KR20190142696A

KR20190142696A - 저압 배전이 적용된 선박

Info

Publication number: KR20190142696A
Application number: KR1020180127560A
Authority: KR
Inventors: 김상현; 정태식; 임도형; 이인호; 윤영철; 강남숙
Original assignee: 한국조선해양 주식회사
Priority date: 2018-06-18
Filing date: 2018-10-24
Publication date: 2019-12-27
Anticipated expiration: 2038-10-24
Also published as: KR102175646B1; KR20190142702A; JP7236474B2; KR20190142705A; KR102155423B1; KR102222741B1; CA3115625C; KR20190142697A; KR102155420B1; CN112566841A; KR20190142700A; KR102235080B1; KR102222738B1; CA3115625A1; KR102222737B1; KR20190142701A; KR20190142699A; KR102150201B1; KR20190142734A; KR20190142738A

Abstract

실시예들은, 선박의 운항에 사용되는 필수부하에 연관된 제1 전력 계통 및 선박의 운항 이외의 부가적으로 사용되는 서비스부하에 연관된 제2 전력 계통을 포함하되, 상기 제1 전력 계통은 제1 발전부, 제1 배전반 및 필수부하를 포함한 제1 부하부를 포함하고, 상기 제2 전력 계통은 제2 발전부 및 제2 배전반; 및 서비스부하를 포함한 제2 부하부를 포함하는 선박용 전력 공급 시스템이 적용된 선박에 관련된다.

Description

저압 배전이 적용된 선박{SHIP APPLIED WITH LOW-VOLTAGE DISTRIBUTION}

본 발명은 저압 배전이 적용된 선박에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 필수부하(Essential, Important Load)와 서비스부하(Service Load)로 나뉘어지는 선박 전력 부하의 특성에 따라 상이한 전력 계통으로 분리하여 (예컨대, 440V와 같은) 저압 배전이 가능하고, 또한, 필수부하 계통 및/또는 서비스부하 계통 내에서 부하 소요전력에 최적화된 교류 및/또는 직류 배전을 통해 부하에 전력을 공급할 수 있는 전력 계통이 적용된 선박에 관련된다.

선박 내 전력 부하는 운항과 연관된 필수부하(예, Essential & Important Load - Fuel oil supply pump, Fuel valve cooling pump등)와 운항과 연관되지 않는 서비스부하(예, Service Load - Reefer container load)를 포함할 수 있다. 선박 내 필수부하의 대표적인 예는 쓰러스터 모터(Thruster Motor)이다. 쓰러스터 모터는 대형선박의 이/접안을 위하여 사용되는 (대략 2MW 급인) 대용량 부하로서, 통상의 컨테이너선의 경우 선수부에 2개의 쓰러스터 모터가 설치된다.

또한, 이러한 선박의 필수부하와 서비스부하는 운전 시 일정한 전력을 소모하는 연속부하와 가변주파수제어(Variable Frequency Drive, VFD) 부하, 냉동 컨테이너 부하와 같이 운전 특성에 따라 전력 소모량이 변화하는 가변부하를 포함할 수 있다. 통상적으로 선박은 교류 계통의 전력 공급 시스템이 적용되어 있으며 연속부하와 가변부하가 혼재되어 단일 전력 계통에 연계되어 있다.

통상적으로 대형 선박의 경우 단일 전력계통 용량이 10MW 이상으로 매우 크다. 단일 계통 내 대형 선박의 모든 부하에 전력을 공급하게 되면 전력 공급 케이블 물량이 급증하게 된다. 또한, 선박의 주요 부하는 정격전압이 690V 이하의 저압이므로, 690V 이하의 저압으로 전력이 공급되도록 전력 계통을 설계하게 되면 계통 용량 대비 배전 전압이 낮아 배전반에 매우 높은 전류가 흐르게 된다. 따라서, 계통 내 높은 전류로 인하여 계통 사고를 보호하기 위하여 고가 차단 설비가 필요하게 된다. 정격정류가 4000~5000A 이상인 경우 상용 차단 설비가 있지 않으므로 단일 전력 계통은 용량의 한계로 인해 저압 기반의 전력 공급에 있어 한계가 발생하게 된다.

따라서, 특정 규모 이상의 전력계통이 적용되는 선박의 경우 저압 계통의 고전류로 인한 케이블 물량, 계통 용량 한계를 해소하기 위하여 부득이 고압으로 전력을 생성하여 이를 저압으로 변압하여 부하에 전력을 공급하는 전력 공급 시스템을 가진다.

도 1은, 종래의 일 실시예에 따른, 연속부하, 가변부하가 혼재되어 단일 계통으로 구성된 선박용 전력 공급 시스템의 시스템 구조도를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 단일 전력 계통 내에 연속부하, 가변부하가 혼재되어 있는 선박용 전력 공급 시스템은 고압 발전부(10); 고압 배전반(20); 저압 배전반(30); 고압 배전반(20)의 전압을 감압하는 하나 이상의 변압기(40); 연속부하, 가변부하가 혼재되어 있는 부하부(50); 및 비상 배전반(60)을 포함한다.

도 1과 같이, 단일 계통 선박용 전력 공급 시스템을 대형 선박에 적용 시 계통 규모가 일정 크기 이상일 경우, 부하의 정격전압이 저압일지라도 주 배전은 고압 배전을 적용하고 부하가 연계되어 있는 하위 계통으로 분기될 때 고압을 저압으로 변압하는 고압/전압 변압기(40)를 통해 전력을 공급한다.

도 1의 배전반(20)에는 6.6kV 고압이 적용되어 있으면, 부하까지 전력 공급 과정은 다음과 같다. 6.6kV 발전기 -> 6.6kV 고압 주배전반(high voltage main switchboard) -> 6.6kV/440V 변압기 -> 440V 저압 하위배전반(low voltage sub-switchboard). 즉, 도 1의 선박용 전력 공급 시스템은 고압으로 전력을 생성하고, 이를 저압으로 변압하여 부하에 전력을 공급한다.

도 2는, 도 1의 선박용 전력 공급 시스템을 갖는 종래의 선박의 내부 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 선박(1000)은 엔진 룸(1030)을 포함한다. 엔진 룸(1030) 내부는 발전기 등과 같은 다양한 엔진 설비, 및 엔진 설비에 연결된 기타 설비들을 포함하며, 엔진을 제어하는 ECR(Engine control Room) 및/또는 배전반이 배치되는 공간인 ECR-배전반 실(1005), 그리고 고압/저압 변압기(40)가 배치되는 공간인 변압기 실(transformer room)(1007)을 포함한다.

전술한 바와 같이, 고압 배전이 일부 적용된 도 1의 전력 계통은 부하에 전력을 공급하기 위하여 대용량의 고압/저압 변압기(40)가 요구된다. 대용량 부하를 갖는 선박에서 고압 배전이 수행되기 때문에, 고압/저압 변압기(40)가 배치되는 변압기 실(1007)의 크기는 상당하다.

예를 들어, 도 1의 경우, 고압/저압 변압기(40)가 6600/440 VAC, 3400kVA, 3ph 사양으로서, 각 변압기의 크기는 가로(2.6m) x 세로(2.65m) x 높이(1.6m) 인 8 개의 고압/저압 변압기(40)가 선박 내에 설치되는 경우, 상당한 공간이 변압기 실로 활용된다. 예를 들어, 가로(13~15m) Х 세로(6~8m) Х 높이(6~8m) (예를 들어, 13.25m Х6.06m Х 6.62m) 크기를 갖는 선내(엔진룸) 공간 두 곳이 두 개의 변압기 실로 활용된다. 결국, 해당 변압기 실에 대응하는 규모만큼 선내의 활용 가능한 공간이 줄어들게 된다.

또한, 도 1의 고압 배전 기반 단일 전력 계통은 발전 효율 측면에서도 낮은 성능을 가진다. 교류 계통의 경우 부하율이 70~80%에 달하여야 발전 효율이 최적이게 된다. 따라서, 도 1의 전력 공급 시스템에서는 부하율의 70~80%에 맞추어 발전하는 고정 RPM 발전기를 이용한다. 발전부(10)에 포함된 고정 RPM 발전기의 발전 용량은 연속부하, 가변부하의 최대부하전력을 기반으로 산정된다. 따라서, 가변부하와 같이 운전 특성에 소요 전력이 최대부하전력 대비 낮아 지게 되는 경우가 생기면, 발전기의 부하율이 낮아져 발전효율이 저하되게 된다.

예를 들어, 컨테이너 선에 도 1의 전력 공급 시스템이 적용되는 경우, 컨테이너 선은 대표적인 가변 부하인 냉동 컨테이너(Reefer Container)를 포함할 수 있다. 대형 컨테이너 선의 경우 대략 대략 1000FEU 냉동 컨테이너를 운송하며, 이러한 냉동 컨테이너의 최대소요전력은 4.5 ~ 5MW 정도이다. 냉동 컨테이너의 전력소모는 외기온도와 선적물의 종류에 따라 변동하게 되며 냉동 컨테이너의 부하율은 평균적으로 계통 내 부하단의 30~40% 내외이다. 이와 같은 냉동 컨테이너의 낮은 평균 부하율은 단일 전력계통에서는 계통 전체 부하율 저하로 이어져 단일 전력 계통 전체의 발전효율이 저하된다. 즉, 도 1의 시스템에서는 전체 부하에서 가변 부하의 비율이 클수록 발전효율의 상당한 저하가 발생한다.

또한 최근 냉각시스템(Central Cooling System)을 비롯하여 운항 특성에 맞게 부하단의 전력소모를 최적화하는 가변주파수제어(VFD, Variable Frequency Drive) 기반 부하가 증가하는 추세이다. 이러한 추세 역시 전체 부하율 저하에 영향을 미쳐 발전효율이 저하되는 문제가 있다.

공개특허공보 제10-2017-0118285호

본 발명의 일 측면에 필수부하(Essential, Important Load)와 서비스부하(Service Load)로 나뉘어지는 선박 전력 부하의 특성에 따라 상이한 전력 계통으로 분리하여 (예컨대, 440V와 같은) 저압 배전이 가능하고, 또한, 필수부하 계통 및/또는 서비스부하 계통 내의 연속부하와 가변부하의 구성에 따라 교류 및/또는 직류 배전을 통해 부하에 전력을 공급할 수 있는 전력 공급 시스템이 적용된 선박이 제공될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 필수부하 및 서비스 부하를 갖는 선박은 필수부하에 연관된 제1 전력 계통; 및 서비스부하에 연관된 제2 전력 계통을 포함하되, 상기 제1 전력 계통 및 상기 제2 전력 계통 중 적어도 하나는 직류 배전이 가능하도록 구성될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제2 전력 계통은 제2 발전부, 제2 배전반 및 서비스 부하를 포함한 제2 부하부를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제2 발전부는 가변속 RPM 발전기를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제2 발전부는 교류(AC) 전기 신호를 수신하여 직류(DC) 전기 신호로 변환하는 교류(AC)/직류(DC) 인버터를 더 포함하고,

상기 제2 부하부는 직류(DC) 전기 신호를 수신하여 교류(AC) 전기 신호로 변환하는 직류(DC)/교류(AC) 인버터를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 전력 계통은 제1 발전부, 제1 배전반 및 선박의 운항에 요구되는 필수부하를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 발전부는 고정 RPM 발전기를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 필수부하는 쓰러스터 모터, 엔진 연료공급 펌프, 윤활유 펌프 및 냉각펌프 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 선박이 컨테이너 선인 경우, 서비스부하는 냉동 컨테이너를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 선박이 갖는 저압 배전 기반 전력 계통은 부하 특성에 따라 필수부하 전력 계통, 그리고 서비스부하 전력 계통으로 분리 구성된다. 필수부하 전력 계통은 선박의 운전에 필수적인 필수 부하(예컨대, 쓰러스터 모터, 엔진 윤활유 펌프모터 등)를 포함하며, 필수부하의 대부분은 연속부하에 해당된다. 서비스부하 전력 계통은 선박의 운전에는 필수적이지 않으나, 선박에 의한 서비스를 제공하는 것과 관련된 부하(예컨대, 냉동 컨테이너와 같은 선적물 보관용 부하 등)를 포함하며, 서비스부하의 대부분은 가변부하에 해당된다.

이러한 부하 분리로 인해 각 전력 계통의 용량이 기존 단일 계통 대비 줄어 들게 되어 저압 배전으로만 각 전력 계통 내 부하에 대해 전력을 공급할 수 있게 된다. 그 결과, 고압 배전이 필요치 않게 되어 기존 고압 배전반 및 대용량 고압/저압 변압기가 필요치 않게 된다.

이와 같이, 다수의 고압/전압 변압기를 사용하지 않음으로써, CAPEX(Capital expenditures) 측면에서 대략 2.5억/척의 원가 절감 효과를 얻을 수 있다.

아울러, 기존에 고압/저압 변압기를 위해 제공되었던 공간(즉, 변압기 실)은 다양한 다른 목적으로 활용 가능하다. 일반적으로 해당 고압/저압 변압기는 장비 밀집도가 높은 엔진룸 내에 위치하고 있어 선내 공간 활용도 개선에 미치는 영향이 크다.

그리고, 필수부하용 전력계통과 서비스부하용 전력계통을 분리 구성함으로써 각 계통의 안정성도 높아지게 된다. 기존의 경우 서비스부하단에 계통사고가 발생하게 되면 단일 계통으로 구성되어 있어 필수부하에도 영향을 미치게 된다. 계통을 분리 구성하게 되는 경우 서비스부하 단의 사고 발생 시 해당 계통 사고는 서비스부하용 전력계통 내에서만 확산되므로 필수부하용 전력계통에는 영향을 미치지 않게 된다. 마찬가지로 계통 분리 시 필수부하 단의 사고 시에도 해당 사고가 서비스부하단으로 확산되지 않는다.

또한, 전력 계통이 분리되었기 때문에, 각 전력 계통은 포함된 부하 유형에 최적화된 발전기를 구성 및 운영할 수 있다.

예를 들어, 연속부하를 주로 포함하는 전력 계통에는 고정 RPM 발전기를 설치하고, 가변부하를 주로 포함하는 전력 계통에는 가변속 RPM 발전기를 설치하여 전력을 공급한다.

일 실시예에서, 컨테이너 선의 경우, 필수부하 전력 계통 내에 연속부하 전력공급에 최적효율을 나타내는 발전용량을 가지는 발전기를 설치하여 고정 RPM으로 운전하고, 서비스부하 전력 계통 내에 부하율이 변동하는 가변부하 발전효율을 최적화할 수 있는 가변속 RPM 발전기를 설치한다.

컨테이너 내 대표적인 서비스부하인 냉동 컨테이너의 경우, 평균 부하율은 계통 내 전체 부하단의 30~40%이다. 고정 RPM 발전기를 이용하여 서비스부하에 전력을 공급하는 도 1의 전력 계통과 비교하면, 35%의 부하율을 기준으로 1kmh의 전력을 발전하기 위한 소모 연료의 량이 대략 216g에서 대략 190g으로 감소한다. 즉, 본 발명에 따른 컨테이너 선의 경우 대략 13%의 연료 소모를 개선할 수 있다.

이로 인해, $640/ton의 MGO(Marin Gas Oil)을 연료로 이용하는 컨테이너 선에 대하여 연료 소모의 개선을 10%로 단순화하여 계산할 경우, OPEX USD 2,4000/년(=USD 9,636/일 × 개선 효율(10%) × 운항 일수(통상 250일))의 연료 비용 절감 효과를 얻을 수 있다.

또한, 필수부하 전력 계통 내에도 가변속 RPM 발전기를 설치함으로써 상기 가변속 RPM 발전기와 필수부하단에 가변주파수제어(VFD, Variable Frequency Drive) 기반 부하가 연계될 수 있다. 그 결과, 선박의 운항 특성에 따라 가변주파수제어 기반 부하의 부하율이 감소하는 경우, 전력 소모량 저하로 인한 부하율 저하 시 발전효율이 저하되는 문제가 개선된다.

나아가, 각각의 전력 계통 내 배전 방식을 저압 직류 배전 및/또는 저압 교류 배전이 가능하도록 구성할 수 있다. 즉, 직류 배전이 어려운 종래의 전력 공급 시스템과 달리 배전 양태를 자유롭게 설정할 수 있어, 유연한 전력 공급이 가능할 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명 또는 종래 기술의 실시예의 기술적 해결책을 보다 명확하게 설명하기 위해, 실시예에 대한 설명에서 필요한 도면이 아래에서 간단히 소개된다. 아래의 도면들은 본 명세서의 실시예를 설명하기 목적일 뿐 한정의 목적이 아니라는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 설명의 명료성을 위해 아래의 도면들에서 과장, 생략 등 다양한 변형이 적용된 일부 요소들이 도시될 수 있다.
도 1은, 종래의 일 실시예에 따른, 연속부하, 가변부하가 혼재되어 단일 계통으로 구성된 선박용 전력 공급 시스템의 시스템 구조도를 도시한 도면이다.
도 2는, 도 1의 고압 배전 기반 단일 전력 계통을 갖는 종래의 선박의 내부 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 분리된 전력 계통을 포함하는 선박용 전력 공급 시스템의 개략적인 시스템 구조도이다.
도 4는 전력 계통 내 부하단의 부하율과 상기 부하단에 전력을 발전기의 연료 소모량 간의 관계를 도시한 도면이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 필수부하 전력 계통은 교류 배전, 서비스 부하 전력 계통은 직류 배전으로 구성된 선박용 전력 공급 시스템의 개략적인 시스템 구조도이다.
도 6은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른, 필수부하 전력 계통은 직류 배전, 서비스부하 전력 계통은 교류 배전으로 구성된 선박용 전력 공급 시스템의 개략적인 시스템 구조도이다.
도 7은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른, 필수부하 전력 계통 및 서비스부하 전력 계통이 직류 배전으로 구성된 선박용 전력 공급 시스템의 개략적인 시스템 구조도이다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 기재된 특징, 영역, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 및/또는 성분을 구체화하는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징, 영역, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 및/또는 성분의 존재 또는 부가를 제외시키는 것이 아니다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서 선박은 선박의 운항에 필수적인 필수부하와 운항 외의 기능을 위해 부가적으로 사용되는 서비스부하를 포함하는 선박으로서, 컨테이너 운반선, 연료 운반선, 여객선 등과 같은 다양한 선박을 지칭한다.

본 명세서에서, 부하 계통이 필수부하 계통과 서비스부하 계통으로 분리되었다는 것은 필수부하와 서비스부하가 동일 계통에 혼재되지 않고, 상이한 계통에 각각 포함되어 상이한 주배전반에 의해 전력을 공급받도록 구성된 것을 지칭한다. 부하 계통의 분리는 영구적인 것이 아니며, 상이한 부하 계통은 전력 공급 구성요소 사이를 전기적으로 연결 가능한 임의의 구성요소(예컨대, SPDT 스위치, 또는 버스 연결 차단기(Bus-tie breaker) 등)에 의해 연결될 수 있다.

본 명세서에서, 실시예들은 선박의 전력 시스템에 관한 것이다. 선박의 경우 저압의 범위는 국제 규정에 1500V 이하로 규정되고 있으므로, 특별한 한정이 없으면, 본 명세서에서 용어 "저압"은 1500V 이하에 해당되는 전압을 지칭한다.

이하에서, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 상세히 살펴본다.

도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 분리된 전력 계통을 포함하는 선박용 전력 공급 시스템의 개략적인 시스템 구조도이다.

도 3을 참조하면, 선박용 전력 공급 시스템(1)은 하나 이상의 전력 계통(100, 200 등)을 포함한다. 전력 계통(100)은 발전부(110), 주배전반을 포함한 배전반(130) 및 필수부하를 포함한 필수부하부(150)를 포함한다. 전력 계통(200)은 발전부(210), 주배전반을 포함한 배전반(230) 및 서비스부하를 포함한 서비스부하부(250)를 포함한다.

또한, 상기 선박용 전력 공급 시스템(1)은 전력 계통의 상태를 모니터링하고 전력 공급을 제어하는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 제어부는 전력관리시스템(PMS; Power Management System), 에너지관리시스템(EMS: Energy Management System), 에너지 전력 관리 시스템(EPMS: Energy Power Management System) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

이하, 설명의 명료성을 위해 선박용 전력 공급 시스템(1)은 2개의 전력 계통(100, 200)을 포함하는 것으로 서술되나, 이에 제한되는 것으로 해석되진 않는다. 또한, 경우에 따라 2개의 구성요소에 대한 상세한 설명은 1개의 구성요소에 대한 상세한 설명으로 대표하여 서술된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 선박용 전력 공급 시스템(1)은 필수부하와 서비스부하 별로 전력 계통이 각각 분리된 상태로 구성된다.

발전부(110)는 배전반(130)를 통해 필수부하부(150)로 전력을 공급하여 필수부하부(150)의 부하가 전력을 소모하고 구동하게 한다.

발전부(110)는 교류 전기 신호를 출력하며, 복수의 발전기(예컨대, 도 3의 발전기(111, 112)를 포함한다. 발전기(111, 112)의 속성 및 발전 용량은 부하에 의존한다. 예를 들어, 선박의 운용을 위한 모터 부하가 정출력 부하인 경우, 교류 발전기가 사용될 수 있다. 또한, 발전기의 수용율이 85%이고, 부하 용량이 1MW인 경우, 발전기의 발전 용량은 약 1.2MW일 수 있다.

발전기(111, 112)는 디젤발전기, 복합연료발전기, 가스연료발전기, 가스터빈 등이 포함할 수 있으나 이에 제한되지는 않는다.

또한, 발전부(110)는 상황에 따른 전력 공급 제어를 위해 하나 이상의 스위치, 및/또는 단로기를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 선박용 전력 공급 시스템(1)은 두 개의 발전기(111, 112)를 포함한 경우, 두 개의 스위치(113A, 113B)를 더 포함할 수 있다.

배전반(130)에서는 교류로 전력 공급이 실시된다. 일 실시예에서, 배전반(130)은 전력 계통(100)의 주배전반을 포함할 수 있다. 상기 주배전반은 버스 케이블로 구성되며, 이 경우 버스 케이블은 메인 버스로 지칭될 수 있다.

또한, 일부 실시예에서, 배전반(130)은 복수의 버스케이블을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 배전반(130)은 발전기(111)에 전기적으로 연결된 메인버스(131), 발전기(112)에 전기적으로 연결된 메인버스(132)와 같이, 복수의 버스 케이블을 포함할 수 있다. 이 경우, 배전반(130)은 복수의 메인버스(131, 132)를 평소에는 전기적으로 연결하나, 비상 및/또는 사고 시 전기적 연결이 차단되는 버스 연결 차단기(bus tie breaker)(133)를 더 포함할 수 있다.

배전반(130)에는 저압이 적용될 수 있어, 전력 계통(100)은 저압 배전이 가능하다. 예를 들어, 도 3의 메인버스(131) 및 메인버스(132)에 440V의 교류 전압이 적용되어 전력을 부하로 공급할 수 있다.

전력 계통(100)의 구성요소는 상호작용하도록 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 선박용 전력 공급 시스템(1)은 발전부(110)로부터 배전반(130)를 통해 필수부하부(150)까지를 전기적으로 연결하는 전력 공급선을 사용하여 필수부하에 전력을 공급할 수 있다.

전력 계통(100)의 필수부하부(150)는 도 3에 도시된 바와 같이, 선박의 운용을 위해 사용되는 필수 부하(예컨대, 쓰러스터 모터, 윤활유 펌프, 엔진 연료공급 펌프, 냉각펌프 등)를 포함할 수 있다. 필수부하부(150)에 포함된 필수부하의 대부분은 부하율이 변하지 않는 연속부하에 해당된다.

일부 실시예에서, 필수부하부(150)는 가변주파수제어(VFD, Variable Frequency Drive) 기반 부하를 더 포함할 수도 있다. 가변주파수제어 기반 부하는 냉각 시스템((Central Cooling System)과 같이, 운항 특성에 맞게 부하단의 전력소모를 최적화하는 필수부하이다. 예를 들어, VFD 부하는 냉각수의 온도를 제어 가능하도록 구성된 냉각 펌프 등과 같은 온도, 압력 등을 제어하도록 구성된 필수부하를 포함한다.

전술한 바와 같이, 배전반(130)은 저압 배전이 실시되도록 구성된다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 적어도 일부 필수부하는 별도의 변압기가 필요 없이 전기적으로 직접 연결되어 전력을 공급받을 수 있다.

상기 쓰러스터 모터(152)는 선박의 이/접안에 사용되는 모터이다. 쓰러스터 모터(152)는 다른 연속부하들과 비교하여 대용량의 전력을 소모하는 대형 부하이다. 예를 들어, 도 3의 쓰러스터 모터(152A, 152B)는 2MW 정도의 부하 용량을 가진다. 이로 인해, 440V와 같은 저압이 적용된 저압 배전반(130)에 의한 전력 공급 시, 단면적이 150SQMM인 케이블(270A)을 8~10가닥 포설해야 하며, 선박(1000) 내 전력 공급선의 포설이 용이하지 않을 수 있다.

일 실시예에서, 필수부하부(150)는 배전반(130)으로부터 쓰러스터 모터(152)를 전기적으로 연결하는 전력 공급선(미도시), 그리고 전력을 보다 효율적으로 쓰러스터 모터(152)에 공급할 수 있는 승압 변압기(153)를 더 포함할 수도 있다.

전력 공급선은 배전반(130)으로부터 쓰러스터 모터(152)까지를 전기적으로 연결하는 구성요소로서, 일 예에서, 전력 공급선은 케이블일 수 있다.

승압 변압기(153)는 배전반(130)에서 공급되는 저압을 승압하는 변압기로서, 상기 승압 변압기(153)의 출력 전압은 쓰러스터 모터(152)의 구동 전압에 대응하도록 구성된다. 상기 승압 변압기(153)는 도 1의 고압/저압 변압기(40)와 상이한 변압기로서, 승압 변압기(153)의 출력 전압은 배전반(130)의 전압 보다 높은 전압을 가지지만, 여전히 1500V 이하의 저압을 출력하도록 구성된다.

승압 변압기(153)에 의해 전압이 저압에서 고압으로 증가하여 승압 변압기(153)에 의해 해당 전력 공급선 내 전류 크기는 감소한다. 그 결과, 전압 강하가 개선되어 케이블의 단면적 및/또는 가닥의 수가 감소한다. 일 실시예에서, 케이블의 단면적은 50SQMM 일 수도 있고, 다른 일 실시예에서, 케이블의 단면적은 50SQMM 내지 75SQMM일 수도 있다. 또한, 선박용 전력 공급 시스템(1)은 한 가닥의 케이블을 이용하여 쓰러스터 모터(152)에 전력을 공급할 수 있다.

그 결과, 도 3에서 승압 변압기(153)를 포함하지 않은 경우에는 단면적이 150SQMM인 케이블을 8~10 가닥이 요구되지만, 도 3에 도시된 바와 같이 승압 변압기(153)를 이용하는 경우 50SQMM의 케이블 한 가닥으로도 부하 용량이 2MW 쓰러스터 모터(152)에 전력 공급이 가능하다.

또한, 일부 실시예에서, 필수부하부(150)는 배전반(130)의 전압 보다 낮은 전압(예컨대, 220V)으로 전력을 공급하는 한 개 이상의 하위 배전반(154)(도 3의 154A, 154B)을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 필수부하부(150)는 배전반(130)과 하위 배전반(154) 사이에 배치되어 전압을 감압하는 변압기(155)(도 3의 155A, 155B)를 더 포함할 수 있다. 상기 변압기(155)는, 용량이 작은 소형변압기이다.

또한, 전력 계통(100)은 블랙 아웃과 같은 비상 상황시 전력을 공급하는 비상 발전기 및, 이 때 동작하는 부하를 포함한 비상 배전반(160)을 더 포함할 수도 있다. 상기 비상 배전반(160)은 쇼어 파워(shore power), 비상용 부하 등을 포함할 수 있다.

전력 계통(200)의 구성요소 및 동작은 전력 계통(100)의 구성요소 및 동작과 상당부분 유사하므로, 차이점을 위주로 설명한다.

반면, 전력 계통(200)의 서비스부하부(250)는 선박의 운항 이외에 부가적으로 사용되는 서비스 부하를 포함한다. 서비스부하는 선적물을 보관하는데 사용되는 선적물 보관용 부하, 선박의 탑승자의 편의를 위해 사용되는 사용자 편의용 부하 등을 포함한다. 선박이 컨테이너 선인 경우, 서비스부하부(250)는 선박 화물이 저장되고 시간에 따라 저장 온도가 변하는. 냉동 컨테이너를 포함할 수 있다. 서비스부하의 대부분은 부하율이 변동하는 가변부하에 해당된다.

또한, 가변부하부(250)는 배전반(230) 보다 낮은 전압으로 전력을 공급하는 한 개 이상의 하위 배전반(미도시)을 더 포함할 수도 있다.

선박용 전력 공급 시스템(1)은 필수부하와 서비스부하에 따라 전력 계통이 분리되어 구성되므로, 각 전력 계통(100, 200)은 주로 포함된 부하 유형에 최적화된 유형의 발전기를 구성 및 운영함으로써 효율적으로 전력을 공급할 수 있다

일 실시예에서, 필수부하 전력 계통(100)은 고정 RPM 발전기를 포함하고, 서비스부하 전력 계통(200)은 가변속 RPM 발전기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 3에서 필수부하 전력 계통의 발전기(111, 112)는 고정 RPM 발전기, 서비스부하 전력 계통(200)의 발전기(211, 212)는 가변속 RPM 발전기일 수 있다.

연속부하의 경우 정출력 특성으로 인하여 부하변동이 없으므로, 부하율의 변화가 거의 없는 반면, 가변부하는 부하율이 변하는 것이 특징이다.

필수부하 전력 계통(100)의 부하 대부분은 부하율이 변하지 않는 연속부하에 해당하므로, 최적 효율구간에서 동작하도록 고정 RPM 발전기를 운전한다. 반면, 서비스부하 전력 계통(200)의 부하 대부분은 부하율이 변하는 가변부하이므로, 부하율 변동에 맞추어 가변속 운전이 가능한 가변속 RPM 발전기를 운전한다.

이와 같이 가변부하 전력 계통의 가변속 RPM 발전기를 통해 부하 구간별 최적의 발전 효율을 가지는 RPM으로 발전기 회전 속도를 제어할 경우, 단일 계통 내에 연속부하, 가변부하가 혼재된 경우에 비해, 가변 부하에 전력을 공급하는 발전기의 연료 효율을 향상시킬 수 있다.

도 4는 전력 계통 내 부하단의 부하율과 상기 부하단에 전력을 발전기의 연료 소모량 간의 관계를 도시한 도면이다.

전술한 바와 같이 종래의 단일 전력 계통에서는 고정 RPM 발전기를 이용하여 가변 부하(예컨대, 냉동 컨테이너)에 전력을 공급하였다. 냉동 컨테이너 전체의 부하율은 평균적으로 최대소요전력의 30~40%을 가진다. 이러한 냉동 컨테이너 전체에 종래와 같이 고정 RPM 발전기를 이용하여 전력을 공급할 경우, 35% 부하율을 기준으로 대략 216g/kwh의 연료를 소모한다(도 4의 지점(P_F)). 반면, 본 발명의 일 실시예에 따르면 가변속 RPM 발전기를 이용하여 가변 부하에 전력을 공급할 수 있다. 본 발명의 일 실시예와 같이 가변속 RPM 발전기를 이용하여 전력을 공급할 경우, 동일한 35% 부하율을 기준으로 대략 190g/kwh의 연료를 소모한다(도 4의 지점(P_V)).

결국, 도 3의 전력 공급 시스템(1)은 동일 전력을 발전하는데 있어 연료 소모율이 대략 13% 개선되는 효과를 가진다.

나아가, 서비스부하가 시간 대 별로 부하율이 변동하는 부하 구간을 갖도록 구성되는 경우, 부하 구간별 최적의 발전 효율을 가지는 RPM으로 발전기 회전 속도를 제어함으로써 발전 효율을 더 개선할 수 있다.

선박 부하에 있어서, 저부하 구간(L1)은 부하율이 10~40%인 구간으로서 대략 285~210g/kwh의 연료 소모량을 가진다. 중부하 구간(L2)은 부하율이 40~60%인 구간으로서, 대략 210~194g/kwh의 연료 소모량을 가진다. 고부하 구간(L3)은 부하율이 80~100%인 구간을 나타으로서, 대략 185~190g/kwh의 연료 소모량을 가진다. 도 3의 전력 공급 시스템(1)은 고부하 구간(L3)에서 연료 소모가 도 1의 전력 공급 시스템과 거의 유사하다. 그러나, 저부하 구간(L1)에서는 도 1 대비 kwh 당 연료 소모율이 대략 6~10% 개선되고, 중부하 구간(L2)에서는 도 1 대비 kwh 당 연료 소모율이 대략 10~35% 개선된다.

이와 같이, 도 3의 서비스 전력 계통(200)의 가변속 RPM 발전기는 각 부하 구간의 부하율에 기초하여 RPM을 제어함으로써, 발전부(210)의 발전 효율을 개선할 수 있다.

도 4를 참조하여 서술된 연료 개선 효과는 서비스부하 전력 계통(200)에 대해서 서술되었으나, 이에 제한되지 않는다.

전술한 바와 같이, 필수부하부(150)는 선박의 운항과 관련하여 온도, 압력, 냉각수 등을 제어하는 가변주파수제어(VFD, Variable Frequency Drive) 기반 부하를 포함할 수도 있다. 상기 온도, 압력 냉각수 등의 제어를 위해 가변주파수제어 기반 부하의 부하율이 변화할 수 있다. 이로 인해, 가변주파수제어 기반 부하는 선박의 운항 특성에 따라 다양한 부하 구간을 가진다.

다른 일 실시예에서, 선박이 컨테이너 선박 이외인 경우 (예컨대, LNG 선박인 경우), 가변속 RPM 발전기는 필수부하 전력 계통(100)에도 포함될 수도 있다. 선박용 전력 공급 시스템(1)이 적용되는 선박이 컨테이너 선박이 아닌 경우, 서비스부하 내 가변부하의 비중이 상대적으로 줄어들 수 있다. 또한, 이러한 선박 내에 가변주파수제어 기반 부하가 다수 설치되는 경우, 상대적인 관계에 의해 필수부하 전력 계통(100)이 가변부하 전력 계통으로 취급될 수 있다.

필수부하 전력 계통(100)에서 가변속 RPM 발전기에 의해 전력 공급이 수행되는 경우, 상기 가변속 RPM 발전기는 필수부하부(150)의 가변주파수제어(VFD, Variable Frequency Drive) 기반 부하와 연계된다.

이와 같이 필수부하 전력 계통(100)의 가변속 RPM 발전기를 통해 부하 구간별 최적의 발전 효율을 가지는 RPM으로 발전기 회전 속도를 제어할 경우, 단일 계통 내에 연속부하, 가변부하가 혼재된 경우에 비해, 가변 부하에 전력을 공급하는 발전기의 연료 효율을 향상시킬 수 있다. 이에 대해서는 전술한 서비스부하 전력 계통(200)의 실시예와 유사하므로, 자세한 설명은 생략한다.

추가적으로, 상기 선박용 전력 공급 시스템(1)은 저압 배전이 가능하기 때문에, 각각의 전력 계통(100, 200) 내 배전 방식을 저압 직류 배전 및/또는 저압 교류 배전이 가능하도록 구성할 수 있다. 일 실시예에서, 선박 내 부하가 교류 전압을 정격 전압으로 가지는 경우, 배전반 부분에서 직류 배전이 수행되는 부분 배전 구조로 구성된다. 이러한 직류 배전이 수행되는 경우, 무효 전력으로 인한 전력 손실을 방지할 수 있다.

도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 필수부하 전력 계통은 고정 RPM 발전기 기반 교류배전, 서비스 부하 전력 계통은 가변 RPM 발전기 기반 직류 또는 교류배전으로 구성된 선박용 전력 공급 시스템의 개략적인 시스템 구조도이다.

도 5를 참조하면, 서비스부하 전력 계통(200) 내에서 직류 배전이 가능하도록 더 구성된다. 이 경우, 발전기(111, 112)는 고정 RPM 발전기이고, 발전기(211, 212)는 가변속 RPM 발전기일 수 있다.

일 실시예에서, 발전부(210)는 교류(AC)전기 신호를 수신하여 직류(DC) 전기 신호로 변환하는 교류(AC)/직류(DC) 인버터(216)를 더 포함하고, 상기 제2 부하부는 직류(DC) 전기 신호를 수신하여 교류(AC) 전기 신호로 변환하는 직류(DC)/교류(AC) 인버터(256)를 더 포함할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 전력 계통(200)이 두 개의 발전기(211, 212)를 포함하는 경우, 발전기(211, 212)와 배전반(230) 사이를 전기적으로 연결하는 두 개의 교류(AC)/직류(DC) 인버터(216A, 216B)를 각각 포함하고, 배전반(230)과 각각의 서비스부하 사이를 전기적으로 연결하는 복수의 직류(DC)/교류(AC) 인버터(256A 내지 256D)를 포함할 수 있다. 교류(AC)/직류(DC) 인버터(216)와 직류(DC)/교류(AC) 인버터(256)에 의해, 전력 계통(200)에서는 배전반(230) 부분에서 직류 배전이 가능하다.

상기 서비스부하 전력 계통(200) 내 배전반(230)에 적용되는 전압은 적절한 직류 배전을 위해 설정되며, 필수부하 전력 계통(100) 내 배전반(130)에 적용되는 전압과 상이할 수도 있다. 예를 들어, 배전반(130)에는 440V의 전압이 적용되지만, 부분 직류 배전이 수행되는 배전반(230)에는 690V의 전압이 적용될 수도 있다.

이와 같이, 전력 공급 시스템(1)은, 필수부하 전력 계통은 고정 RPM 발전기 기반 교류배전, 서비스 부하 전력 계통은 가변 RPM 발전기 기반 직류 또는 교류배전으로 구성될 수 있다.

도 6은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른, 필수부하 전력 계통은 가변 RPM 발전기 기반 직류 배전, 서비스부하 전력 계통은 고정 RPM 발전기 기반 교류 배전으로 구성된 선박용 전력 공급 시스템의 개략적인 시스템 구조도이다.

도 6을 참조하면, 필수부하 전력 계통(100) 내에서 직류 배전이 가능하도록 더 구성된다. 이 경우, 발전기(111, 112)는 가변속 RPM 발전기이고, 발전기(211, 212)는 고정 RPM 발전기일 수 있다.

일 실시예에서, 발전부(110)는 교류(AC)전기 신호를 수신하여 직류(DC) 전기 신호로 변환하는 교류(AC)/직류(DC) 인버터(116)를 더 포함하고, 상기 제2 부하부는 직류(DC) 전기 신호를 수신하여 교류(AC) 전기 신호로 변환하는 직류(DC)/교류(AC) 인버터(156)를 더 포함할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 전력 계통(100)이 두 개의 발전기(111, 112)를 포함하는 경우, 발전기(111, 112)와 배전반(130) 사이를 전기적으로 연결하는 두 개의 교류(AC)/직류(DC) 인버터(116A, 116B)를 각각 포함하고, 배전반(130)과 각각의 필수부하 사이를 전기적으로 연결하는 복수의 직류(DC)/교류(AC) 인버터(156A 내지 156M)를 포함할 수 있다. 교류(AC)/직류(DC) 인버터(116)와 직류(DC)/교류(AC) 인버터(156)에 의해, 전력 계통(100)에서는 배전반(130) 부분에서 직류 배전이 가능하다.

이와 같이, 전력 공급 시스템(1)은, 필수부하 전력 계통(100)은 가변 RPM 발전기 기반 교류 또는 직류 배전, 서비스 부하 전력 계통(200)은 고정 RPM 발전기 기반 교류 배전으로 구성될 수 있다.

도 7은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른, 필수부하 전력 계통 및 서비스부하 전력 계통이 직류 배전으로 구성된 선박용 전력 공급 시스템의 개략적인 시스템 구조도이다.

일 실시예에서, 필수부하 전력 계통(100) 및 서비스부하 전력 계통(200) 모두 직류 배전이 가능하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 서비스부하 전력 계통(200)은 도 5의 서비스부하 전력 계통(200)와 유사하고, 필수부하 전력 계통(100)은 도 6의 필수부하 전력 계통(100)의 구조와 유사하므로, 자세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시예들에 따른 선박용 전력 공급 시스템(1)은 전술한 바와 같이, 선박 전력 부하의 특성에 따라 필수부하용 전력계통과 서비스부하용 전력계통으로 전력 계통이 분리된다.

그 결과, 각 계통의 안정성도 높아지게 된다. 기존의 경우 서비스부하단에 계통사고가 발생하게 되면 단일 계통으로 구성되어 있어 필수부하에도 영향을 미치게 된다. 계통을 분리 구성하게 되는 경우 서비스부하 단의 사고 발생 시 해당 계통 사고는 서비스부하용 전력계통 내에서만 확산되므로 필수부하용 전력계통에는 영향을 미치지 않게 된다. 마찬가지로 계통 분리 시 필수부하 단의 사고 시에도 해당 사고가 서비스부하단으로 확산되지 않는다.

또한, 개별 전력 계통의 규모가 단일 전력 계통 대비 축소된다. 예를 들어, 14MW의 전력 용량을 갖는 단일 전력 계통을 필수부하 전력 계통(100)은 9MW, 서비스부하 전력 계통(200)은 5MW 규모로 도 3와 같이 분리된 경우, 개별 전력 계통의 규모는 14MW에서 9MW로, 14MW에서 5MW로 각각 축소된다.

그리고, 6.6kV 이상의 고압 대신 저압(예컨대, 440V)이 적용된 주배전반을 통해 전력 공급이 가능하다. 이로 인해, 도 1의 대용량의 고압/저압 변압기(40)를 더 이상 요구하지 않는다. 따라서, CAPEX(Capital expenditures) 측면에서 대략 2.5억/척의 원가 절감 효과를 얻을 수 있다.

나아가, 도 2의 고압/저압 변압기(40)가 차지했던 공간(즉, 기존의 변압기 실)(1007)을 보다 효율적으로 활용할 수 있다.

다시 도 2를 참조하면, 도 3의 전력 공급 시스템(1)이 컨테이너 선에 적용될 경우, 8개 고압/저압 변압기(40)가 배치될 수 있는 변압기 실(1007)의 공간은 은 컨테이너의 선적을 위해 더 활용될 수 있다.

일반적으로 사용되는 컨테이너 기준은 6.058m ×2.591m × 2.438m 크기를 갖는 TEU 컨테이너이다. 상기 TEU 컨테이너를 기준으로 사용하여 13.25m ×6.06m × 6.62m 크기의 변압기 실 2개의 공간에 선적될 수 있는 컨테이너의 수를 산출하면, 종래의 변압기 실(1007)에는 TEU 컨테이너가 최대 26(=13Х2)개가 선적 가능하다. 즉, 도 3의 선박용 전력 공급 시스템(1)을 갖는 선박은 도 1의 선박용 전력 공급 시스템을 갖는 종래의 컨테이너 선 대비 최대 26개의 TEU 컨테이너를 더 선적할 수 있다. 일부 실시예에서, 컨테이너를 선적, 하적하는 작업을 고려하여 공간을 보다 여유롭게 확보해야 하는 점을 고려하더라도 대략 20(=10Х2)개의 컨테이너를 추가로 선적할 수 있다.

또한, 고압/저압 변압기를 사용하지 않으면, 종래의 고압/저압 변압기의 활용과 연관된 공간에 컨테이너를 더 선적할 수도 있다. 예를 들어, 종래의 변압기 실(1007)에서 수직에 위치한 갑판 표면에 변압기(40)의 존재로 인해 소정의 구조물이 설치되었을 수도 있다. 그러나, 변압기(40)가 필요치 않아 소정의 구조물 또한 필요하지 않을 수도 있어, 갑판 표면에 추가 컨테이너를 수직으로 더 선적할 수도 있다. 이 경우, 갑판 표면 상에 수평으로 5개, 수직으로 10개의 컨테이너를 더 선적하는 경우 100개의 컨테이너를 더 선적할 수 있다.

따라서, 고압/저압 변압기(40)가 사용되지 않아, 선박(1000)에 최대 약 120개의 컨테이너를 더 선적할 수 있다. 상기 추가적으로 기존의 변압기 실(1007)의 공간에 선적되는 컨테이너의 개수는 단지 예시적인 것으로서, 컨테이너의 형태, 변압기, 변압기 실의 크기 등에 따라 120개 이상의 컨테이너가 더 선적될 수도 있다.

추가적으로, 도 3의 선박용 전력 공급 시스템(1)의 적용으로 인해, 기존의 변압기 실(1007) 이외의 공간에 미리 배치된 물건을 변압기 실(1007)의 공간으로 이동시킬 수 있다. 이 경우, 미리 배치된 물건의 이동으로 인해 원래 위치하던 공간은 빈 공간이 된다. 컨테이너는 변압기 실(1007)의 공간에 직접 선적되는 대신에 추가적으로 발생한 빈 공간에 추가로 배치될 수도 있다.

대안적으로, 기존의 변압기 실의 공간을 컨테이너 선적 이외의 다양한 목적을 위해 활용할 수도 있다.

본 명세서에서, 도 3을 참조한 전력 공급 시스템(1)의 구조는 선박에 포함된 부하 용량과 같은 선박 환경에 따라 상이할 수 있다. 예를 들어, 전력 계통(100)에 포함된 발전기는 3개일 수 있다. 또한, 3개의 발전기의 발전 용량은 동일하거나, 또는 모두 동일하지 않을 수도 있다.

또한, 도 3의 배전반(130)에 적용된 440V은 단지 도 1의 6.6kV에 비해 낮은 전압을 나타내는 예시적인 전압으로서, 배전반(130, 230)은 경우에 따라 상이한 전압으로 전력을 공급할 수도 있다. 예를 들어, 상이한 부하의 정격 전압에 따라 450V가 배전반(130)에 적용될 수도, 또는 교류(AC)/직류(DC) 인버터에 의해 690V가 배전반(230)에 적용될 수도 있다.

추가적으로, 전력 공급 시스템(1)은 시간대(또는 운전 모드)에 따라 발전기의 운전을 제어하고, 부하부에 공급되는 전력 공급량을 조절할 수 있다. 예를 들어, 전력 계통(100)의 필수부하부(150)가 두 개의 발전기(111, 112)의 발전 용량을 필요로 하지 않는 경우, 선박용 전력 공급 시스템(1)은 적어도 하나의 발전기(예컨대, 발전기(111))를 대기 발전기로 설정하여 운전을 중지하고, 필요한 경우에 대기 발전기를 이용하여 필수부하부(150)로의 전력 공급 및 그외 목적으로 사용할 수 있다.

이상에서 살펴본 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러나, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims

필수부하 및 서비스 부하를 갖는 선박에 있어서,
필수부하에 연관된 제1 전력 계통; 및
서비스부하에 연관된 제2 전력 계통을 포함하되,
상기 제1 전력 계통 및 상기 제2 전력 계통 중 적어도 하나는 직류 배전이 가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 선박.
제1항에 있어서,
상기 제2 전력 계통은 제2 발전부, 제2 배전반 및 서비스 부하를 포함한 제2 부하부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박.
제2항에 있어서,
상기 제2 발전부는 가변속 RPM 발전기를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박.
제3항에 있어서,
상기 제2 발전부는 교류(AC) 전기 신호를 수신하여 직류(DC) 전기 신호로 변환하는 교류(AC)/직류(DC) 인버터를 더 포함하고,
상기 제2 부하부는 직류(DC) 전기 신호를 수신하여 교류(AC) 전기 신호로 변환하는 직류(DC)/교류(AC) 인버터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박.
제1항에 있어서,
상기 제1 전력 계통은 제1 발전부, 제1 배전반 및 선박의 운항에 요구되는 필수부하를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박.
제1항에 있어서,
상기 제1 발전부는 고정 RPM 발전기를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박.
제1항에 있어서,
상기 필수부하는 쓰러스터 모터, 엔진 연료공급 펌프, 윤활유 펌프 및 냉각펌프 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박.
제1항에 있어서,
상기 선박이 컨테이너 선인 경우, 서비스부하는 냉동 컨테이너를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박.