축발전기 (Shaft generator)
한 줄 정의: 주기관의 축 회전력을 이용해 선내 전력을 생산하는 발전기입니다.
쉽게 풀면
배 안의 전기는 보통 별도의 발전기용 엔진을 돌려 만듭니다. 축발전기는 이미 돌고 있는 주기관의 축에서 동력을 끌어와 전기를 만드는 장치입니다. 대형 저속 주기관은 발전용 중속 엔진보다 효율이 좋고 값싼 연료를 쓸 수 있어, 항해 중에는 축발전기로 전기를 만드는 편이 연료와 정비 측면에서 유리합니다.
왜 중요한가
항해 중 보조 발전기를 멈출 수 있어 연료 소비와 배출가스를 줄이고, 에너지효율설계지수 산정에서도 유리하게 반영됩니다. 반대로 전력을 주기관으로 되돌려 추진을 돕는 모터 모드로 쓰면 하이브리드 운전이 가능해, 최근 에너지 절감 설계에서 비중이 커졌습니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"축발전기 운용을 전제로 한 에너지 흐름 분석 결과, 항해 구간의 일일 연료 소비량이 3.1톤 감소하는 것으로 산정되었다."
조금 더 깊게 보면
주기관 회전수가 변하면 발전 주파수도 변하므로, 회전수 변동을 흡수하기 위해 정주파수 변환 장치나 전력전자 기반 주파수 변환기를 함께 씁니다. 배치는 축에 직접 붙이는 방식과 기관 전단의 동력 인출 기어를 쓰는 방식이 있으며, 축계 비틀림 진동 특성에 영향을 주므로 별도 검토가 필요합니다. 같은 장치를 역으로 구동하면 전동기로 작동해 추진을 보조하거나 비상시 추진을 담당할 수 있어, 배터리와 결합한 하이브리드추진선박 구성의 핵심 요소가 됩니다.
주의할 점
축발전기는 주기관이 돌고 있을 때만 전력을 낼 수 있으므로, 정박 중이나 기관 정지 시에는 보조 발전기나 육상전원공급이 필요합니다. 폐열을 회수해 발전하는 폐열회수시스템과는 동력원이 전혀 다릅니다.