선박용 발전기의 엔진 종류, 작동 원리와 특징

선박용 발전기의 엔진 종류

 

선박용 발전기는 주로 디젤엔진과 가스터빈 엔진 두 가지 종류가 있으며, 최근에는 친환경 연료인 LNG연료를

사용하는 선박이 많이 개발되고 있다.

 

선박용 발전기의 엔진 종류, 작동 원리와 특징

 

선박용 발전기의 디젤엔진과 가스터빈 엔진의 작동원리와 특징

 

선박용 발전기의 연결되는 디젤엔진과 가스터빈 엔진의 차이점.

 

두 엔진 모두 내연기관이라는 공통점이 있지만, 구조상 큰 차이가 있다.

 

먼저 디젤엔진은 실린더 내 피스톤 운동으로 동력을 발생시키는 반면, 가스터빈 엔진은 터빈 날개(블레이드) 회전운동으로 동력을 발생시킨다.

 

또한 연소실 내부 압력 및 온도 등 조건에 따라 출력 특성이 다르다.

 

선박용 발전기와 LNG 발전기의 특징

선박용 발전기를 LNG발전기와 비교시 장점.

먼저 환경 측면에서 보자면, 기존 화석연료 대비 이산화탄소 배출량이 약 70% 이상 저감되는 효과가 있다.

이는 온실가스 감축 목표 달성에 기여할 뿐만 아니라 미세먼지 배출 감소에도 도움이 된다.

 

다음으로 경제성 측면에서는 효율이 우수하다. 특히 대형 컨테이너선의 경우 육상 전력 공급 인프라 구축비용

절감효과가 크다. 마지막으로 기술개발 측면에서도 유리하다.

 

국내 조선사들이 세계 최고 수준의 건조기술을 보유하고 있고, 다양한 선종별 경험이 풍부하기 때문이다.

또한 선박용 발전기를 사용할때 친환경 에너지 중 수소에너지 활용 방안은 수소 에너지는 지구상에 풍부하게 존재하는 자원이며, 제조 방법 역시 단순하다는 장점이 있다.

 

하지만 아직까지는 저장·운송 문제 해결이 쉽지 않다. 따라서 현재로서는 생산지 인근에서 소비자에게 직접 전달될 수 있도록 하는 ‘분산형 전원’ 형태로 추진되어야 한다.

 

선박용 발전기의 엔진형과 전기모터형 특징

산업 장치 선박발전기는 엔진형과 전기모터형 두 가지 종류가 존재하는데요,

먼저 엔진형 발전기와 전기모터형 발전기의 차이점에 대해 알려드릴게요.

 

엔진형 발전기는 내연기관인 디젤엔진 또는 가스터빈 기관을 이용해서 전력을 생산하는 방식입니다.

반면 전기모터형 발전기는 회전축계에 연결된 전동기로 전력을 생산하는 방식이죠.

 

이 둘의 차이는 연료 연소방식 및 열에너지 회수방법 등 여러 가지 측면에서 차이가 발생하게 됩니다.

 

엔진형 발전기의 내연기관

가솔린/디젤유 같은 화석연료를 태워 에너지를 얻는 기관이에요.

 

이에 따라 고온, 고압의 연료로 엔진 내부의 피스톤을 움직여 엔진과 연결된 샤프트를 회전시켜 그 회전축에 전기 자지장의 발전기를 연결시켜 선박의 전기를 발생시키는 원리입니다. 즉 석유나 석탄같은 물질을 태워서 동력을 얻는 거죠. 

 

하지만 단점으로는 내연기관 자체의 많은 연료의 소모와 주기적인 관리와 정비를 해주어야 하며 그렇지 않을 경우에는내연기관 자체의 구성품들이 소모되어 처음의 내연기관의 퍼포먼스를 내지 못하는 특징이 있습니다.

 

또한 내연기관 자체의 진동으로 인하여 주위에 연결되어진 구성품들이 크랙에 매우 취약하지 않는 재질과 검증된부품으로 만들어야 하기 때문에 비용적인측면으로도 매우 높은 돈이 필요합니다.

 

전기모터형 발전기의 장점

먼저 소음이 적다는 점이 큰 장점이랍니다.

 

또한 효율성이 좋아 기존대비 약 40% 이상의 연비절감 효과를 얻을 수 있고 매연발생량 역시 감소시킬 수 있답니다.

게다가 유지보수비용 절감효과도 기대할 수 있으니 친환경적이고 경제적인 면에서도 아주 좋은 발전기죠.

 

발전기의 디젤엔진 발전기와 가스엔진 발전기의 특징과 구동원리

산업 장치 선박용 발전기는 크게 디젤엔진 발전기와 가스엔진 발전기로 나눌 수 있다.

 

두 발전기 모두 내연기관인 엔진과 전동기(모터)를 이용한다. 이 중에서도 특히 디젤발전기는 자동차나 산업용 기계 등 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 최근에는 전기자동차 및 스마트그리드 구축사업 추진등으로 인해 수요가 증가하고 있다.

 

본 과제에서는 이러한 추세에 맞춰 우리나라 조선산업의 경쟁력 강화를 위해 친환경 고효율 선박용 디젤발전기

개발과제 수행현황을 소개하고자 한다.

 

디젤엔진 발전기는 구동원리

디젤엔진 발전기는 연료유 연소과정에서 발생하는 열에너지를 직접 또는 간접적으로 변환시켜 전력을 생산하는 장치이다.

 

즉, 화석연료로부터 얻은 에너지를 화학반응을 통해 전기에너지로 변환시키는 과정을 거친다. 탱크의 연료는 엔진의 연소실에 입구에 유류 펌프에 의하여 이송되어지며 이후 엔진 내부의 연료 노즐에 의하여 엔진 내부의 연소실에서 고온, 고압의 환경에서 분사되어지만 그 힘이 폭발하여 엔진의 축을 회전시킨다.

 

이때 주로 사용되는 연료로는 경유, 중유, 벙커C유 등이 있고, 이중에서도 값싼 경유를 많이 사용한다. 또한 공기 중의 산소와 연료유의 화학반응을 유도하기 위해서 촉매제로서 활성탄을 사용하기도 한다.

 

가스엔진 발전기는 구동원리

가스엔진 발전기는 연료유 대신 가스를 사용하여 엔진 내부 연소실에 분사하는 방식으로 연료유를 연소실 내부에 

분사하는 방식보다 더 높은 연소실 온도와 압력을 형성하여야한다.

 

전체적인 구동원리는 디젤엔진 발전기와 큰 차이는 없지만 가스이기 때문에 배관의 leak, crack을 매우 조심하여야

한다. 그리고 디젤엔진 발전기보다 추가적인 구성품이 더 설치되어 발전기 자체의 많은 기술적 안전장치 검증과

성능이 요구된다.

 

발전기의 엔진

 

 

발전기의 엔진