CO2 배출량 저감을 위한 하이브리드 전기추진체계 선박의 운용 최적화 알고리즘 연구 = Operation optimization algorithm for hybrid electric propulsion ship for CO2 emission reduction

국문 초록 (Abstract)

최근 CO2 배출량 저감에 대한 논의가 지속됨에 따라, 연료전지와 배터리를 활용한 전기추진선박의 관심이 높아지고 있다. 본 연구는 디젤 발전기, 배터리 그리고 연료전지를 함께 이용하는 하이브리드 전기추진체계 선박의 CO2 발생을 최소화하면서 운영 목표를 달성할 수 있는 최적화 알고리즘을 선박운항 특성에 적합하게 설계하고, CO2 배출량 저감을 위해 배터리와 연료전지를 기반으로 하여 발전기를 간헐적으로 활용할 수 있도록 하는 기법에 대해 연구한다. 이를 위해 현재 설계 중인 하이브리드 전기추진체계 선박의 전력체계 특성과 제어 특성을 반영한 CO2 배출량을 저감할 수 있는 하이브리드 전력 체계의 제어 알고리즘을 제시하고자 한다. 연구 대상 선박은 하이브리드 전기추진체계가 적용된 무인 수상선을 대상으로 연구를 진행하며, 이를 기반으로 하이브리드 전기추진체계 선박에 적용할 수 있는 최적화 운용 알고리즘을 제안하고 이에 따른 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과, 디젤 연료 426.65kg 그리고 수소 58.82kg을 사용할 때, 하이브리드 전기추진체계 선박의 CO2 배출량을 최소화하며 운영목표를 달성할 수 있다는 것을 확인하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

As discussions on reducing CO2 emissions continue, interest in ships with electric propulsion systems using fuel cells and batteries is increasing. This research aims to optimize the operation of ships equipped with hybrid electric propulsion systems that combine diesel generators, batteries, and fuel cells, and to develop efficient control strategies for CO2 emission reduction. This is a proposal for a CO2 emission reduction control method that reflects the power system characteristics and control characteristics of a hybrid electric propulsion system ship currently under design. The research subject is an unmanned surface vessel (USV) with a hybrid electric propulsion system. The research focused on unmanned surface vehicles (USVs) equipped with hybrid electric propulsion systems. Based on the analysis, an operation optimization algorithm for hybrid electric propulsion system ships was proposed and simulated.The simulation results confirmed that CO2 emissions from hybrid electric propulsion ships can be minimized by using 426.65 kg of fuel and 58.82 kg of hydrogen.