• 한국정보통신학회논문지
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• 제24권9호
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• pp.1202-1208
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• 2020

현재 4차 산업혁명 시대에 발맞춰서 선박 분야에서는 인공지능 요소를 접목하여 미래를 대비하여야 한다. 그리고 자율운항 선박 등장에 대한 전력관리 분야에서도 이에 대한 대응이 필요하다. 본 연구에서는 머신러닝의 DNN(Deep Neural Network)을 이용한 배터리 연동형 전력관리시스템(BLPMS, Battery Linked Power Management System) 알고리즘을 제안한다. 실험을 위하여 LabView를 통한 선박 데이터를 바탕으로 운항모드별 선박 전력소비량의 패턴을 학습하고 Python을 통해 배터리의 상태를 도출하여 발전기와 배터리의 연동의 유연성을 확인하였다. 실험의 결과 배터리의 충·방전을 통해 발전기의 저부하 운전이 감소되고, LNG의 1%의 연료소모량 감소를 통하여 경제성 및 신뢰성을 확인하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제42권2호
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• pp.151-158
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• 2005

The concept of recent cruise ship design is changing rapidly according to the expansion of cruise fleet sizes, emphasis on passenger safety and tightened requirements for ecotourism. In this view point, this study focuses on investigative analysis for the recent trends in cruise ship design and construction. Based on the shipyard production logs and the cruise industry's annual news, the data for principal dimensions of newly built cruise ships, their hull forms and propulsion devices and the characteristics of cabin and public spaces are collected and analysed. As expected, it is found that the size of cruise ships is growing and the design concept is becoming more leisure-oriented for all ages rather than lust sightseeing. For producing a greater ton/pax ratio, the adoption of podded electric propulsion system, outside cabins and balcony spaces is a common trend in recent cruise ship design.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권6호
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• pp.1086-1091
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• 2022

국제해사기구(IMO, International Maritime Organization)를 중심으로 자율운항선박 도입을 대비한 해사안전 및 보안관련 국제 협약을 제정하고 있다. 국내에서도 선급 및 산업체를 중심으로 자율운항시스템 기술개발에 착수하고 있으며 연안선박에서 발생하는 사고를 줄이기 위해 연안선박을 대상으로 하는 자율운항선박 기술적용 방안 연구가 진행되고 있다. 국내외적으로 자율운항선박에 대한 관심이 크게 증가하고 있으며 실제 개발된 기술의 검증을 위한 해상실증이 본격적으로 추진되고 있다. 본 연구에서는 연안선박에 적용하기 위한 디지털트윈 기술 관련 실증선박과 육상 플랫폼(원격지원센터)의 설계를 위한 기초연구를 진행하였다. 디지털트윈 기술을 선박에 적용하기 위해 8m 소형 배터리 전기추진선박을 대상으로 선정하였으며, 선박과 육상 플랫폼 간 통신을 통해 선박 항해 및 운전 데이터가 서버시스템에 저장되고 전기추진선박의 원격제어 명령이 가능한 디지털트윈 통합 플랫폼의 기본 설계를 진행하였다. 이러한 디지털트윈 기술을 적용한 선박 성능관리, 운항 및 운영 최적화, 예지제어 등이 가능할 것으로 판단되며, 위기상황에 대응이 가능한 안전하고 경제성 있는 디지털트윈 기술의 선박적용이 가능할 것이라 사료된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권6호
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• pp.796-801
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• 2011

본 논문은 고도로 발전된 군사과학 기술의 영향과 급변하는 해양전장환경의 디지털화, 함정생존성 극대화를 위한 고출력 센서체계 등 고출력 에너지 사용 체계 플랫폼 실현을 위한 해군함정의 통합 동력 시스템 발전 경향을 분석하는데 초점을 두었다. 함정에서 전자기를 이용하는 항공기 출격 시스템, 200NM(370km) 이상 원거리에서 정밀타격이 가능한 전자기 포 등 고출력 에너지를 사용하는 각종 무기체계가 탑재되기 위해서는 추진동력을 포함한 함정에 공급되는 모든 동력이 단일화 되어야하는 통합 동력 시스템으로 변화하는 것이 가장 이상적이다. 선진국을 중심으로 통합 동력 시스템을 실현하기 위해서 기계식 추진시스템에서 하이브리드 및 완전전기추진시스템으로 변화하고 있는 추세이며 이러한 노력은 연료사용의 절감, 함정 탑재 장비의 고출력화, 함정 총 수명주기 비용 절감 등을 포함하고 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.134-145
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• 2021

함정 추진제어시스템은 축계와 추진엔진의 과토크 및 과부하를 방지하면서 함정 작전요구성능을 만족할 수 있는 효율적인 제어로직 적용이 필수적이다. 이에 따라 함정 시운전 기간 중 추진제어기의 파라미터 값을 수정하는 이른바 튜닝(tuning)과정을 거쳐 제어체계를 최적화 하는 것이 일반적이다. 그러나 이러한 과정에서 초기 설정 값의 오차가 큰 경우 튜닝 시간이 과도하게 소요되거나 오버토크, 오버스피드 및 과출력으로 인해 추진 장비에 손상을 초래할 수 있다. 이에 본 논문에서는 함정 추진체계를 보호하면서 비교적 추진제어기 소프트웨어의 튜닝 경험이 적은 비숙련자도 함정 추진체계를 보호하면서 튜닝시간을 단축할 수 있는 프로세서 레버 제어기 적용을 제안한다. 프로세서 레버 제어기 성능 검증을 위해 시뮬레이션을 활용하여 프로세서 레버 제어기를 적용한 결과와 PI제어기만 적용한 결과를 비교하여 제어 특성 및 추진성능을 분석하였다. 시뮬레이션 결과 프로세서 레버 제어기 기능을 미적용 시 발생하였던 9.74%의 과도응답이 발생하지 않아 추진체계의 안정성을 높일 수 있었으나, 시스템의 응답성이 늦어짐에 따라 함정 추진성능(가속능력)이 감소하였다. 이러한 추진성능의 저하는 프로세서 레버 제어기의 파라미터 값을 조정하여 안정적으로 해결하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.556-564
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• 2021

본 논문에서는 친환경 선박용 전기추진시스템의 안전성 향상 기술개발 동향에 대해 조사하였다. 온실효과 및 탄소배출량 감축을 위해 친환경 전기선박에 대한 수요는 점차 늘어날 전망이다. 친환경 전기선박의 주요 구성요소 중 하나인 에너지 저장장치에는 에너지밀도와 효율이 높은 리튬이온 배터리가 일반적으로 사용된다. 하지만 리튬이온 배터리는 에너지 저장장치의 주요 화재원인 중 하나로 지목된다. 항해 중인 선박에 화재 발생 시, 화재진압을 위한 소방설비 및 소방작업이 제한되어 친환경 선박에서의 안전성 향상기술은 더욱 중요하다. 본 논문에서는 친환경 선박의 안전성 향상을 위한 전기추진모터 및 에너지저장장치에 적용되는 최신 기술에 대해 조사 및 분석을 진행하였다.

• Journal of Power Electronics
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• 제19권3호
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• pp.761-770
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• 2019

This paper proposes a hybrid phase windings excitation method for improving the efficiency of a 7-phase brushless DC (BLDC) motor in the electric propulsion system of a ship. The electrical losses of a BLDC motor system depend on the operating region and the number of excited phase windings (2-phase, 4-phase or general 6-phase windings). In this paper the operating region and torque/speed characteristics according to the motor rotation speed and propeller load are analyzed for a number of excitation methods. In addition, it analyzes the electrical losses of the system under each of the excitation methods in the entire operating region of the motor. In every sampling time, the proposed control method calculates the electrical loss of the system for each of the excitation methods and operates a 7-phase BLDC motor by selecting the excitation method that results a decreased electrical loss at the operating speed. The usefulness of the proposed control algorithm is verified through experimental results.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권7호
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• pp.1238-1243
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• 2022

국제해사기구(IMO)를 필두로하여 국제적으로 선박에 대한 배출가스 규정을 강화하고 있으며, 대한민국 정부도 온실가스 감축을 위한 기본 로드맵을 설정하는 등 배출가스 저감을 위한 대책 마련이 절실한 상황이다. 또한, 국내 연안을 항해하는 선박에서 배출되는 온실가스 배출량 중 90.6%를 차지하고 있는 어선에 적용가능한 효율적이고 배출가스량이 감소가능한 새로운 추진시스템의 도입이 절실하다. 본 연구에서는 국내 연안어선에 적용가능한 전기복합 추진시스템을 제안하고, 전기복합 추진시스템이 적용가능한 대상선박을 선정하였다. 선정된 기존 대상어선에 탑재된 추진시스템과 비교하여 개발된 전기복합 추진시스템을 적용할 경우 발생할 수 있는 예상 연료소모량을 비교하기 위한 시뮬레이션 시스템을 Matlab/Simulink를 이용하여 구성하였다. 시뮬레이션을 통해 기계식 추진시스템, 전기복합 추진시스템(배터리 육상충전을 하지 않은 경우, 육상충전을 한 경우)간의 연료소모량 결과를 확인하였으며 전기복합 추진시스템을 적용하는 경우 약 13%, 16%의 연료소모량이 감소될 수 있는 것을 보여주는 결과를 확인하였다.

• Journal of Power Electronics
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• 제14권2호
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• pp.402-412
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• 2014

This paper proposes a novel electric propulsion system for naval ships, which consists of Active Front End (AFE) converters directly connected to battery Energy Storage Modules (ESMs). Employing the proposed AFE converters with ESMs in the power systems of naval ships can enhance the reliability and quality of the electric power. Furthermore, the fuel-efficiency of the generator can be improved by a higher loading factor of the generator and its prime movers. The proposed AFE configuration does not require an additional dedicated DC/AC converter for the ESMs. Instead of that, the AFE converter itself can control the DC link voltage and the discharging and/or charging of the ESMs. A control scheme to achieve these control objectives is also presented in this paper. The overall power system, including the generators and electrical loads of a naval ship, is implemented by a small scaled Power Hardware-In-the-Loop (PHIL) simulator. Through this experimental setup, the proposed system configuration and the power control strategies are verified. It is shown that the fuel-efficiency and transient dynamics can be improved in the normal and contingency operation modes.

• 한국해양공학회지
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• 제27권5호
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• pp.1-9
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• 2013

Because the environmental regulations for ships are getting tighter, green ships employing eco-friendly technology have recently received a large amount of attention. Among them, various studies for electric propulsion ships have been carried out, particularly in the United States, European Union, and Japan. On the other hand, research related to electric propulsion ships in Korea is in a very nascent stage. In this paper, an estimation process based on the rough requirements of ship-owners for the operating performance of electric propulsion ships is proposed. In addition, the estimation process is applied to a small fishing boat for verification of the process. These results are expected to be used as design guidelines in the early stage of the design process for electric propulsion ships.