KR20240006801A - 친환경선박용 추진시스템의 환경계수 산출 시뮬레이터 및 이를 이용한 시뮬레이션 방법 - Google Patents

친환경선박용 추진시스템의 환경계수 산출 시뮬레이터 및 이를 이용한 시뮬레이션 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20240006801A
KR20240006801A KR1020220083513A KR20220083513A KR20240006801A KR 20240006801 A KR20240006801 A KR 20240006801A KR 1020220083513 A KR1020220083513 A KR 1020220083513A KR 20220083513 A KR20220083513 A KR 20220083513A KR 20240006801 A KR20240006801 A KR 20240006801A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
unit
input
propulsion system
output
value
Prior art date
Application number
KR1020220083513A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102679939B1 (ko
Inventor
김종수
전현민
김성완
Original Assignee
국립한국해양대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 국립한국해양대학교산학협력단 filed Critical 국립한국해양대학교산학협력단
Priority to KR1020220083513A priority Critical patent/KR102679939B1/ko
Publication of KR20240006801A publication Critical patent/KR20240006801A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102679939B1 publication Critical patent/KR102679939B1/ko

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B79/00Monitoring properties or operating parameters of vessels in operation
    • B63B79/20Monitoring properties or operating parameters of vessels in operation using models or simulation, e.g. statistical models or stochastic models
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B79/00Monitoring properties or operating parameters of vessels in operation
    • B63B79/30Monitoring properties or operating parameters of vessels in operation for diagnosing, testing or predicting the integrity or performance of vessels
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20Design optimisation, verification or simulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Probability & Statistics with Applications (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

본 발명은 친환경선박용 추진시스템의 환경계수 산출 시뮬레이터 및 이를 이용한 시뮬레이션 방법에 관한 것으로, 본 발명의 시뮬레이터를 이용하여 선박의 기존 추진시스템의 배출가스량 및 선박의 친환경 추진시스템의 배출가스량을 획득하고, 추진시스템의 환경계수 산출을 시뮬레이션하여 기존 추진시스템의 배출가스량 대비 친환경 추진시스템의 배출가스량을 상대적인 환경계수로 산출할 수 있다.

Description

친환경선박용 추진시스템의 환경계수 산출 시뮬레이터 및 이를 이용한 시뮬레이션 방법{Environmental Coefficient Calculation Simulator for Propulsion System for Eco-friendly Ships and Simulation Method using the Same}
본 발명은 친환경선박용 추진시스템의 환경계수 산출 시뮬레이터 및 이를 이용한 시뮬레이션 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 친환경추진방식을 적용하는 선박의 배출가스량을 환경계수 산출 시뮬레이터를 이용한 시뮬레이션에 의해 환경계수를 산출할 수 있도록 하는 친환경선박용 추진시스템의 환경계수 산출 시뮬레이터 및 이를 이용한 시뮬레이션 방법에 관한 것이다.
현재 전 세계적으로 배기가스 저감이 이슈화 되고 있으며 각국은 감축목표를 달성하기 위하여 국가적 역량을 아끼지 않고 있다. 온실효과의 주범인 배기가스는 과거에는 주로 자동차에서 큰 비중을 차지하였지만 국가 간 무역량이 주로 해상 운송수단으로 이루어지기 때문에 선박에서 배출하는 배기가스 배출량도 무시할 수 없는 수준에 도달하고 있다. 해상수송수단에서 대기 중으로 배출되는 오염물질은 수년간 국제사회의 관심의 대상이었으며 현재도 이러한 문제점 즉, 유해물질에 의한 대기환경오염, 기후변화 등을 해결하기 위해 국제해사기구를 중심으로 유해물질의 배출에 대한 규제설정에 박차를 가하고 있다.
이러한 선박에서 배출되는 배기가스를 감소하기 위해 기존의 디젤 기계식 추진방식의 선박을 다양한 친환경추진선박으로 건조하기 위해 많은 연구가 이루어지고 있다.
또한 디젤 기계식 추진방식의 선박을 친환경추진선박으로 건조할 경우 선박의 운항특성, 시스템의 효율, 사용하는 연료, 선박의 운항 목적 및 특성을 고려하여 추진시스템이 선정되어야 한다. 이러한 항목들은 선박의 전체 운항에 필요한 기관의 출력을 결정하며 연료소모량에 따른 이산화탄소 배출량에도 영향을 줄 수 있다. 선박의 운항 목적 및 경로가 동일하더라도 선박의 연료 및 추진시스템 구성에 따라 배출가스량의 차이가 발생할 수 있다.
종래 한국특허등록 제10-2001633호(선박 데이터 수집 및 전송 방법과 이를 수행하는 시스템, 2019.07.12.)에는 종래의 선박 연료 사용량 데이터에 관한 리포트를 수집하여 분석, 관리하는 시스템에 대하여 개시되어 있다. 그러나 종래 기술은 온실가스 배출량 및 에너지효율 데이터의 관리 및 축적을 위하여 선박 운항 또는 연료 사용량 데이터를 수집하여 관리하는 시스템에 대해서만 개시되어 있을 뿐이므로, 선박에서 배출되는 배출가스량의 감소를 위해 선박의 추진시스템의 구성 및 연료에 따른 환경성을 평가할 수 있는 환경계수를 산출할 수 있는 시뮬레이터 및 시뮬레이션 방법이 필요하다.
1. 한국특허등록 제10-2001633호, 선박 데이터 수집 및 전송 방법과 이를 수행하는 시스템, 2019.07.12.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 종래의 온실가스 배출량 및 에너지효율 데이터의 관리 및 축적을 위하여 선박 운항 또는 연료 사용량 데이터를 수집하여 관리하는 시스템이 아닌 친환경추진방식을 적용하는 선박의 배출가스량을 시뮬레이션하여 환경계수를 산출할 수 있는 친환경선박용 추진시스템의 환경계수 산출 시뮬레이터 및 이를 이용한 시뮬레이션 방법을 제공함에 있다.
본 발명에 따른 친환경선박용 추진시스템의 환경계수 산출 시뮬레이터는 시간에 따라 변화하는 선박의 추진시스템 부하 정보를 포함하는 로드프로파일데이터를 수신하는 입력부; 상기 입력부에서 수신된 제1데이터와 배출가스 종류별 정보를 포함하는 룩업테이블의 입력에 의해 연산이 수행되는 수행부; 및 상기 수행부에 의해 수행된 연산에 의해 선박의 총출력량 및 연료소모량을 계산하는 제1연산부; 상기 최종 출력량과 연료소모량을 이용하여 추진시스템의 효율값을 계산하는 제2연산부; 상기 제2연산부에 의해 계산된 추진시스템의 효율을 환경계수로 변환하여 출력하는 출력부; 를 포함할 수 있다.
또한, 상기 수행부는 상기 입력부에서 입력된 시간에 따른 상기 로드프로파일데이터의 값이 출력되어 룩업테이블에 의해 시간에 따라 변화하는 출력 값으로 자동환산이 수행되는 제1수행부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 수행부는 제1수행부에 의해 상기 환산된 시간에 따라 변화하는 출력(kW) 값을 이용하여 특정 연료유의 연료 소비량 정보를 포함하는 룩업테이블과 배출가스 종류별 정보를 포함하는 룩업테이블의 입력이 수행되는 제2수행부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 수행부는 제1수행부에 의해 상기 시간에 따라 변화하는 출력(kW)의 값과 제2수행부에 의해 상기 특정 연료유의 연료 소비량 정보를 포함하는 룩업테이블및 상기 배출가스 종류별 정보가 들어있는 룩업테이블이 각각 곱해진 후 적분이 수행되는 제3수행부를 포함할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 친환경선박용 추진시스템의 환경계수 산출 시뮬레이터를 이용한 시뮬레이션 방법은 입력부가 시간에 따라 변화하는 선박의 추진시스템 부하(%) 정보를 포함하는 로드프로파일데이터를 수신하는 수신단계; 상기 입력부가 상기 수신된 로드프로파일데이터와 배출가스 종류별 정보를 포함하는 룩업테이블을 입력하는 입력단계; 수행부가 상기 입력된 로드프로파일데이터와 배출가스 종류별 정보를 포함하는 룩업테이블의 입력에 의해 연산을 수행하는 수행단계; 및 제1연산부가 상기 수행부에서 수행된 연산에 의해 선박의 총출력량(kWH) 및 연료소모량을 계산하는 제1연산단계; 제2연산부가 상기 제1연사부에서 연산된 총출력량 및 연료소모량을 이용하여 추진시스템의 효율값을 계산하는 제2연산단계; 출력부가 상기 제2연산단계에서 연산된 추진시스템의 효율값을 환경계수로 변환하여 출력하는 출력단계; 를 포함할 수 있다.
또한, 상기 수행단계는 입력된 시간에 따른 상기 로드프로파일데이터의 값과 룩업테이블에 의해 시간에 따라 변화하는 출력(kW) 값으로 자동환산되는 환산단계; 상기 환산된 시간에 따라 변화하는 출력(kW) 값을 이용하여 특정 연료유의 연료 소비량 정보를 포함하는 룩업테이블과 배출가스 종류별 정보가 들어있는 룩업테이블이 입력되는 룩업테이블 입력단계; 상기 환산단계에 의해 획득된 시간에 따라 변화하는 출력(kW)의 값과 상기 룩업테이블 입력단계에서 획득된 연료 소비량 정보를 포함하는 룩업테이블 및 상기 배출가스 종류별 정보가 들어있는 룩업테이블이 각각 곱해진 후 적분되는 룩업테이블 적분단계; 를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2연산단계는 상기 추진시스템의 효율값 획득은 상기 총출력량과 연료소모량으로부터 획득된 연료당 열량을 곱하여 투입된 총연료당 열량 대비 계산된 총출력량을 통해 획득될 수 있다.
본 발명에 의하면, 선박에 적용되는 기존 디젤 기계식 추진시스템 대비 친환경추진시스템의 경제성, 환경성을 계수값을 통해 비교 검토 할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 선박의 운항 프로파일과 대체되는 연료 소모량, 배출가스량과 같은 추진기관의 특성을 통해 환경성 분석이 가능하다.
또한, 본 발명에 의하면, 선박에 적용되는 하이브리드추진시스템, 전기추진시스템, LNG/LPG/암모니아/메탄올 등의 친환경연료 추진시스템 등을 포함하는 다양한 친환경추진시스템에 대한 설비 제작없이 환경성 검토가 가능하다.
또한, 본 발명에 의하면, 선박에 적용되는 다양한 친환경추진시스템에 대하여 선박의 건조 목적에 따른 효율적인 추진시스템의 선정 및 환경계수 제시가 가능하다.
또한, 본 발명에 의하면, 운항프로파일에 따른 추진시스템에 요구되는 출력양의 계산, 연료소모량의 계산, 연료비용의 계산 또한 가능하다.
도 1은 본 발명의 친환경선박용 추진시스템의 환경계수 산출 시뮬레이터 개략도
도 2는 본 발명의 친환경선박용 추진시스템의 환경계수 산출 시뮬레이터 블록도
도 3은 본 발명의 친환경선박용 추진시스템의 환경계수 산출 시뮬레이션 방법 흐름도
기존 연안선박의 건조시 선체 건조비용에만 중점을 두고 운항 경제성과 환경성에 대한 고려는 미비하였다. 기존의 추진시스템은 디젤 직결추진방식 또는 디젤 전기추진방식이었으나, 선박에서 배출되는 배기가스의 문제로 인하여 현재는 하이브리드추진시스템, 전기추진시스템, LNG/LPG/암모니아/메탄올 등을 적용한 다양한 친환경추진시스템이 고려되고 있다.
하지만 친환경추진시스템 또한 목적에 따라 적합한 설계 및 적용이 필요하므로 선박의 설계 전 시뮬레이터를 통해 시뮬레이션하여 예상 운항경로에 따른 다양한 선박의 추진시스템의 환경계수를 획득함으로써 경제성과 환경성을 검토할 수 있다.
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명의 친환경선박용 추진시스템의 환경계수 산출 시뮬레이터는 매트랩/시뮬링크를 활용한 것으로, 매트랩이 설치된 단일 컴퓨터 장치에 설치되어 운영되거나 또는 복수의 컴퓨터 장치에 분산 설치되어 각 컴퓨터 장치가 서로 연결 및 연동되어 작동될 수 있다.
도 1은 본 발명의 친환경선박용 추진시스템의 환경계수 산출 시뮬레이터 개략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 친환경선박용 추진시스템의 환경계수 산출 시뮬레이터는 입력부(10), 수행부(20), 연산부(30), 출력부(40)를 포함할 수 있다.
상기 입력부(10)는 시간에 따라 변화하는 선박의 추진시스템 부하 정보를 포함하는 로드프로파일데이터를 수신할 수 있다. 여기에서, 상기 로드프로파일데이터는 시간에 따라 변화하는 선박의 추진시스템 부하 정보를 포함하는 자료이며, 상기 입력부에 상기 로드프로파일데이터에 포함된 선박의 추진시스템 부하에 대한 다양한 정보가 입력될 수 있다.
또한, 상기 수행부(20)는 상기 입력부에서 수신된 제1데이터와 배출가스 종류별 정보를 포함하는 룩업테이블의 입력에 의해 연산이 수행될 수 있다.
또한, 상기 수행부(20)는 제1수행부(21), 제2수행부(22), 제3수행부(23)를 더 포함할 수 있다. 여기에서, 상기 제1수행부(21)는 상기 입력부(10)에서 입력된 시간에 따른 상기 로드프로파일데이터의 값이 출력되어 룩업테이블에 의해 시간에 따라 변화하는 출력값으로 자동환산이 수행될 수 있다.
또한, 상기 제2수행부(22)는 제1수행부(21)에 의해 수행된 상기 환산된 시간에 따라 변화하는 출력값을 이용하여 SFOC 룩업테이블과 배출가스 종류별 정보가 들어있는 룩업테이블의 입력이 수행될 수 있다. 여기에서, 상기 SFOC 룩업테이블은 특정 연료의 연료 소비량에 대한 정보가 포함될 수 있다.
또한, 상기 제3수행부(23)는 제1수행부에 의해 수행된 상기 시간에 따라 변화하는 출력값과 제2수행부에 의해 수행된 상기 SFOC 룩업테이블 및 상기 배출가스 종류별 정보가 들어있는 룩업테이블이 각각 곱해진 후 적분이 수행될 수 있다.
또한, 여기에서, 상기 연산부(30)는 제1연산부(31), 제2연산부(32)를 포함할 수 있다.
상기 제1연산부(31)는 상기 수행부에 의해 수행된 연산에 의해 선박의 총출력량 및 연료소모량을 계산할 수 있다.
또한, 상기 제2연산부(32)는 상기 최종 출력량과 연료소모량을 이용하여 추진시스템의 효율값을 계산할 수 있다.
또한, 상기 출력부(40)는 상기 제2연산부에 의해 계산된 추진시스템의 효율값을 환경계수로 변환하여 출력할 수 있다.
도 2는 본 발명의 친환경선박용 추진시스템의 환경계수 산출 시뮬레이터 블록도이다. 상기 도 1에서 설명한 바와 마찬가지로, 본 발명의 친환경선박용 추진시스템의 환경계수 산출 시뮬레이터 블록도는 입력부(10), 수행부(20), 연산부(30), 출력부(40)를 포함할 수 있다.
친환경선박용 추진시스템의 환경계수 산출 시뮬레이터는 입력부(10), 수행부(20), 연산부(30), 출력부(40)를 포함할 수 있다.
상기 입력부(10)에서 시간에 따라 변화하는 선박의 추진시스템 부하(%) 정보를 포함하는 로드프로파일데이터를 수신하여 상기 입력부(10)에 상기 로드프로파일데이터에 포함된 선박의 추진시스템 부하 정보를 입력할 수 있다. 다음으로 상기 수행부(20)에서는 상기 입력부(10)에서 수신된 로드프로파일데이터와 배출가스 종류별 정보를 포함하는 룩업테이블의 입력에 의해 연산을 수행할 수 있다. 여기에서, 상기 수행부(20)에 도시된 kW, SFOC, NOx, CO, CO2, HC는 단위 출력값에 대한 초단위 시점에서의 출력 배출가스량을 계산하기 위한 룩업테이블일 수 있다.
또한 여기에서, 상기 수행부(20)는 제1수행부(21), 제2수행부(22), 제3수행부(23)를 더 포함할 수 있다. 상기 제1수행부(21)는 상기 입력부(10)에서 입력된 시간에 따른 상기 로드프로파일데이터의 값이 출력되어 룩업테이블에 의해 시간에 따라 변화하는 출력값으로 자동환산을 수행하며, 상기 제2수행부(22)는 제1수행부(21)에 의해 수행된 상기 환산된 시간에 따라 변화하는 출력값을 이용하여 특정 연료의 연료 소비량에 대한 정보가 포함된 SFOC 룩업테이블과 배출가스 종류별 정보가 들어있는 룩업테이블의 입력을 수행할 수 있다. 다음으로, 상기 제3수행부(23)는 상기 제1수행부(21)에 의해 수행된 상기 시간에 따라 변화하는 출력(kW)의 값과 상기 제2수행부(22)에 의해 수행된 상기 SFOC 룩업테이블 및 상기 배출가스 종류별 정보가 들어있는 룩업테이블을 각각 곱한 후 적분을 수행할 수 있다.
다음으로, 상기 연산부(30)는 수행부(20)가 수행한 연산을 이용하여 선박의 총출력량 및 연료소모량, 그리고 추진시스템의 효율값을 계산할 수 있다. 여기에서, 제1연산부(31)는 상기 수행부가 수행한 연산에 의해 선박의 총출력량 및 연료소모량을 계산할 수 있고, 상기 제2연산부(32)는 상기 최종 출력량과 연료소모량을 이용하여 추진시스템의 효율값을 계산할 수 있다. 다음으로, 상기 출력부(40)는 상기 제2연산부(32)에 의해 계산된 추진시스템의 효율값을 환경계수로 변환하여 출력할 수 있다.
도 3은 본 발명의 친환경선박용 추진시스템의 환경계수 산출 시뮬레이션 방법 흐름도이다. 도 3에 도시된 바와 같이 친환경선박용 추진시스템의 환경계수 산출 시뮬레이션 방법(S1000)은 수신단계(S100), 입력단계(S200), 수행단계(S300), 제1연산단계(S400), 제2연산단계(S500), 출력단계(S600)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 수신단계(S100)는 입력부(10)가 로드프로파일데이터를 수신하는 단계일 수 있다. 여기에서, 상기 로드프로파일데이터는 시간에 따라 변화하는 선박의 추진시스템 부하 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 입력단계(S200)는 상기 입력부(10)가 상기 수신된 로드프로파일데이터와 배출가스 종류별 정보를 포함하는 룩업테이블을 입력하는 단계일 수 있다.
또한, 상기 수행단계(S300)는 수행부(20)가 상기 입력된 로드프로파일데이터와 배출가스 종류별 정보를 포함하는 룩업테이블을 입력하여 연산을 수행하는 단계일 수 있다.
여기에서, 상기 수행단계(S300)는 환산단계(S310), 룩업테이블 입력단계(S320), 룩업테이블 적분단계(S330)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 환산단계(S310)는 수행부(20)가 상기 입력된 시간에 따른 로드프로파일데이터의 값을 출력하여 룩업테이블에 의해 시간에 따라 변화하는 출력값으로 자동환산하는 단계일 수 있다.
또한, 상기 룩업테이블 입력단계(S320)는 수행부(20)가 룩업테이블을 입력하는 단계일 수 있다. 상기 룩업테이블은 환산된 시간에 따라 변화하는 출력값을 이용하여 SFOC 룩업테이블과 배출가스 종류별 정보를 포함할 수 있다. 여기에서, SFOC(Specific fuel oil consumtion)는 특정 연료유의 연료 소비량을 의미할 수 있다. 또한, SFOC는 선박 엔진의 종류에 따라 효율이 다르므로 출력에 따른 연료소모량에 차이가 날 수 있다. 또한, 배출가스의 양은 배출가스의 종류 및 선박에 적용되는 엔진 출력에 따른 압력과 열 조건에 따라 배출가스량이 달라질 수 있다.
또한, 상기 룩업테이블 적분단계(S330)는 수행부(20)가 상기 시간에 따라 변화하는 출력(kW)의 값과 상기 SFOC 룩업테이블 및 상기 배출가스 종류별 정보가 들어있는 룩업테이블을 각각 곱하고 적분하는 단계일 수 있다.
또한, 상기 제1연산단계(S400)는 제1연산부(31)가 상기 수행부(20)에서 수행된 연산에 의해 선박의 총출력량 및 연료소모량을 계산하는 단계일 수 있다.
또한, 상기 제2연산단계(S500)는 제2연산부(32)가 상기 제1연산부(31)에서 연산된 총출력량 및 연료소모량을 이용하여 추진시스템의 효율값을 계산하는 단계일 수 있다.
또한, 상기 출력단계(S600)는 출력부(40)가 상기 제2연산단계에서 제2연산부(32)가 연산한 추진시스템의 효율값을 환경계수로 변환하여 출력하는 단계일 수 있다.
상기 출력단계(S600)에 의해 출력된 환경계수에 대하여 기존 추진시스템의 환경계수를 1로 놓았을 때 친환경 추진시스템의 상대적인 환경계수를 획득하여 환경계수의 비교가 가능한 것이다.
본 발명의 친환경선박용 추진시스템의 환경계수 산출 시뮬레이터 및 이를 이용한 시뮬레이션 방법을 통해 이산화탄소 이외에도 질소산화물, 황산화물, 일산화탄소, 황화수소의 값을 선박 엔진의 시운전 초기에 입력함으로써 선박의 연료소모량에 따른 총출력량을 획득할 수 있으며, 최종적으로 기존 디젤 시스템 대비 친환경추진시스템이 적용된 선박에 대한 상대적인 환경계수값을 획득할 수 있게 되는 것이다.
따라서, 본 발명의 친환경선박용 추진시스템의 환경계수 산출 시뮬레이터 및 이를 이용한 시뮬레이션 방법에 의해 선박에 적용되는 기존 디젤 추진시스템 대비 친환경추진시스템의 환경계수값이 획득되고, 획득된 환경계수값을 비교 및 검토 할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 선박에 적용되는 하이브리드추진시스템, 전기추진시스템, LNG/LPG/암모니아/메탄올 등의 친환경연료가 적용되는 다양한 친환경추진시스템에 대한 시뮬레이션을 통하여 효율적인 추진시스템의 선정이 가능하며 획득된 환경계수값에 대한 제시가 가능하다는 효과가 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
입력부 : 10
수행부 : 20 제1수행부 : 21
제2수행부 : 22 제3수행부 : 23
연산부 : 30 제1연산부 : 31
제2연산부 : 32
출력부 : 40

Claims (7)

  1. 시간에 따라 변화하는 선박의 추진시스템 부하 정보를 포함하는 로드프로파일데이터를 수신하는 입력부;
    상기 입력부에서 수신된 제1데이터와 배출가스 종류별 정보를 포함하는 룩업테이블의 입력에 의해 연산이 수행되는 수행부; 및
    상기 수행부에 의해 수행된 연산에 의해 선박의 총출력량 및 연료소모량을 계산하는 제1연산부;
    상기 최종 출력량과 연료소모량을 이용하여 추진시스템의 효율값을 계산하는 제2연산부;
    상기 제2연산부에 의해 계산된 추진시스템의 효율을 환경계수로 변환하여 출력하는 출력부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 시뮬레이터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수행부는,
    상기 입력부에서 입력된 시간에 따른 상기 로드프로파일데이터의 값이 출력되어 룩업테이블에 의해 시간에 따라 변화하는 출력 값으로 자동환산이 수행되는 제1수행부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시뮬레이터.
  3. 제2항에 있어서, 상기 수행부는,
    제1수행부에 의해 상기 환산된 시간에 따라 변화하는 출력(kW) 값을 이용하여 특정 연료유의 연료 소비량 정보를 포함하는 룩업테이블과 배출가스 종류별 정보를 포함하는 룩업테이블의 입력이 수행되는 제2수행부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시뮬레이터.
  4. 제2항에 있어서, 상기 수행부는,
    제1수행부에 의해 상기 시간에 따라 변화하는 출력(kW)의 값과 제2수행부에 의해 상기 특정 연료유의 연료 소비량 정보를 포함하는 룩업테이블및 상기 배출가스 종류별 정보가 들어있는 룩업테이블이 각각 곱해진 후 적분이 수행되는 제3수행부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시뮬레이터.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 시뮬레이터를 이용한 시뮬레이션 방법으로서,
    입력부가 시간에 따라 변화하는 선박의 추진시스템 부하(%) 정보를 포함하는 로드프로파일데이터를 수신하는 수신단계;
    상기 입력부가 상기 수신된 로드프로파일데이터와 배출가스 종류별 정보를 포함하는 룩업테이블을 입력하는 입력단계;
    수행부가 상기 입력된 로드프로파일데이터와 배출가스 종류별 정보를 포함하는 룩업테이블의 입력에 의해 연산을 수행하는 수행단계; 및
    제1연산부가 상기 수행부에서 수행된 연산에 의해 선박의 총출력량(kWH) 및 연료소모량을 계산하는 제1연산단계;
    제2연산부가 상기 제1연사부에서 연산된 총출력량 및 연료소모량을 이용하여 추진시스템의 효율값을 계산하는 제2연산단계;
    출력부가 상기 제2연산단계에서 연산된 추진시스템의 효율값을 환경계수로 변환하여 출력하는 출력단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 시뮬레이션 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 수행단계는,
    입력된 시간에 따른 상기 로드프로파일데이터의 값과 룩업테이블에 의해 시간에 따라 변화하는 출력(kW) 값으로 자동환산되는 환산단계;
    상기 환산된 시간에 따라 변화하는 출력(kW) 값을 이용하여 특정 연료유의 연료 소비량 정보를 포함하는 룩업테이블과 배출가스 종류별 정보가 들어있는 룩업테이블이 입력되는 룩업테이블 입력단계;
    상기 환산단계에 의해 획득된 시간에 따라 변화하는 출력(kW)의 값과 상기 룩업테이블 입력단계에서 획득된 연료 소비량 정보를 포함하는 룩업테이블 및 상기 배출가스 종류별 정보가 들어있는 룩업테이블이 각각 곱해진 후 적분되는 룩업테이블 적분단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시뮬레이션 방법.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 제2연산단계는,
    상기 추진시스템의 효율값 획득은 상기 총출력량과 연료소모량으로부터 획득된 연료당 열량을 곱하여 투입된 총연료당 열량 대비 계산된 총출력량을 통해 획득되는 것을 특징으로 하는 시뮬레이션 방법.
KR1020220083513A 2022-07-07 2022-07-07 친환경선박용 추진시스템의 환경계수 산출 시뮬레이터 및 이를 이용한 시뮬레이션 방법 KR102679939B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220083513A KR102679939B1 (ko) 2022-07-07 2022-07-07 친환경선박용 추진시스템의 환경계수 산출 시뮬레이터 및 이를 이용한 시뮬레이션 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220083513A KR102679939B1 (ko) 2022-07-07 2022-07-07 친환경선박용 추진시스템의 환경계수 산출 시뮬레이터 및 이를 이용한 시뮬레이션 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20240006801A true KR20240006801A (ko) 2024-01-16
KR102679939B1 KR102679939B1 (ko) 2024-07-02

Family

ID=89719620

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220083513A KR102679939B1 (ko) 2022-07-07 2022-07-07 친환경선박용 추진시스템의 환경계수 산출 시뮬레이터 및 이를 이용한 시뮬레이션 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102679939B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170036344A (ko) * 2015-09-24 2017-04-03 대우조선해양 주식회사 선박용 엔진 운전 방법
KR102001633B1 (ko) 2016-03-31 2019-07-18 엔지엘 주식회사 선박 데이터 수집 및 전송 방법과 이를 수행하는 시스템
KR20200009504A (ko) * 2018-07-19 2020-01-30 대우조선해양 주식회사 선박의 에너지 효율 운항 지표 산출 시스템 및 방법, 동 방법을 컴퓨터에서 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170036344A (ko) * 2015-09-24 2017-04-03 대우조선해양 주식회사 선박용 엔진 운전 방법
KR102001633B1 (ko) 2016-03-31 2019-07-18 엔지엘 주식회사 선박 데이터 수집 및 전송 방법과 이를 수행하는 시스템
KR20200009504A (ko) * 2018-07-19 2020-01-30 대우조선해양 주식회사 선박의 에너지 효율 운항 지표 산출 시스템 및 방법, 동 방법을 컴퓨터에서 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체

Also Published As

Publication number Publication date
KR102679939B1 (ko) 2024-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Baldi et al. The role of solid oxide fuel cells in future ship energy systems
Rivarolo et al. Clean energy production by PEM fuel cells on tourist ships: A time-dependent analysis
Dedes et al. Assessing the potential of hybrid energy technology to reduce exhaust emissions from global shipping
Coleman et al. The value chain of green hydrogen for fuel cell buses–A case study for the Rhine-Main area in Germany
Holden et al. The ecological footprints of fuels
Bayraktar et al. A scenario-based assessment of the energy efficiency existing ship index (EEXI) and carbon intensity indicator (CII) regulations
Trivyza et al. Decision support methods for sustainable ship energy systems: A state-of-the-art review
İnal et al. Emission analysis of LNG fuelled molten carbonate fuel cell system for a chemical tanker ship: a case study
CN110503270B (zh) 一种船舶能耗与排放预评估系统
Park et al. Lifecycle energy solution of the electric propulsion ship with Live-Life cycle assessment for clean maritime economy
Kavli et al. A comparative study on the design of an environmentally friendly RoPax ferry using CFD
Wang et al. Analysis and evaluation of fuel cell technologies for sustainable ship power: Energy efficiency and environmental impact
KR102679939B1 (ko) 친환경선박용 추진시스템의 환경계수 산출 시뮬레이터 및 이를 이용한 시뮬레이션 방법
Baldi Improving ship energy efficiency through a systems perspective
Kendra et al. Environmental burden of different transport modes–Real case study in Slovakia
Yuksel A comprehensive feasibility analysis of dual-fuel engines and solid oxide fuel cells on a tanker ship considering environmental, economic, and regulation aspects
Thies et al. Wind-assisted, electric, and pure wind propulsion–the path towards zero-emission RoRo ships
Perčić et al. Comparative life cycle assessment of battery-and diesel engine-driven ro-ro passenger vessel
Perčić et al. Comparative life cycle assessment of battery-and diesel engine-powered river cruise ship
Beltsidis et al. Concept assessment of a marine carbon capture system for vessel regulatory lifetime extension
Yiğit Examining the effect of generator load sharing practices on greenhouse gas emissions for a ship
Sulukan et al. A decision-making tool based analysis of onboard electricity storage
McKinlay et al. Hydrogen as a deep sea shipping fuel: Modelling the volume requirements
Perčić et al. Holistic energy efficiency and environmental friendliness analysis of inland ships with alternative power systems
Kopperstad A Numerical approach for Ship Energy Analysis

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal