댄포스, 축 발전기 드라이브로 국내 연구용 선박 배기가스 배출량 줄이다
  • 최종윤 기자
  • 승인 2021.02.24 14:00
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선내 발전기와 엔진성능 최적화 솔루션 공급

[인더스트리뉴스 최종윤 기자] 댄포스코리아(대표 김성엽)이 국내 연구용 선박에 축 발전기(Shaft Generator) 드라이브 솔루션을 적용해 선박의 연료 소비를 최대 20~30% 줄이고 배기가스 배출량을 줄였다고 밝혔다.

댄포스코리아가 국내 연구용 선박에 축 발전기 드라이브 솔루션을 적용해 연료소비는 물론 배기가스 배출량도 줄였다. [사진=댄포스]

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

댄포스는 국내 선박 엔진 전문가인 STX엔진을 지원해 선내 발전기와 엔진 성능을 최적화하는 혁신적인 축 발전기 솔루션을 공급했으며, 2020년 발효되는 국제해사기구(IMO)의 환경 규정을 준수하는 데 중요한 역할을 했다.

최적화된 드라이브 설계로 공간 절약

프로젝트의 초기 단계에서 고객은 해외의 축 발전기 업체와 프로젝트를 진행해 설계 및 시운전에 대한 어려움을 호소했다. 또한 유럽에서 제작한 동기식 발전기를 사용해야 하는 요건에 따라 과도한 시운전 비용 문제와 제어 및 성능 기준을 만족하면서 인터페이스를 구현해야하는 도전과제를 극복해야 했다.

아울러 선박에서 축 발전기는 발전기로 분류돼 요구조건인 Short Circuit Current를 만족시키기 위해 기준 용량 대비 두 배로 키워야 했던 어려움이 있었다.

하지만 댄포스코리아, 댄포스 Center of Excellence팀, 그리고 STX엔진과 현지에서 직접 진행된 기술적 협의를 통해 그리드 컨버터의 용량을 낮춤으로써 최적의 드라이브를 공급했다. 댄포스는 이 프로젝트에서 보다 덜 복잡한 고성능의 축 발전기를 공급했으며, 축 발전기를 선내에 설치함으로써 작동 효율을 개선하고 설계자가 엔진 크기를 줄일 수 있도록 함으로써 배출 목표를 달성하는 데 도움이 됐다고 설명했다.

댄포스코리아가 제작한 축발전기 데모 장비 [사진=댄포스]

배기가스 저감을 위한 전기추진

댄포스의 축 발전기 솔루션은 해양을 항해하는 선박에 △발전기와 엔진에 댄포스 드라이브를 통해 동력을 공급해 소음·진동·에너지소비량·NOx 배출량 감소 △저속 또는 부분부하 운전시 전기추진모드로 운항 △전기 추진모드 운전시 과부하로부터 발전기 보호 등의 이점을 제공한다.

댄포스코리아는 현지에서 엔지니어링, 프로젝트 관리, 시운전을 수행했으며 댄포스코리아에서 제작한 축 발전기 데모 시스템을 시연하고, 이 특정 설치에 하이브리드 솔루션을 어떻게 적용할지에 대해 소개했다. 선박에 탑재된 축 발전기는 발전기로 분류되기 때문에 일반 발전기에 필요한 조건이 적용됐다.

축 발전기는 △VACON NXP Grid Converter(사인 필터 포함) △VACON NXP(du/dt 필터 포함) △HXM-M-120-N-S △엔지니어링 캐비닛 △변압기 △축발전기로 구성됐고, 애플리케이션은 500KW 축 발전기 시스템이 적용됐다.

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


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