[논문]친환경 선박용 전기추진시스템 안전성 향상 기술개발 동향

김세환; 최길수; 이재석

doi:10.7471/ikeee.2021.25.3.556

친환경 선박용 전기추진시스템 안전성 향상 기술개발 동향
Trends in safety improvement technologies for an electric propulsion system of eco-friendly ships 원문보기

전기전자학회논문지 = Journal of IKEEE, v.25 no.3, 2021년, pp.556 - 564

김세환 (Korea Institute of Machinery & Materials) , 최길수 (Dept. of Electrical Engineering, Inha University) , 이재석 (Dept. of Electrical Engineering, Jeonbuk National University)

초록
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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.

Abstract ▼ AI-Helper

This paper presents trends of safety improvement technologies for an electric propulsion system of eco-friendly ships. As an effort to reduce a green house effect, demands for eco-friendly ships have been increased. An energy storage system (ESS) is one of key systems in an eco-friendly ship and a lithium-ion battery generally used in an ESS system due to its high power density and efficiency. However, a lithium-ion battery is considered as one of reasons for ESS fire hazard. Since a fire extinguishing facility is especially limited in the ocean, safety issue in an eco-friendly ship is important. In this paper, recent safety improvement technologies for traction motors, ESS batteries and structures for eco-friendly ships are presented.

주제어

표/그림 (17)

그림 Fig. 1. IMO strategy for major reductions in GHG emissions from shipping (Source：DNV GL). 그림 1. IMO의 선박 온실가스배출 주요저감전략
그림 Fig. 2. Ships with batteries in operations and in order per February 2019. 그림 2. 2019년 02월 대비 운항 또는 건조중인 배터리 탑재 선박수
그림 Fig. 3. The evolution of ship propulsion systems. 그림 3. 선박추진 시스템의 진화 과정[4]
그림 Fig. 4. Classification of electric ship propulsion systems. 그림 4. 동력전달 방식에 따른 선박용 전기추진시스템 분류
표 Table 1. Fault-tolerant design techniques. 표 1. 추진시스템 안전성 향상을 위한 설계 기법
그림 Fig. 5. GE Advanced Induction Motor. 그림 5. GE 다상 유도전동기[16]
그림 Fig. 6. Fault-tolerant electric machines. 그림 6. 우수한 고장 특성의 전동기 종류
그림 Fig. 7. Sterling Plan B ESS cooling techniques. 그림 7. Sterling Plan B사 에너지저장장치에 적용된 냉각 기술[21]
그림 Fig. 8. Sterling Plan B ESS venting technologies. 그림 8. Sterling Plan B 사 에너지저장장치에 적용된 환기 시스템기술[21]
그림 Fig. 9. Corvus Energy ESS venting technologies. 그림 9. Corvus Energy 사 에너지저장장치에 적용된 환기 시스템기술[22]
그림 Fig. 10. Sterling Plan B modular integrated battery racks. 그림 10. Sterling Plan B 사 에너지저장장치에 적용된 모듈형 구축 기술[23]
그림 Fig. 11. An example of fire suppression system using Novec-1230 for ESS (Source: Kidde). 그림 11. Novec-1230 ESS 화재진압시스템 예시
그림 Fig. 12. VRFB structure (Source: H2). 그림 12. VRFB 구조
그림 Fig. 13. VRFB Short-circuit abuse test [26]. 그림 13. VRFB의 전극단락 혹사시험
표 Table 2. Performance and safety tests for BMS in stationary application. 표 2. BMS 안전시험 요구사항 및 표준 [24]
그림 Fig. 14. Analysis of economic feasibility of VRFB in condition of long-time operation. 그림 14. 장주기운전 시 VRFB경제성 비교 (출처：(주)에너지와 공조)
그림 Fig. 15. Analysis of economic feasibility of Large-scale VRFB ESS [27]. 그림 15. 대용량화에 따른 VRFB경제성 비교

참고문헌 (27)

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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