국제적인 선박 배출 가스에 대한 환경 규제가 점차 강화됨에 따라 전기추진 및 하이브리드 추진선박에 대한 관심이 증대되고 있으며, 이러한 선박에 적용하기 위한 다양한 솔루션이 개발 및 적용되고 있는데 특히 전력계통의 안정화, 시스템의 효율성을 높이기 위 한 방안으로 직류배전시스템이 적용되고 있다. 또한, 선박용 직류배전시스템에 대한 안전 및 성능에 대한 검증 및 시험의 중요성이 요구 되고 있다. 본 연구는 직류배전 테스트베드 구축 및 직류배전(가변속 발전)시스템에 대한 성능을 검증하고 연료소모량 분석한 결과로서 선박용 직류배전에 적용되고 있는 가변속 발전시스템을 적용하였으며, 발전기에서 출력되는 전력을 정류기를 통해 직류전력으로 변환하 여 시스템에 연계하고 이러한 장치들을 감시 및 제어하기 위한 시스템을 개발하였다. 이러한 직류배전 시스템을 적용한 시험을 통해 최 대 전압은 751.5V이고 최소전압은 731.4V가 계측되어 전압변동률은 2.7%로 3% 이내에서 안정적으로 전압이 공급되는 것을 확인하였고 부 하변동에 따라 가변속 발전시스템을 적용하였을 경우 연료소모량이 기존 정속발전시스템과 비교하여 구간에 따라 최대 20%이상 연료절 감이 되는 것을 시험을 통해 확인하였다.

선박으로부터 발생하는 온실가스 배출을 저감하기 위한 규제가 점차 강화되고 있다. 현존선에서도 EEXI(Energy Efficiency Existing Index)가 도입되었으며 이와 같은 온실가스 배출 감축목표를 달성하기 위해 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 국제항 해에 종사하는 현존선 중 자동차운반선에 태양광 발전시스템을 적용하여 연료유 사용량을 줄임으로써 온실가스 배출이 저감될 수 있는 시스템을 제안하였다. 제안된 태양광 발전시스템은 태양광 모듈, 에너지저장시스템, 전력변환장치 등으로 구성되었으며, 본 시스템의 적 용 가능성을 확인하기 위해 전력전자프로그램을 통해 시스템을 모델링하였으며, 시뮬레이션을 실시하였다. 또한, 실제 선박에 적용하기 위한 타당성 검증을 위해 경제성 분석을 실시하였으며, 약 11년 이후 경제성 부분에서도 유의미한 결과가 도출됨을 확인할 수 있었다.

본 연구에서는 고설 딸기 관부(크라운부) 난방시스템을 전기 온수 보일러, 축열조, 순환 펌프, 관부난방 배관 (백색 연질 PE관, 관경 16mm) 및 온도 제어반으로 구성하였다. 관부(크라운부) 난방의 경우 난방 배관을 딸기 관부에 최대한 밀착될 수 있도록 설치하고 배관 위치를 원예용 고정핀으로 고정하였다. 또한 관부 난방시스템의 에너지 효율을 증진하기 위해 축열조 온수 온도를 20~23oC, 관부 온도를 13~15oC로 관리하였다. 관부난방은 전기 온수보일러를 이용하여 20~23oC의 온수를 축열조에 저장하고 순환펌프를 제어하기 위한 온도 센서를 딸기의 관부에 최대한 근접하여 설치하고 온도를 감지함 으로써 관부(크라운부)를 집중적으로 난방하는 방식이다. 시험 온실의 난방 처리는 공간 난방 4oC + 관부난방(처 리 1), 공간 난방 8oC (대조구), 공간 난방 6oC + 관부 난방(처리 2)로 처리하였다. 각 난방처리는 온실 1동에 딸기를 980주를 심었으며, 재배방법은 표준재배법에 준해서 재배하였다. 난방 에너지 소비에 대한 비교시험은 2017년 11월 8일부터 2018년 3월 30일까지 수행되었다. 소비된 누적 전력량은 등유 사용량으로 환산하였고, 등유 소비량은 공간난방 8oC(대조구)의 경우 1,320L (100%), 공간난방 4oC + 관부난방의 경우 928L(70.3%), 공간난방 6oC + 관부난방의 경우 1,161L (88%)로 계측 되었다. 공간난방 4oC + 관부난방(처리 1) 및 공간난방 6oC + 관부난방(처리 2)은 8oC 공간난방(대조구)에 비해 생육 저하, 수확시기의 지연 등이 없이 비슷하게 딸기 수확이 가능하였으며, 29.7% 및 12%의 난방 에너지가 절감되는 것으로 분석되었다.

Optimizing energy usage for maximum efficiency is an essential goal for manufacturing plants in every industrial manufacturing sector. The generation and distribution of purifying compressed air is a large expense incurred in practically all manufacturing processes. Not only is the generation and treatment expensive equipment of compressed air, but frequent maintenance and effective operation is also required. As a plant’s compressed air system is often an integral part of the production process, it needs to be reliable, efficient, and easy to be maintain. In this paper, we study to find operating method to save energy from the adsorption dryer in the process of purifying compressed air, which is required for a clean room production site in “A” company. The compressed air passes through a pressure vessel with two “towers” filled with a material such as activated alumina, silica gel, molecular sieve or other desiccant material. This desiccant material attracts the water from the compressed air via adsorption. As the water clings to the desiccant, the desiccant particle becomes saturated. Therefore, Adsorption dryer is an extremely significant facility which removes the moisture in the air 70℃ below the dew point temperature while using a lot of energy. Also, the energy consumption of the adsorption dryer can be varied by various operating conditions (time, pressure, temperature, etc). Therefore, based on existing operating experiments, we have searched operating condition to maximize energy saving by changing operating conditions of the facility. However, due to a short experiment period (from September to October), further research will be focused on considering seasonality.

A new design concept for integrated thermal energy storage system is suggested to increase energy saving rate for heating and cooling system of the closed glass greenhouse. Heat pump of air source is installed in the mechanical room and air flows then controlled by damper system located between the greenhouse and outdoor environments. A damper control algorithm is designed to enhance the usage of excessive energy in the glass greenhouse. Since the proposed system is installed at the actual glass greenhouse site for experimental verification of energy savings, the proposed system with damper control is compared with conventional greenhouse heating and cooling system. From results, it is found that more than 10% increase of energy saving rate is achieved.

Most of steam power plants in Korea are using the method of heating the feed water whenever the ambient temperature around the power plant area below 5°C to prevent freezing water flowing in the pipe in winter time. But this kind of heat supplying system is not useful to save energy. If we take the method that the temperature of the each pipe is controled by direct measure of temperature by attaching sensor on the outside surface of the feed water tubes, then we can expect that a plenty of energy can be saved. In this study, the computer simulation is used to compare the energy consumption loads of both systems. Energy saving rate is calculated for the location of Incheon area in winter season. Four convection heat transfer coefficients for the ambient air and three initial flowing water temperature inside the tube were used. The result shows that the temperature control system using sensor represents more than 95% of energy saving rate in Incheon area. Even in the severe January weather condition, the energy saving rate is almost 75% in two days basis and even 83% in one day basis.

IMO에서는 선박온실가스 규제를 위해 2013년부터 현존선의 선박에너지효율관리계획인 SEEMP (Ship Energy Efficiency Management Plan)의 시행을 강제화하고 있다. SEEMP에서 권고하는 에너지절감기술 가이드라인은 크게 하드웨어적인 장비의 탑재 및 개조 또는 소프트웨어적인 기술을 통한 연료유 절감효과로 구분된다. 신조선의 경우 하드웨어적인 기술구현이 용이하지만 현존선의 경우 운항상 제약으로 인해 소프트웨어적인 에너지 절감기술 구현이 적용되고 있다. IT기반의 선박에너지절감 시스템 성능평가를 위해 해상시험을 수행 하였고, 시스템 적용 전후의 항차데이터를 이용하여 연료유 절감효과를 비교·분석 하였다. 또한, SEEMP에서 자발적인 사용을 권고하고 있는 선박 경제운항 지표 (EEOI, Ship Energy Efficiency Operation Indicator) 분석을 통한 성능평가 결과를 제시하였다.

선박온실가스 규제를 위한 SEEMP (Ship Energy Efficiency Management Plan) 기술 중 선박에너지절감을 위한 조치는 하드웨어 적인 장비를 선박에 탑재하여 구현하거나, 인적교육 및 운항패턴 개선 등과 같은 소프트웨어적인 방식으로 구현 가능하다. 선체저항개선을 위 한 기술 중 하드웨어적인 장비 개조를 통해 구현되는 기술은 현존선에 적용하는데 장비의 규모 등에 의한 제약이 발생한다. 반면 소프트웨어 적인 에너지절감기술의 구현은 저렴한 도입비용과 하드웨어적인 방식에 비해 높은 에너지 절감효과를 보이며, 선종에 크게 구애받지 않고 적 용이 용이하다는 장점을 가지고 있어 IT 기술을 이용한 선박에너지절감기술이 요구되어지고 있다. 본 논문에서는 IT 기반의 선박에너지절감 기술을 검증하기 위하여 대표적인 3개 선종에 대한 실선 모델링 기반의 선박조종시뮬레이터를 이용한 육상시험을 수행하였다. 시뮬레이터를 이용한 성능검증 방법은 6개의 다양한 환경조건에서 에너지절감기술 적용 전후의 운항결과로부터 에너지절감효과를 비교·분석하고, 해상상태 에 따른 구간별 비교결과를 통해 IT기반 에너지절감시스템의 성능평가를 수행하였다. 벌크, 컨테이너, VLCC 선종을 이용한 육상시험 결과 컨테이너선의 연료절감률이 가장 크게 나타났고, 육상시험 대상선박 모두 선박에너지절감시스템 사용전과 비교하여 연료절감효과를 보였다.