기술 파일: 샤프트 생성기 101

May 04, 2023

2023년 6월 2일

Yaskawa Environmental Energy / The Switch는 선박에서 효율적으로 전기를 생산하는 방법을 조명합니다.

배는 선박의 운항과 편의시설에 전력을 공급하기 위해 전기가 필요한 떠다니는 도시와 같습니다. 그렇다면 이동하면서 어떻게 전기를 생산할 수 있을까요? 이 질문은 새로운 전기 시대의 최전선에서 흥미로운 신기술이 개척되던 150년 이상 동안 해운 업계에 도전해 왔습니다. 오늘날로 빠르게 발전하면 선박 내 전기 생산을 둘러싼 과제가 다시 촉발되었습니다. 국제해사기구(International Maritime Organisation)의 새로운 규정은 다른 새로운 프로토콜 중에서도 선주와 운영자가 배출량을 줄이고 선박의 효율성을 높이는 방법을 찾아야 함을 의미합니다.

추진력은 개선을 위해 살펴봐야 할 확실한 영역 중 하나이며, 이를 추진하는 연료입니다. 샤프트 발전기도 현대 추진 시스템에서 핵심적인 역할을 하기 때문에 정밀한 조사가 필요합니다.

추진력

누구나 프로펠러 샤프트의 모양과 기능을 시각화할 수 있습니다. 하지만 샤프트 발전기란 정확히 무엇이며 연료 사용을 줄이고 배기가스 배출을 줄이는 데 어떻게 도움이 됩니까? 우리는 다시 전기 생산으로 돌아왔지만 선체 내부에 숨겨진 이 장치는 들리는 것만큼 신비롭지는 않습니다. 독립형 발전기 세트(발전기 세트)는 전기를 작동하고 생산하기 위해 외부 연료원이 필요하며 이는 일반적으로 수행됩니다. 선박의 주 엔진과 별도의 보조 디젤 엔진을 통해.

샤프트 발전기는 프로펠러 샤프트에 직접 연결되고 주 엔진에서 이미 공급되는 추진 드라이브를 활용하여 전기를 만들기 때문에 젠셋과 보조 엔진의 필요성을 없애줍니다. 이것이 샤프트 생성기라고 불리는 이유입니다. 그런 다음 젠셋을 꺼서 연료를 절약하고 배기가스 배출을 줄일 수 있습니다.

또한 이러한 방식으로 더 큰 2행정 주 엔진을 활용하는 것은 일반적으로 발전기 세트에 전력을 공급하는 4행정 엔진보다 훨씬 더 효율적입니다. 핀란드 회사인 Yaskawa Environmental Energy(The Switch)는 기존 축 발전기보다 연료 사용을 2~4% 더 줄일 수 있는 시스템을 개발했습니다.

모든 PM 기계를 조선소에 납품하기 전에 테스트하는 대형 드라이브 테스트 센터입니다. 이미지 제공: Yaskawa Environmental Energy/The Switch

작은 역사

최초의 샤프트 발전기는 1960년대에 개발되었으며 지난 수십 년 동안 선박에서 전기를 생산하는 작업을 담당해 온 발전기 세트 옆에 자리를 잡았습니다.

이러한 최초의 샤프트 발전기는 큰 발전을 이루었으며 발전기 세트 사용의 필요성을 줄였습니다. 그러나 여전히 한 가지 큰 단점이 있었습니다. 선박의 추진축과 그리드에 직접 연결되어 있었지만 그 사이에 주파수 변환기가 없었다는 것입니다.

이는 샤프트 발전기가 선박 추진 드라이브의 일정한 속도에만 대처할 수 있기 때문에 제한적이라는 것을 의미했습니다. 배의 속도가 변하면 생성되는 전류의 주파수가 변동하여 사용할 수 없게 됩니다. 그래서 샤프트 발전기의 연결을 끊어야 했고, 발전기 세트가 대신할 수 있는 길을 만들어야 했습니다.

이 주파수 문제는 주파수 변환기가 도입된 1980년대에 해결되었습니다. 샤프트 발전기는 0부터 선박의 정격 속도까지 모든 속도에 대처할 수 있고 선박의 그리드에 일정한 주파수를 공급할 수 있다는 점에서 그 자체로 발전했습니다.

기존 축 발전기와 주파수 변환기 조합은 선박 선상에서 유일한 발전원으로 사용되거나 발전기 세트의 보충 장치로 사용되어 연료 연소 필요성을 줄일 수 있습니다.

샤프트 발전기는 프로펠러를 매우 낮은 속도로 구동하는 동력원으로도 사용할 수 있으며 이는 배출을 줄이기 위해 항구에 들어갈 때 유용합니다. 또한 이 시스템은 얼음을 뚫고 나오거나 강한 역풍에 맞서기 위해 필요한 경우 가끔씩 추진력을 최대 15%까지 높이는 데 사용할 수 있습니다.