댄포스, 축 발전기 솔루션으로 선박 배기가스 저감
댄포스, 축 발전기 솔루션으로 선박 배기가스 저감
  • 홍시현 기자
  • 승인 2021.02.22
  • 댓글 0
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IMO 환경 규정 준수 중요 역할 기대
댄포스는 축 발전기 드라이브 솔루션으로 선박의 연료 및 배기가스 배출량을 저감했다(연구용 선박 사진 인용(좌)과 댄포스 코리아 제작 축발전기 데모 장비).
댄포스는 축 발전기 드라이브 솔루션으로 선박의 연료 및 배기가스 배출량을 저감했다(연구용 선박 사진 인용(좌)과 댄포스 코리아 제작 축발전기 데모 장비).

[투데이에너지 홍시현 기자] 댄포스 코리아(대표 김성엽)는 국내 연구용 선박에 축 발전기(Shaft generator) 드라이브 솔루션을 적용해 선박의 연료 소비를 최대 20~30% 줄여 배기가스 배출량도 저감했다고 밝혔다.

댄포스는 국내 선박 엔진 전문 제조사인 STX엔진을 지원해 선내의 발전기와 엔진 성능을 최적화하는 혁신적인 축 발전기 솔루션을 공급하는 프로젝트를 성공적으로 마쳤다. 이번 프로젝트는 2020년 발효되는 국제해사기구(IMO)의 환경 규정을 준수하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

이번 프로젝트는 유럽에서 제작한 동기식 발전기를 사용해야 하는 요건에 따라 과도한 시운전 비용 문제와 제어 및 성능 기준을 만족하면서 인터페이스를 구현해야 하는 도전 과제를 극복하는 것이 관건이었다. 

선박에서 축 발전기는 발전기로 분류돼 요구조건인 short circuit current를 만족시키기 위해 기준용량대비 두배로 키워야 하는 등 어려움이 있었다.

하지만 댄포스 코리아, 댄포스 Center of Excellence팀 그리고 STX엔진과 현지에서 직접 진행된 기술적 협의를 통해 그리드 컨버터의 용량을 낮춤으로써 최적의 드라이브를 공급할 수 있었다.

이 프로젝트에서 댄포스는 보다 덜 복잡하지만 고성능의 축 발전기를 공급했으며 축 발전기를 선내에 설치함으로써 작동 효율을 개선하고 설계자가 엔진 크기를 줄일 수 있도록 해 배출 목표를 달성하는 데 기여했다. 

일반적인 축 발전기는 동기식 발전기로 가변피치 프로펠러와 같이 사용되는데 AVR과 여자기(Excitation unit)를 사용해 회전자와 고정자사이의 전자기장을 만들어 발전시키는 원리이다. 하지만 저속회전 시 발전기 출력전압이 낮아지고 AVR 자체로는 정격 전압으로 출력이 안나온다는 단점이 있다. 따라서 반드시 발전에 필요한 정격 속도로 구동시켜 주거나 저속에서 사용 시 여자기의 전압을 제어해주는 추가적인 드라이브가 필요하다. 

또한 이 프로젝트에서는 축 발전기의 전기추진을 위해 속도제어를 위한 PTI(Power Take In) 추진용 AC 드라이브의 설치가 요구됐다.

댄포스 드라이브 솔루션은 동기식에서 비동기식 발전기 사용으로 변환하고 현지 엔지니어링 및 시운전과 기술지원을 제공한다. 발전기와 엔진은 댄포스 드라이브를 통해 동력을 공급하기 때문에 일반 선박에 비해 소음, 진동, 에너지 소비량이 적고 CO₂ 및 NOx 배출량이 적은 친환경 운전이 가능하다. 저속 또는 부분부하 운전 시 선박은 엔진을 시동하지 않고 전기추진모드로 운항할 수 있어 소음 및 에너지 소비가 저감된다. 선박에 탑재된 윈치 가동을 위해 전기 추진 모드로 운전 시 power limitation 기능을 사용함으로써 발전기를 과부하로부터 보호해 선박의 안정성 유지 및 선박의 수명을 연장시킨다. 결과적으로 동기식 발전기의 복잡성을 배제함과 동시에 시운전 및 장기적인 유지보수 비용을 효과적으로 절감하게 된다.  

한편 댄포스는 글로벌 에너지 효율 솔루션 전문 기업으로 디지털화, 전기화, 도시화, 식품 공급, 기후 변화로 대표되는 5대 글로벌 메가트렌드에 주목하고 있으며 조선 해양·상업용 빌딩·콜드체인·하이브리드화·배터리 등 국내의 여러 산업에서 시장 경쟁력을 키워 나가고 있다.


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