직류배전 선박 적용을 위한 가변속 발전시스템에 관한 연구

Abstract

국내외적으로 부각되고 있는 환경문제 및 에너지 절감 대책의 일환으로 직류배전시스템을 선박에 적용하려는 연구 및 실증이 활발히 수행되고 있다. 직류배전시스템에서는 가변속 엔진 발전기를 이용하여 선박에서 필요한 부하에 따라 발전기의 엔진 속도를 가변하므로서 연료 소모량을 절감할 수 있는 방안이 연구되고 있다.

본 논문에서는 직류배전용 가변속 발전기의 유효성을 입증하기 위하여, 디젤엔진 발전기와 발전기 제어기, 가버너, AVR을 이용하여 직류배전용 가변속 발전기 시스템을 제작 하였으며, 발전기의 시스템 구성 방법과 부하변동에 따른 가변속 발전기의 전압, 주파수, 전력변동 특성을 실험하고 그 결과를 분석하였다.

실험을 위한 가변속 발전기의 출력 범위는 선박에서의 일반적인 발전기 출력에 대한 부하전력 사용량을 기준으로 하여 정격의 60~100%로 설정하였으며, 그에 따른 발전기 엔진의 운전속도 범위를 1,100~1,800[rpm]이며, 전압 및 주파수의 변동 범위는 250~440[V]과 34~60[Hz]이 된다. 가변속 엔진 발전기의 부하변동에 따라 발전기의 엔진속도를 가변함으로서 발전기의 출력 전압, 전류, 주파수 및 전력이 안정적으로 목표값에 추종되는 것을 확인하였다.