• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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• pp.110-111
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• 2019

본 논문은 DC 배전 전기 추진 시스템으로 건조된 10톤급 소형 어선을 운항하며 계측한 실험 결과를 제시한다. DC 배전 선박과 모의된 AC 배전 선박을 일반적인 10톤급 소형 어선의 운용 패턴에 따라 운항하였고, 각 경우의 연료소모량을 유량계로 측정하였다. DC 배전 시스템은 가변속으로 인한 엔진의 효율적인 운전과 전기설비 무게 감소로 인한 추진 부하 감소의 효과로 AC 배전 시스템에 비하여 연료사용량이 약 20% 가량 절감된다. 실험 결과, DC 배전 전기 추진 선박을 적용할 시 연간 약 18,500L (22.0%)의 연료가 절감되어 연료비가 매년 약 1400만원 가량 절약될 것으로 예상된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제41권3호
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• pp.245-250
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• 2017

전 세계적으로 온실가스 및 대기 오염물질 배출 저감을 위한 환경 규제가 강화되고 있고, 그에 따라 여러 가지 대책들이 마련되고 있다. 또한 환경오염 최소화와 더불어 효과적이고 합리적인 에너지 절감 방법에 대한 필요성이 점차 커지고 있는 실정이다. 선박 분야의 경우에는 친환경 선박 개발이 활발히 연구되고 있으며 배기가스 배출저감, 대체 연료 개발, 새로운 추진 방식의 선박 등이 이러한 연구 범주에 속한다. 본 논문에서는 하이브리드 전기추진선박에 대한 기본 개념을 제시하고, 선박 운전환경 분석에 따른 하이브리드 전기추진선박의 전력공급 시스템 배터리 단독 운전, 발전기 단독 운전 및 전 출력 운전 모드로 구성하고 각 운전 모드별 속도, 전류, 전압 및 출력 특성을 분석하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제25권5호
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• pp.709-718
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• 2021

최근 선박의 환경오염에 대한 규제가 강화됨에 따라 하이브리드형 전력체계를 갖춘 전기 추진 선박과 같은 스마트 선박에 대한 관심이 높아지고 있다. 전기추진선박에서 사용되는 배터리는 차량 등에 사용되는 배터리보다 용량이 크므로, 가격이 높아지고 유지 보수 측면이 중요하게 여겨진다. 선박용 배터리는 일체형으로 제작되어 배터리관리 시스템에 의해 관리되며, 배터리의 유지·보수는 배터리의 교체를 통하여 이루어진다. 본 연구에서는 배터리의 용이한 관리를 위해서 예비-셀을 적용한 배터리 모듈과 제어 알고리즘을 설계 및 구현한다. 또한, 전기추진선박 전력 체계 제어에 필요한 데이터를 전력 제어 시스템에 송신 할 수 있도록 제어기를 설계한다. 해당 예비-셀을 적용한 배터리를 사용할 경우 선박 및 배터리 시스템의 안정성이 높아지며, 유지 및 보수 측면에서 이점을 가질 수 있다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권6호
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• pp.856-866
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• 2021

대기오염물질 감축에 대한 국제적인 인식이 높아짐에 따라 친환경 선박에 대한 수요가 증가하고 있어 각국에서 전기추진선박 개발을 활발하게 수행하고 있다. 현재 전기추진선박에 대해서는 주로 전기추진시스템 및 전동기 연구를 주로 수행하고 있으며, 선박 관점에서 전기추진시스템 및 배터리의 탑재를 고려한 국내 연안 차도선 개념설계 연구는 수행된 바가 없다. 본 연구에서는 배터리 차량 기반의 이동식 전원공급시스템을 주전원으로 하는 순수전기추진차도선의 개념설계 과정에서의 주요 고려사항에 대하여 검토하였다. 100척 이상의 국내 연안차도선의 제원을 분석하여, 요구사항 만족을 위한 선박의 주요제원 선정과 이동식 배터리 차량 탑재를 고려한 비손상, 손상 복원성능 검토를 수행하였고, 개념설계 과정에서 발생하는 문제의 원인분석을 통해 해결방안을 모색하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 추계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.47-49
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• 2005

최근의 선박 추진시스템은 기존의 엔진, 터빈 둥의 구동 원에서 선박의 발전기로부터 선체 외부의 프로펠러와 일체형으로 구성된 모터를 구동하여 추진하는 전기추진식으로 변화되고 있다. 특히, 히토류계 영구자석재질의 발달로 인하여 대형선박의 추진을 위한 대용량 자석계자형 BLDC와 영구자석형 동기전동기의 설계 연구가 활발히 이루어지고 있다. 그러나 여전히 MW급 대용량 BLDC 추진전동기의 설계 연구는 미흡한 실정이다. 이에 본 연구에서는 5MW급 대용량 BLDC 추진전동기 설계 연구를 진행하였으며, 그 결과 슬롯 수에 의한 고정자 형상이 다른 3가지 타입의 인버터 내장형 MW급 모델을 설계하였다. 그리고 이들 모델들을 정자계 유한요소법을 이용하여 해석함으로써 고정자 형상에 따른 회전특성을 분석하였고, 이를 바탕으로 본 설계 조건에 적합한 고정자 형상 설계 방향을 제시하였다.

• 전기의세계
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• 제66권7호
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• pp.13-20
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• 2017

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.13-15
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• 2008

본 논문은 대형(MW 급) LNG 전기추진선박 시스템의 동적 정적 특성에 대해 다룬다. 특히, 선박 항해시와 LNG Unloading시에 대해 전력조류해석(정특성 해석)으로 시스템 모델링의 타당성을 검증하였다. 아울러, LNG Unloading에 대한 Cargo Pump 기동시 시스템의 전압변동률 및 발전기의 주파수(속도)변화를 관찰하였으며, PID제어기로 구성된 발전기 Governor의 파라미터를 설계하기 위해 실제 항해시 발생할 수 있는 몇 가지 상황(발전기 및 추진전동기 Trip)의 과도안정도해석을 수행하였다. 따라서 전동기 기동해석 및 과도안정도해석(동특성 해석)으로 발전기 및 추진전동기의 전압안정성을 관찰하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.96-103
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• 2011

본 논문에서는 발전기, 스위치보드, VFD, 추진전동기 등으로 구성된 전기추전선박의 전력 네트워크를 모델링하고, 전력조류해석과 단락전류해석을 통하여 계절별 선박 운용에 따른 전력시스템 특성 해석 및 단락사고 발생 시차단기의 용량을 선정한다. 이와 더불어 3.7MW급 유도전동기 및 영구자석형 동기전동기의 정성적, 정량적 비교 해석을 통해 전기선박 추진전동기로 적합성에 대해 추가 고찰한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.233-234
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• 2016

본 논문에서는 소형 어선의 전기 시스템을 DC 마이크로그리드의 관점에서 설계하고, 선박의 동력원인 엔진-발전기를 가변속 제어함으로써 선박 전력 계통의 효율을 개선하고자 한다. 선박 전력 계통은 물리적으로 육지 계통과 분리된 마이크로그리드의 형태를 갖추고 있다. 때문에 소형 기계 추진 어선의 경우, 추진을 위한 엔진뿐만 아니라 추가적으로 선내 전력을 공급하기 위한 엔진-발전기를 갖출 필요가 있다. 이에 반해 전기 추진 어선은 하나의 엔진-발전기 세트로 추진과 선내 전력 공급이 모두 가능하다. 하지만 어선이 정지 상태에서 조업을 할 때에 전력 부하량이 작기 때문에 엔진의 저부하 운전 문제가 발생한다. 본 논문에서는 이를 해결하기 위하여, DC마이크로그리드를 어선에 적용하여 엔진 가변속을 적용하고자 한다. 통상적으로 20% 내외의 부하율로 운용되는 엔진에 가변속 제어를 적용하면 20% 이상의 연비 개선 효과를 기대할 수 있다. 이러한 DC마이크로그리드 어선의 연비 개선 효과를 항해와 조업으로 구분하여 시뮬레이션을 통해 예측하였다.

• 대한조선학회지
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• 제56권1호
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• pp.25-31
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• 2019