도 하나에 의해 상기 추진체를 구동시키고,
환경규제지역에서 상기 발전용 엔진에 연결되는 발전용 모터에 의해 상기 추진체를 구동시키며,
저속 추진시 상기 배터리로부터 전력을 공급받은 축발전용 모터에 의해 상기 추진체를 구동시키는,
선박의 운항 방법.A method of operating a ship for propelling a ship by driving propulsion of the ship while meeting the amount of power required by a power consumer installed in the ship,
The power supplied from the land or the power generated in the ship is stored in the battery,
The propellant is driven by at least one of a propulsion engine and a power generation engine using natural gas as fuel,
The propulsion body is driven by a power generation motor connected to the power generation engine in an environment regulation area,
And a propulsive motor, which is supplied with electric power from the battery when driving at a low speed,
How the ship operates. 청구항 11에 있어서,
상기 선박의 정속 운전시 상기 추진용 엔진에 의해 상기 추진체를 구동시키고,
상기 추진용 엔진의 여분의 출력으로 상기 추진용 엔진과 기어박스를 통하여 연결된 축발전용 모터에 동력을 전달하고,
상기 축발전용 모터에 의해 생산된 전력을 BUS를 통해 전력수요처에 공급되거나 컨버터를 거쳐 배터리를 충전시키는,
선박의 운항 방법.The method of claim 11,
Wherein the propulsion engine is driven by the propulsion engine during constant speed operation of the ship,
A power transmission unit for transmitting power to a propulsive motor connected to the propulsion engine via a gear box with an extra output of the propulsion engine,
Wherein the electric power generated by the dedicated motor is supplied to the electric power consumer through the BUS or the battery is charged through the converter,
How the ship operates. 청구항 11에 있어서,
상기 환경오염 규제가 적용되는 해역을 운전시 상기 추진용 엔진 및 상기 발전용 엔진이 동시에 가동되는 경우, 상기 추진용 엔진에 의해 구동되는 상기 추진체로의 동력 전력을 서서히 중지시키고,
상기 배터리의 전력을 공급받은 상기 축발전용 모터에 의해 상기 추진체를 구동시키는,
선박의 운항 방법.The method of claim 11,
Wherein when the propulsion engine and the power generation engine are operated at the same time during operation of the sea area to which the environmental pollution control is applied, the power to the propulsion driven by the propulsion engine is gradually stopped,
And a propulsion motor for driving the propellant by the dedicated motor,
How the ship operates. 청구항 13에 있어서,
항구 진입시 상기 추진용 엔진 및 상기 발전용 엔진이 정지되고, 상기 배터리의 전력을 공급받은 상기 축발전용 모터에 의해 상기 추진체를 구동시키는,
선박의 운항 방법.14. The method of claim 13,
Wherein the propulsion engine and the power generation engine are stopped when the port enters, and the propulsion is driven by the propulsion dedicated motor supplied with the power of the battery,
How the ship operates. 청구항 11에 있어서,
상기 선박에 화물을 선적하거나 하역하는 동안 상기 추진용 엔진 및 상기 발전용 엔진을 정지시키고,
상기 배터리의 전력을 육상의 소요처에 공급하는,
선박의 운항 방법.The method of claim 11,
Stopping the propulsion engine and the power generation engine while loading or unloading the cargo on the ship,
The power of the battery is supplied to an on-
How the ship operates.
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KR20210020453A (en) * 2019-08-14 2021-02-24 삼성중공업 주식회사 Ship
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