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폴리다이메틸실록세인 안전 및 환경 고려사항
울만 산업 화학 백과사전에 따르면, 실록세인에 대해 "환경 유기체에 대한 현저한 유해 영향"은 관찰되지 않았다. PDMS는 생분해되지 않지만, 폐수 처리 시설에 흡수된다. 그 분해는 다양한 점토에 의해 촉매된다. 2020년 유럽 식품안전청의 식품 첨가물 용도 PDMS(E 900) 재평가 결과, 보고된 사용 사례에서 식품 내 PDMS의 안전성 문제는 발견되지 않았지만, 제조 과정에서 남은 잠재적으로 유독한 시클로폴리실록세인에 대한 최대 한도 설정을 권고했다.
스위치보드
스위치보드(switchboard)는 다음을 의미한다.
배전반
배전반(electric switchboard)은 하나 이상의 공급원에서 여러 작은 부하 회로로 전력을 분배하는 장비이다. 배전반으로부터 전력을 공급받는 회로를 보호하고 제어하기 위한 개폐 장치를 포함하는 하나 이상의 패널로 구성된 조립체이다. 여러 제조업체가 산업, 상업 건물, 통신 시설, 석유 및 가스 플랜트, 데이터 센터, 의료 시설 및 기타 건물, 대형 선박에 사용되는 배전반을 만든다. 배전반은 일반적으로 주 섹션과 배전 섹션으로 구성된 여러 상호 연결된 섹션으로 나뉜다. 이 두 섹션은 때때로 두 섹션의 역할을 모두 수행할 수 있는 조합 섹션으로 대체되기도 한다. 배전반에는 다른 장치와 같은 섹션에 수용할 수 없는 장치를 수용하는 데 사용되는 보조 섹션이 함께 제공될 수도 있다.
배전반 정의
미국 미국 전기 규격 (NEC)은 배전반을 "얼굴, 뒷면 또는 둘 다에 스위치, 과전류 및 기타 보호 장치, 모선 및 일반적으로 계기가 장착된 크고 단일 패널, 프레임 또는 패널 조립체"로 정의한다. 배전반의 역할은 배전반에 공급되는 전류를 추가 배전을 위해 더 작은 전류로 나누고, 이러한 다양한 전류에 대한 개폐, 전류 보호 및 (가능한 경우) 계량을 제공하는 것이다. 일반적으로 배전반은 변압기, 패널 보드, 제어 장비 및 궁극적으로 개별 시스템 부하에 전력을 분배할 수 있다.
배전반 구성 요소
배전반 내부에는 하나 이상의 모선이 있다. 이들은 구리 또는 알루미늄의 평평한 스트립으로, 개폐기가 연결된다. 모선은 배전반을 통해 큰 전류를 운반하며 절연체로 지지된다. 노출된 모선이 흔하지만, 이제는 연결 지점만 노출된 절연 덮개가 있는 많은 유형이 제조된다.
현대의 배전반에서 작업자는 금속으로 둘러싸인 회로 차단기, 스위치 및 퓨즈로 감전으로부터 보호된다. 배전반에 전기를 공급하기 위한 계기 및 제어 장치도 있을 수 있다. 예를 들어, 발전기 뱅크용 배전반, 특히 진동수는 교류 전력 및 부하 공유 제어, 진동수, 전압, 전류 및 에너지 계기, 그리고 아마도 동기경을 가질 것이다. 주 배전반은 그리드에 연결되어 다른 작은 배전반에 전력을 분배하는 대형 전기 배전반이다.
분전반
분전반(distribution board)은 전기 공급 시스템의 구성 요소로, 들어오는 전원 공급을 보조 회로로 분배하는 동시에 각 회로에 대한 보호 퓨즈 또는 회로 차단기를 공통 인클로저에 제공한다. 일반적으로 주 개폐기와 최신 보드에서는 하나 이상의 누전 차단기 (RCD) 또는 과전류 보호 잔류 전류 차단기 (RCBO)도 포함된다.
영국에서는 가정용 설치를 위해 설계된 분전반을 컨슈머 유닛이라고 한다.
분전반 북아메리카
북아메리카의 분전반은 일반적으로 판금 인클로저에 들어 있으며, 회로 차단기는 전면에서 조작할 수 있도록 두 줄로 배치되어 있다. 일부 패널보드에는 차단기 스위치 손잡이를 덮는 문이 제공되지만, 모든 패널보드는 데드 프런트로 구성되어 있다. 즉, 인클로저 전면(문이 있든 없든)은 회로 차단기 조작자가 내부의 활선 전기 부품에 접촉하는 것을 방지한다. 모선은 들어오는 라인(핫) 도체에서 차단기로 전류를 전달하며, 차단기는 볼트온 연결(나사 사용) 또는 리테이닝 클립을 사용하는 플러그인 연결로 모선에 고정된다. 패널보드는 상업 및 산업 애플리케이션에서 더 흔하며 볼트온 차단기를 사용한다. 주거용 및 경상업용 패널은 일반적으로 부하 센터라고 불리며 플러그인 차단기를 사용한다. 중성선 도체는 나사 단자를 사용하여 중성 모선에 고정된다. 분기 회로 접지 도체는 패널보드 인클로저에 직접 부착된 단자 블록에 고정되며, 이 인클로저 자체는 접지되어 있다.
분전반 북아메리카
분전반을 수리하는 동안 커버를 제거하고 케이블이 보이는 경우, 미국식 패널보드에는 일반적으로 일부 활선 부품이 노출되어 있다. 캐나다 서비스 입구 패널보드에서는 주 스위치 또는 회로 차단기가 서비스 박스에 위치하며, 이는 인클로저의 나머지 부분과 분리된 섹션이므로 주 스위치 또는 차단기가 꺼져 있을 때 분기 회로를 수리하는 동안 활선 부품이 노출되지 않는다.
차단기는 보통 두 열로 배열된다. 미국식 보드에서는 차단기 위치가 각 행을 따라 위에서 아래로 왼쪽에서 오른쪽으로 번호가 매겨진다. 이 번호 매기기 시스템은 수많은 경쟁 차단기 패널 제조업체에서 보편적이다.
각 행은 서로 다른 라인(아래 A, B, C)에서 공급되어 2극 또는 3극 공통 트립 차단기가 각 상에 하나의 극을 가질 수 있도록 한다. 북아메리카에서는 대형 영구 설치 장비를 라인-투-라인 방식으로 배선하는 것이 일반적이다. 이것은 패널에서 두 슬롯(2극)을 차지하며 분상 전력의 경우 240V, 3상 전력의 경우 208V의 전압을 제공한다.
분전반 북아메리카
오른쪽 사진은 제너럴 일렉트릭에서 제조한 주거용 서비스 패널보드의 내부를 보여준다. 두 개의 '핫' 라인과 하나의 중성선인 세 개의 서비스 도체가 위에서 들어오는 것을 볼 수 있다. 중성선은 모든 흰색 전선과 함께 왼쪽에 있는 중성 모선에 연결되고, 두 개의 핫 전선은 주 차단기에 연결된다. 주 차단기 아래에는 주 차단기와 두 열의 분기 회로 차단기 사이에 전류를 전달하는 두 개의 모선이 있으며, 각 회로의 빨간색과 검은색 핫 전선이 이어진다. 세 개의 전선(핫 검은색, 중성 흰색, 나동 접지)이 인클로저 왼쪽에서 나와 NEMA 5-15 콘센트에 직접 연결되어 전원 코드가 꽂혀 있는 것을 볼 수 있다. 들어오는 나동 연선 접지선은 중성 모선 하단 근처에서 볼 수 있다.
분전반 북아메리카
왼쪽 사진은 이중 패널 구성을 보여준다: 오른쪽의 주 패널(전면 커버가 장착됨)과 왼쪽의 서브 패널(커버 제거됨). 서브 패널은 패널 상단 근처의 각진 전선관을 통해 들어오는 두 개의 큰 핫 전선과 하나의 중성선으로부터 전력을 공급받는다. 이 구성은 현재 미국 국가 전기 코드의 두 가지 위반 사항을 보여주는 것으로 보인다: 주 패널에는 접지 도체가 없으며(여기서는 대신 서브 패널을 통해 공급됨), 서브 패널 중성선 모선이 접지 모선에 연결되어 있다(이들은 첫 번째 서비스 차단 후에는 별도의 모선이어야 하며, 이 경우 주 패널임).
1940년부터 1965년까지 지어진 주택에서 흔히 볼 수 있었던 퓨즈 박스 디자인은 분기 회로용 4개의 플러그 퓨즈(즉, 에디슨 베이스)와 주요 가전제품 회로와 같은 용도를 위한 카트리지 퓨즈가 들어 있는 하나 이상의 퓨즈 블록을 포함하는 60암페어 퓨즈 박스였다. 1965년 이후에는 3선식(230V) 서비스를 갖춘 100A 패널이 일반화되었다. 퓨즈 박스는 주 차단 및 전기 레인지 회로용 퓨즈 블록과 개별 회로용 여러 플러그 퓨즈(에디슨 베이스 또는 Type S)를 가질 수 있었다.
분전반 영국
이 사진은 영국의 일반적인 분전반 내부를 보여준다. 세 개의 들어오는 상 전선은 패널 중앙의 주 스위치를 통해 모선에 연결된다. 패널 양쪽에는 중성선과 접지선을 위한 두 개의 모선이 있다. 들어오는 중성선은 패널 오른쪽 하단의 모선에 연결되며, 이는 다시 왼쪽 상단의 중성 모선에 연결된다. 들어오는 접지선은 패널 왼쪽 하단의 모선에 연결되며, 이는 다시 오른쪽 상단의 접지 모선에 연결된다. 오른쪽 하단의 중성 모선에서 커버가 제거되었다. 왼쪽의 중성 모선은 커버가 제자리에 있다.
상 모선의 왼쪽에는 두 개의 2극 RCBO와 두 개의 단극 차단기가 있으며, 하나는 사용되지 않는다. 사진의 2극 RCBO는 두 상에 걸쳐 연결되지 않고, 상 모선 뒤에서 나오는 공급측 중성선 연결을 가지고 있다. 모선의 오른쪽에는 단극 차단기, 2극 RCBO 및 3극 차단기가 있다.
대규모 상업, 공공 및 산업 시설에서는 일반적으로 3상 전원을 사용하며, 차단기가 두 개의 수직 열로 배열된 분전반을 사용한다. 대규모 설치에서는 종종 보조 분전반을 사용한다.
분전반 영국
두 경우 모두, 약 100A(CU) 또는 200A(분전반)까지의 전원을 처리하는 최신 보드는 DIN 레일 마운팅에 회로 차단기와 RCD를 사용한다. 설치의 주 분전반은 일반적으로 전체 전원 공급을 위한 상 및 중성선 라인을 전환하는 주 개폐기(인커머라고 함)를 제공한다. (참고로, 인커머는 단로기로 언급되거나 판매될 수 있지만, 엄격한 의미에서 단로기로 사용될 필요가 없으므로 이는 문제가 될 수 있다.)
각 상마다 전력은 모선을 따라 공급된다. 분상 패널에서는 별도의 모선이 인커머에서 직접 공급되므로 RCD를 사용하여 회로 그룹을 보호할 수 있다. 또는 RCBO를 사용하여 단일 회로에 대한 과전류 및 잔류 전류 보호를 모두 제공할 수 있다.
변압기(예: 벨 회로용) 및 접촉기(계전기; 예: 대형 모터 또는 난방 부하용)와 같은 다른 장치도 사용될 수 있다.
새로운 영국 분전반은 일반적으로 서비스용 커버를 제거하더라도 활선 부품이 IP2X로 밀봉되어 있다.
분전반 영국
영국에서는 BS 7671이 컨슈머 유닛을 "주로 주거용 건물에서 전기 에너지의 제어 및 분배를 위한 형식 시험을 거친 조정된 어셈블리로 구성된 특정 유형의 배전반"으로 정의한다. 이러한 설치는 일반적으로 230V(명목 표준)의 단상 공급을 받으며, 역사적으로는 구형 컨슈머 유닛이 퓨즈를 사용하다가 소형 회로 차단기(MCB)의 등장으로 인해 퓨즈 박스로 알려져 있었다.
주 패널로 사용되는 일반적인 새로운 가정용 CU는 6~24개의 장치 연결 지점(일부 장치는 두 개의 연결 지점을 차지할 수 있음)을 가질 수 있으며, 두 개 이상의 섹션(예: 경보 등 비RCD 섹션, 소켓 아웃렛용 RCD 보호 섹션, 조명 및 기타 내장 기기용 RCD 보호 섹션)으로 나뉜다. 별채용 보조 CU는 일반적으로 1~4개의 연결 지점과 RCD를 갖는다.
최근(17판 배선 규정 이전) CU는 소켓 아웃렛 이외의 용도로는 일반적으로 RCD 보호 섹션이 없었지만, 일부 구형 CU는 RCD 인커머를 특징으로 했다. 1990년 이전에는 RCD(및 분할 모선)가 CU에 표준이 아니었다.
분전반 영국
퓨즈 박스는 일반적으로 다른 보호 장치 없이 카트리지 또는 재배선 가능 퓨즈를 사용하며, 기본 4-웨이 박스가 매우 흔하다. 일부 구형 박스는 갈색-검은색 베이클라이트로 만들어졌으며, 때로는 나무 바닥이 있다. 디자인은 역사적이지만, 이들은 1980년대까지도 신규 설치용 표준 장비였으므로 매우 흔하다. 이 박스의 퓨즈 홀더는 활선 단자와의 우발적인 접촉으로부터 보호를 제공하지 않을 수 있다.
영국에서는 소비자 장치(CU)가 과부하 및 단락 보호만 제공하던 기본 주 스위치와 재배선 가능한 퓨즈에서 시작하여 다양한 유형의 전기 고장에 대비할 수 있는 많은 안전 기능을 갖춘 정교한 제어 장치로 발전했다. 회로 보호 장치의 선택은 보호할 전기 회로의 유형과 필요한 보호 수준에 따라 달라진다. BS7671:2018 전기 설비 요구 사항(IET 배선 규정이라고도 함)은 정기적으로 업데이트되며, 이 글을 쓰는 시점의 최신 판은 2022년 3월 28일에 발표된 개정판 2:2022이다.
CU의 일반적인 구성:
분전반 영국
주 개폐기 컨슈머 유닛 - 모든 회로에 동시에 전원을 차단하는 주 개폐기로 구성되어 있으며, 모든 보호 장치를 공통 활선원에 연결하는 하나의 모선과 공통 중성선 레일에 연결하는 하나의 중성선 또는 링크 바가 있다. 주 접지 도체를 연결할 수 있는 별도의 접지 레일이 있다. 이 예는 모든 회로가 독립적이므로 가장 높은 수준의 회로 분리를 제공한다. 이 특정 예는 각 회로에 과부하 및 단락 보호 MCB만 있는 독립형 솔루션으로는 적합하지 않을 수 있다. BS7671에 따라 누전 RCBO 및 아크 고장 AFDD에 대한 추가 보호가 필요할 수 있으므로 이는 비싼 솔루션이 된다.
주 개폐기 및 이중 RCD 컨슈머 유닛 - 모든 회로에 동시에 전원을 차단하는 주 개폐기와 각각 자체 활선 모선을 가진 두 개의 30mA RCD RCD로 구성되어 있으며, 각각 별도의 회로 뱅크(일반적으로 절반씩이지만 다른 조합도 가능)를 누전 고장으로부터 보호한다. 더 저렴한 MCB와 두 개의 더 비싼 RCD의 조합을 사용하여 비용 효율적인 솔루션을 제공한다.
분전반 영국
고신뢰성 컨슈머 유닛 - 모든 회로에 동시에 전원을 차단하는 주 개폐기와 세 개의 별도 활선 모선으로 구성되어 있으며, 하나는 주 개폐기에 직접 연결되고 다른 두 개는 각 주 RCD에 연결된다. 주 개폐기의 활선 모선은 RCBO 및 AFDD와 같은 더 민감한 장치가 적절하지 않거나 RCBO의 독립적인 사용이 적절하지 않은 경우에만 MCB를 사용할 수 있도록 허용하며, 한두 가지 방식으로 제한될 수 있다. 나머지 회로는 이중 RCD CU와 동일한 방식으로 나뉜다. 이 유형의 컨슈머 유닛은 이중 RCD CU보다 향상된 회로 분리를 제공하면서 더 많은 유연성을 허용한다.
현대 소비자 장치는 이제 금속(비가연성)으로 되어야 하며 일반적으로 DIN 레일 장착 장치를 사용한다. DIN 레일은 표준화되어 있지만 모선 배열은 표준화되어 있지 않다. 다른 브랜드 장치의 혼합 사용은 제조업체 요구 사항에 위배되며 일반적으로 피해야 한다.
소비자 장치 선택은 주택의 크기와 배치, 층수, 부속 건물, 예상 부하(조명, 소켓, 오븐, 샤워기, 온수기, 자동차 충전기 등), 각 회로에 필요한 보호 수준 등 여러 요소를 반영한다.
분전반 영국
오른쪽 상단에 있는 상자는 재배선 가능한 퓨즈가 장착된 "Wylex 표준"이다. 이 상자에는 카트리지 퓨즈 또는 소형 회로 차단기(MCB)도 장착할 수 있다. 이 유형의 컨슈머 유닛은 영국에서 2001년까지 매우 인기가 많았다. 2001년에는 배선 규정에서 실외 장비에 "합리적으로 예상되는" 소켓용 누전 차단기(RCD) 보호를 의무화했다(BS 7671:2001, ISBN 0-86341-373-0). 다른 제조업체에서도 유사한 디자인이 많았지만, Wylex 제품이 훨씬 더 흔하게 발견되며, 퓨즈 홀더/차단기가 여전히 흔히 구할 수 있는 유일한 제품이다.
일부 제조업체는 CPN Cudis와 같이 혁신적인 기능을 추가했다. 이들은 'Lumo' 컨슈머 유닛에 LED 스트립 조명을 추가하여 계단 아래와 같이 어두운 곳에서의 가시성을 향상시켰다.
(BS 7671:2008 개정판 1: 2011 포함) 17차 IET 배선 규정이 도입된 이래로, 영국의 컨슈머 유닛은 도난 경보기 또는 화재 경보기와 같은 고신뢰성 회로를 제외하고 벽에 매립된 모든 케이블에 RCD 보호를 제공해야 한다.
분전반 영국
컨슈머 유닛은 회로를 보호하는 다양한 방법을 가지고 있다. 예를 들어, 이중 분할 부하 컨슈머 유닛은 2층 주택에서 다음과 같이 배열될 수 있다:
RCD 1
RCD 2
회로를 이와 같이 배열하면 하나의 RCD만 트립될 경우에도 한 층에서는 전력이 여전히 공급된다. 또한, 소켓과 조명을 교대 RCD에 연결하면, 예를 들어 아래층의 고장 난 주전자가 RCD를 트립시키더라도 주방 조명은 여전히 사용할 수 있어 어둠 속에서 고장을 조사해야 하는 위험을 피할 수 있다.
17차 IET 배선 규정에 따라 회로를 보호하는 또 다른 방법은 모든 회로에 과부하 잔류 전류 회로 차단기(RCBO)를 장착하는 것이다. 이는 RCD+MCB 옵션보다 비용이 더 많이 들지만, 회로에 고장 조건이 발생하면 해당 회로의 RCBO만 트립되므로 처음부터 고장 검색 범위가 좁아진다. 전기 기술자를 불러야 할 경우, 이러한 국부적 고장은 RCD+MCB 배열과 달리 더 빠르고 저렴하게 해결될 수 있다. RCD+MCB 배열은 해당 RCD 회로 세트 내 어딘가에 고장이 있음을 나타낼 뿐이다.
MK 또는 구형 MEM 컨슈머 유닛과 같이 스퍼당 하나의 퓨즈를 사용하는 일부 구형 시스템은 다음과 같다:
등..
소수의 1950년대 이전 퓨즈 박스가 여전히 사용 중이다. 이 박스들은 노출된 활선 부품이 흔하므로 주의해서 다루어야 한다. 이들이 공급하는 설비는 현대 전기 안전 기준을 충족하지 못한다. 매우 오래된 설비의 또 다른 특징은 각 회로에 두 개의 퓨즈가 있을 수 있다는 것이다. 하나는 활선에, 다른 하나는 중성선에 있다. 드문 경우지만, 오래된 링 회로에서는 링당 4개의 15A 퓨즈 이상이 발견될 수 있다. L과 N에 각각 하나씩, 그리고 링의 두 피드 각각에 대해 이것이 중복된다.
분전반 제조사별 차이
장착을 위한 표준 DIN 레일과 겉보기에 상호 교환 가능한 차단기를 위한 표준 절단 모양을 채택했음에도 불구하고, 모선 연결 위치 및 기타 기능은 표준화되어 있지 않다. 각 제조업체는 해당 유형의 차단기와만 완전히 호환되는 하나 이상의 "시스템" 또는 차단기 패널 종류를 가지고 있다. 이러한 어셈블리는 공인 기관에서 사용에 대해 테스트 및 승인되었다. "그냥 우연히 맞는" 장비를 교체하거나 추가하면 예상치 못한 또는 심지어 위험한 상황이 발생할 수 있다. 이러한 설치는 제조업체 데이터시트를 포함하여 지식이 풍부한 출처와 먼저 상의하지 않고는 수행해서는 안 된다.
분전반 위치 및 지정
미학과 보안상의 이유로 가정용 회로 차단기 패널과 컨슈머 유닛은 일반적으로 외진 벽장, 다락방, 차고 또는 지하실에 위치하지만, 때로는 건물 미학의 일부(예술 설치물 등)로 사용되거나 쉽게 접근할 수 있는 곳에 설치되기도 한다. 그러나 현재 미국 건축 법규는 욕실(또는 유사한 방), 의류용 벽장, 또는 전기 기술자가 패널에 접근하기에 공간이 불충분한 곳에 패널을 설치하는 것을 금지한다. 실외, 위험한 환경, 또는 기타 비정상적인 위치와 같은 특정 상황에서는 특수 장비와 더 엄격한 설치 관행이 필요할 수 있다.
분전반은 3상 또는 단상, 일반 전력 또는 비상 전력으로 지정될 수 있으며, 다른 패널을 공급하기 위한 분전반, 조명용 조명 패널, 장비 및 콘센트용 전원 패널, 특수 용도로 지정될 수 있다. 패널은 건물 섹션에 전력을 공급하는 전기 벽장 내부에 건물 전체에 걸쳐 위치한다.
분전반 극장 조명
극장에서는 조광기 랙이라는 특수 패널이 무대 조명 장치에 전원을 공급하는 데 사용된다. 미국식 조광기 랙은 208Y/120볼트 3상 전원을 사용한다. 단순히 회로 차단기만 있는 것이 아니라, 랙에는 각 무대 회로용 자체 회로 차단기가 있는 반도체 전자 조광기가 있다. 이것은 회로당 조광기 배열로 알려져 있다. 조광기는 들어오는 세 상에 균등하게 분배된다. 96개 조광기 랙에는 상 A에 32개, 상 B에 32개, 상 C에 32개의 조광기가 있어 조명 부하를 가능한 한 균등하게 분산시킨다. 건물 내 공급 변압기의 전원 공급 외에도, 조명 콘솔에서 제어 케이블이 DMX-512와 같은 제어 프로토콜로 조광기로 정보를 전달한다. 이 정보에는 각 채널의 조명 레벨 정보가 포함되며, 이를 통해 쇼의 조명 변화(라이트 큐) 동안 어떤 조광기 회로가 켜지고 꺼지는지, 그리고 어떤 페이드 시간 동안 제어한다.
분전반 극장 조명
분전반은 표면 장착형 또는 매립형일 수 있다. 전자는 나중에 배선을 변경하거나 추가하기 쉽지만, 후자는 특히 주거용 애플리케이션의 경우 더 깔끔할 수 있다. 분전반을 벽에 매립하는 또 다른 문제는 벽이 단단한 경우 많은 벽돌이나 블록을 제거해야 할 수 있다는 것이다. 일반적으로 이러한 이유로 매립형 보드는 필요한 공간을 벽에 만들 수 있는 신축 프로젝트에만 설치된다.
전기 보트
전기 보트(Electric boat)는 전동기로 구동되는 모터보트로, 배터리 팩, 태양 전지판 또는 발전기 중 하나로 전력을 공급받는다.
대부분의 수상 선박은 디젤 엔진으로 구동되며, 돛과 가솔린 기관도 많이 사용되지만, 전기로 구동되는 보트는 120년 이상 사용되어 왔다. 전기 보트는 1880년대부터 1920년대 내연기관이 지배적이 될 때까지 매우 인기가 많았다. 1970년대 에너지 위기 이후, 전기 보트에 대한 관심은 꾸준히 증가하고 있으며, 특히 더욱 효율적인 태양 전지가 개발되면서 돛단배처럼 이론적으로 무한한 항속 거리를 가진 모터보트가 처음으로 가능해졌다. 최초의 실용적인 태양광 보트는 1975년 잉글랜드에서 건조되었을 가능성이 높다. 그린 기술만을 사용하여 (파나마 운하 통과를 포함하여) 세계 일주를 완료한 최초의 전기 돛단배는 EcoSailingProject이다.
화석 연료 보트에서 전기 보트로 전환하는 주요 이점 중 하나는 환경적 이점 외에도 낮은 운영 비용이다. 디젤과 전기의 격차는 해당 지역의 연료 비용과 그리드 비용에 따라 달라지지만, 인도와 같은 곳에서는 10배 차이가 날 수 있다.
전기 보트 역사
초기 전기 보트는 1839년 독일 발명가 모리츠 폰 야코비가 러시아 상트페테르부르크에서 개발했다. 이 보트는 24-피트 (7.3 m) 길이에 14명의 승객을 태우고 3 마일 매 시 (4.8 km/h)의 속도로 운행했다. 니콜라이 1세 황제에게 네바강에서 성공적으로 시연되었다.
전기 보트가 실용화되기까지는 배터리와 모터 개발에 30년 이상이 걸렸다. 이 추진 방식은 약 1880년부터 1920년까지 황금기를 누렸으나, 이후 가솔린 선외모터가 지배적인 방식이 되었다. 프랑스의 전기 공학자 귀스타브 트루베는 1880년에 소형 전동기를 특허 등록했다. 그는 처음에 이 모터가 노를 저어 보트를 물 위에서 추진할 수 있도록 제안했으며, 나중에는 프로펠러 사용을 주장했다.
전기 보트 역사
영국으로 이주한 오스트리아인 안토니 레켄자운은 최초의 실용적인 전기 보트 개발에 중요한 역할을 했다. 전기 동력 저장 회사에서 공학자로 일하면서, 그는 다양한 형태의 전기 견인에 대한 많은 독창적이고 선구적인 작업을 수행했다. 1882년, 그는 이차 전지로 구동되는 최초의 중요한 전기 유람선을 설계했으며, 그 보트의 이름을 일렉트리시티(Electricity)라고 지었다. 이 보트는 강철 선체였다. 길이는 약 26 피트 (7.9 m), 폭은 약 5 피트 (1.5 m), 흘수는 약 2 피트 (610 mm)였다. 직경 22 인치 (560 mm)의 프로펠러가 장착되었다. 배터리와 전기 장비는 좌석 공간 아래에 숨겨져 있어 승객을 위한 공간을 늘렸다. 이 보트들은 템스강을 오가는 여가 유람선으로 사용되었으며 매우 부드럽고 깨끗하며 조용한 여행을 제공했다. 보트는 시속 8마일의 평균 속도로 6시간 동안 운행할 수 있었다.
전기 보트 역사
모리츠 이미쉬는 1882년 제7대 앨버말 백작 윌리엄 케펠과 협력하여 자신의 회사를 설립했으며, 전동기를 운송 수단에 적용하는 것을 전문으로 했다. 이 회사는 마그누스 폴크를 전기 유람선 부서 개발 책임자로 고용했다. 1888년부터 랜덤 스킷으로 12개월간의 실험 작업을 시작한 후, 이 회사는 전기 장비를 장착할 선체 건설을 의뢰했다. 1880년대 템스강을 따라 일련의 충전소를 갖춘 세계 최초의 유료 전기 유람선단이 설립되었다. 1893년 템스강 유람 지도에는 큐 (스트랜드온더그린)와 레딩 (카버샴) 사이에 8개의 "전기 유람선 충전소"가 표시되어 있다. 이 회사는 플랫츠 에요트라는 섬에 본사를 지었다.
1889년부터 제1차 세계 대전 직전까지 보트 시즌과 레가타에서는 조용한 전기 보트들이 강을 오르내렸다.
전기 보트 역사
이 회사의 전기 유람선은 부유층에게 강을 따라 이동하는 수단으로 널리 사용되었다. 웅장한 선박들은 티크나 마호가니로 제작되었고 스테인드글라스 창문, 실크 커튼, 벨벳 쿠션으로 호화롭게 꾸며졌다. 윌리엄 사전트는 1898년 이미쉬 회사의 의뢰를 받아 리즈 시의회를 위해 라운드헤이 공원 호수에서 사용할 메리 고든호를 건조했으며, 이 보트는 아직 남아 있으며 현재 복원 중이다. 이 70피트 길이의 호화 유람선은 최대 75명의 승객을 편안하게 태울 수 있었다. 유람선은 다른 곳으로도 수출되어 레이크디스트릭트와 전 세계에서 사용되었다.
1893년 시카고 세계 박람회에서는 안토니 레켄자운의 작업에서 개발된 55척의 유람선이 백만 명 이상의 승객을 실어 날랐다. 전기 보트는 1890년경부터 1920년경까지 초기 인기를 누렸으나, 내연기관의 등장으로 대부분의 응용 분야에서 밀려났다.
이 시대의 전기 보트 대부분은 소형 여객선으로, 당시 유일한 동력 대안은 증기기관이었다.
전기 보트 역사
가솔린 선외모터의 등장으로 1920년대부터 보트의 전기 동력 사용은 감소했다. 그러나 몇몇 상황에서는 20세기 초부터 현재까지 전기 보트의 사용이 지속되었다. 그 중 하나는 독일 남동부 베르히테스가덴 근처의 쾨니히스제 호수이다. 이 호수는 환경적으로 매우 민감하다고 여겨져 1909년부터 증기선과 모터보트가 금지되었다. 대신 바이에른 호수 해운 회사와 그 전신들은 전기 유람선단을 운영하여 호수에서 공공 여객 서비스를 제공해왔다.
최초의 전기 동력 잠수함은 1890년대에 건조되었으며, 예를 들어 1888년에 진수된 스페인 페랄 잠수함이 있다. 그 이후로, 전기 동력은 수중에서 잠수함을 구동하는 데 거의 전적으로 사용되었다 (전통적으로 배터리를 통해). 비록 1928년 미 해군이 디젤-전기 추진을 개발하기 전까지는 수상에서 프로펠러를 직접 구동하는 데 디젤이 사용되었지만, 이 방식에서는 프로펠러는 항상 전동기로 구동되었고, 잠수 중에는 배터리에서, 수상에서는 디젤 발전기에서 에너지를 공급받았다.
전기 보트 역사
복합 연료 및 전기 추진 (복합 디젤-전기 또는 가스, CODLOG)의 사용은 시간이 지남에 따라 점차 확장되어 퀸 메리 2와 같은 일부 현대 유람선은 실제 추진을 위해 디젤 및 가스 터빈 엔진으로 구동되는 전동기만을 사용한다. 이점으로는 연료 엔진을 항상 최적의 속도로 작동할 수 있고, 전동기를 전방위 추진기에 장착하여 기동성을 높이기 위해 360° 회전할 수 있다는 점이 있다. 이는 실제 전기 보트가 아니라 제1차 세계 대전 이후 잠수함에 사용된 디젤 또는 전기 추진과 유사한 디젤-전기 추진 또는 터빈-전기 추진의 변형이다.
보트를 움직이는 데 오직 전기만을 사용하는 것은 선외모터가 트롤링 모터로 사용되는 것을 제외하고는 정체되어 있다가, 캘리포니아의 더피 전기 보트 회사가 1968년에 소형 전기 보트를 대량 생산하기 시작하면서 다시 활기를 띠었다. 1982년에 전기 보트 협회가 결성되고 태양광 보트가 등장하기 시작했다. 마찰을 줄이고 항속 거리를 늘리기 위해 일부 보트는 하이드로포일을 사용한다. 2024년 3월에 출시된 eWolf 예인선은 6.2 메가와트시의 주 추진 배터리와 두 개의 전기 구동 장치를 갖추고 있으며, 항구의 디젤 예인선보다 더 강력하다.
2023년부터 인도에서는 전기 동력 하이브리드 보트가 도시 교통 수단으로 널리 채택되기 시작했으며, 강과 기타 수로를 활용하여 도시철도 시스템을 보완했다. 코치 워터 메트로는 여객선 서비스에 전기 보트를 완전히 도입한 최초의 프로젝트이다. 이 선단은 모두 코친 조선소에서 건조된 78척의 전기 보트로 구성되어 있다. 각 선박은 약 100명의 승객을 태울 수 있으며 최대 10노트의 속도로 순항할 수 있다. 300 kW 충전기를 사용하여 15분 이내에 보트를 완전히 충전할 수 있다.
코치 워터 메트로의 성공적인 운영에 따라 이 모델은 인도의 다른 도시에서도 복제되었다. 2025년 현재, 파트나와 아요디아에서도 유사한 전기 페리 서비스가 운영 중이며, 총 21개 인도 도시에서 프로젝트가 진행 중이다.
전기 보트 구성 요소
모든 전기 동력 보트의 구동 시스템의 주요 구성 요소는 모든 경우에 유사하며, 모든 전기차량에 사용할 수 있는 옵션과 유사하다.
배터리 뱅크는 태양과 같은 일부 소스에서 전기 에너지를 얻어야 한다.
주전원 충전기를 사용하면 가능한 경우 해안 전력으로 보트를 충전할 수 있다. 해안 기반 발전소는 일반적인 해양 디젤 또는 선외 모터보다 훨씬 엄격한 환경 규제를 받는다. 녹색 전기를 구매함으로써 지속 가능한 에너지 또는 재생 가능 에너지를 사용하여 전기 보트를 운행하는 것이 가능하다. 대형 선박의 경우, 전력망이 공급할 수 있는 것보다 더 많은 단기 전력을 제공하기 위해 육상 배터리가 필요할 수 있다.
태양 전지판은 갑판, 선실 지붕 또는 차양막의 적절한 영역에 보트에 내장될 수 있다. 일부 태양 전지판 또는 태양광 배열은 약간 구부러진 표면에 맞도록 충분히 유연하며 특이한 모양과 크기로 주문할 수 있다. 그럼에도 불구하고 더 무겁고 단단한 단결정형은 제곱미터당 에너지 출력 면에서 더 효율적이다. 태양 전지판의 효율은 태양을 직접 향하지 않을 때 급격히 감소하므로, 운항 중에 배열을 기울일 수 있는 방법은 매우 유리하다.
전기 보트 구성 요소
예인 발전기는 장거리 순항 요트에 흔하며, 돛으로 항해할 때 많은 전력을 생산할 수 있다. 전기 보트가 돛도 가지고 있고 수심이 깊은 물 (약 15 m or 50 ft보다 깊은)에서 사용될 경우, 예인 발전기는 항해 중에 배터리 충전을 돕는 데 도움이 될 수 있다 (전기 추진 상태에서 그러한 발전기를 끌고 다니는 것은 발전기로 인한 추가 항력이 생성하는 것보다 더 많은 전기를 낭비하므로 의미가 없다). 일부 전력 시스템은 항해 중 구동 모터를 통해 자유롭게 회전하는 구동 프로펠러를 사용하여 충전을 생성하지만, 이 시스템은 프로펠러 설계 및 기어를 포함하여 두 가지 기능에 최적화될 수 없다. 예인 발전기의 더 효율적인 터빈이 에너지를 수집하는 동안 잠금 또는 깃털 처리하는 것이 더 나을 수 있다.
전기 보트 구성 요소
풍력 터빈은 순항 요트에 흔하며, 전기 보트에 매우 적합할 수 있다. 회전하는 날개, 특히 강풍에서의 안전 문제도 고려해야 한다. 보트는 모든 승객과 승무원이 어떤 상황에서도 터빈에 방해받지 않도록 충분히 커야 하며, 여기에는 부두, 강둑 또는 부두 옆에 있을 때도 포함된다. 또한 보트는 터빈이 장착된 기둥이나 마스트가 강풍이나 폭풍에서 안정성을 손상시키지 않도록 충분히 크고 안정적이어야 한다. 충분히 큰 풍력 발전기는 완전히 풍력으로 작동하는 전기 보트를 생산할 수 있다. 아직 그러한 보트는 알려져 있지 않지만, 몇몇 기계식 풍력 터빈 동력 보트는 존재한다.
모든 경우에 충전 컨트롤러가 필요하다. 이는 전력이 공급될 때 배터리가 과열이나 내부 손상 없이 최대 안전 속도로 충전되도록 하고, 완전히 충전될 때 과충전되지 않도록 보장한다.
충전의 대안은 항구에서 배터리를 교체하는 것이다. 이는 항해 전에 재충전이 완료될 때까지 기다릴 필요가 없다는 이점을 제공한다. 이 접근 방식은 충전을 시간 제한 없이 항구에서 수행할 수 있으므로, 엄격한 일정을 가진 선박과 연락선을 전기로 전환할 수 있는 잠재력을 가지고 있다.
전기 보트 구성 요소
최근 몇 년 동안 배터리 기술에 상당한 기술 발전이 있었으며, 미래에는 더 많은 발전이 예상된다.
납 축전지는 약 2012년부터 전기 자동차용으로 대량 생산된 더 큰 리튬 이온 배터리가 등장할 때까지 가장 실용적인 옵션이었다. 딥사이클 '트랙션' 배터리가 명백한 선택이다. 무겁고 부피가 크지만, 교체할 수 있는 디젤 엔진, 탱크 및 부속품보다 훨씬 크지는 않다. 보트의 낮은 곳 중앙에 안전하게 장착해야 한다. 어떤 상황에서도 움직이지 않도록 하는 것이 필수적이다. 뒤집힐 경우 강한 산이 쏟아져 매우 위험할 수 있으므로 주의해야 한다. 폭발성 수소 및 산소 가스 배출도 필요하다. 일반적인 납 축전지는 증류수로 채워져야 한다.
다양한 배터리 화학 물질 중에서 빠른 충전 (LTO, NMC 등)과 느린 충전 (LFP) 사이의 선택은 자본 지출 (CAPEX), 운영 비용 (OPEX), 총 소유 비용 (TCO)을 고려한 경제적 분석에 의해 결정된다. 고속 또는 대형 중량과 간헐적인 충전으로 인해 더 높은 에너지 수요가 필요한 영역에서는 빠른 충전 배터리가 더 경제적이라는 것이 관찰된다.
전기 보트 구성 요소
배터리 뱅크의 크기는 전기 동력으로 보트의 항속 거리를 결정한다. 보트가 움직이는 속도도 항속 거리에 영향을 미친다. 낮은 속도는 선체를 움직이는 데 필요한 에너지에 큰 차이를 만들 수 있다. 항속 거리에 영향을 미치는 다른 요인으로는 해수 상태, 해류, 풍력, 그리고 운항 중 회수할 수 있는 충전량 (예: 햇빛이 강할 때의 태양 전지판) 등이 있다. 강한 바람의 풍력 터빈은 도움이 될 것이며, 어떤 바람이든 모터 세일링은 훨씬 더 도움이 될 수 있다.
보트를 사용 가능하고 조종하기 쉽게 만들려면 간단하게 조작할 수 있는 전진/정지/후진 속도 컨트롤러가 필요하다. 이 컨트롤러는 효율적이어야 한다. 즉, 어떤 속도에서도 뜨거워지거나 에너지를 낭비해서는 안 되며, 모든 완전 부하 조건에서 발생할 수 있는 최대 전류를 견딜 수 있어야 한다. 가장 일반적인 속도 컨트롤러 유형 중 하나는 펄스 폭 변조 (PWM)를 사용한다. PWM 컨트롤러는 모터에 고주파 전력 펄스를 보낸다. 더 많은 전력이 필요하면 펄스 지속 시간이 길어진다.
전기 보트 구성 요소
다양한 전동기 기술이 사용되고 있다. 전통적인 계자 권선 직류 모터는 과거에도 사용되었고 지금도 사용된다. 오늘날 많은 보트들은 경량 영구 자석 직류 모터를 사용한다. 두 가지 유형 모두 속도를 전자적으로 제어할 수 있다는 장점이 있지만, 이것이 필수 요건은 아니다. 일부 보트들은 교류 모터나 영구 자석 브러시리스 모터를 사용한다. 이들의 장점은 마모되거나 고장날 수 있는 정류자가 없다는 점과 종종 더 낮은 전류로 더 얇은 케이블을 사용할 수 있다는 점이다. 단점은 필수 전자 컨트롤러에 대한 전적인 의존성과 종종 높은 전압으로 인해 높은 수준의 절연이 필요하다는 점이다.
전통적인 보트는 베어링과 씰이 있는 프로펠러 샤프트를 통해 프로펠러를 구동하는 선내 모터를 사용한다. 더 크고 효율적인 프로펠러를 사용할 수 있도록 종종 기어 감속기가 통합된다. 이는 전통적인 기어 박스, 동축 유성 기어 또는 벨트나 체인이 있는 변속기일 수 있다. 기어링과 관련된 불가피한 손실 때문에 많은 드라이브는 느린 고토크 모터를 사용하여 이를 제거한다. 전동기는 프로펠러와 함께 포드로 캡슐화되어 선체 외부에 고정되거나 (세일드라이브) 선외 고정 장치 (선외모터)에 장착될 수 있다.
전기 보트 유형
다른 추진 방식의 보트만큼이나 다양한 유형의 전기 보트가 있지만, 몇 가지 유형은 여러 가지 이유로 중요하다.
전기 선외 모터 및 트롤링 모터는 약 100달러(미국)부터 수천 달러에 이르는 가격으로 몇 년 동안 판매되어 왔다. 이들은 보트 바닥에 외부 배터리가 필요하지만, 그 외에는 실용적인 일체형 품목이다. 대부분의 사용 가능한 전기 선외 모터는 맞춤형 구동 장치만큼 효율적이지 않지만, 내륙 수로 어부와 같은 의도된 용도에 최적화되어 있다. 조용하고 물이나 공기를 오염시키지 않아 물고기, 새 및 기타 야생 동물을 놀라게 하거나 해치지 않는다. 현대적인 방수 배터리 팩과 결합된 전기 선외 모터는 요트 보조선 및 기타 연안 유람선에도 이상적이다.
전기 보트 유형
순항 요트에는 일반적으로 보조 엔진이 있으며, 그 용도는 두 가지이다. 하나는 바람이 약하거나 방향이 잘못되었을 때 바다에서 전진하거나 모터 세일링을 하는 것이다. 다른 하나는 보트가 항구에 정박하여 혼잡하고 좁은 정박지나 항구에서 빡빡한 정박지에 기동해야 할 때 약 10분 정도의 추진력을 제공하는 것이다. 전기 추진은 전력을 최대로 사용하여 장시간 순항하는 데 적합하지 않지만, 약한 바람과 잔잔한 바다에서 천천히 모터링하는 데 필요한 전력은 적다. 두 번째 경우에 전기 구동 장치는 정밀하게 제어될 수 있고 단기간에 상당한 전력을 제공할 수 있으므로 이상적으로 적합하다.
전기 보트 유형
노르웨이 최초의 배터리-전기 연락선은 MV Ampere이다. 자동차 120대와 트럭 12대를 실을 수 있다. 틀:2016년 11월 기준, 106,000km를 운행했다. 배터리는 1 메가와트시의 에너지를 저장하지만, 9분 충전 시간은 때때로 충분하지 않아 더 많은 배터리 용량이 설치될 예정이다. 노르웨이는 몇몇 다른 전기 연락선 프로젝트를 예정하고 있다. 운영 데이터를 바탕으로 지멘스는 전 과정 평가에서 노르웨이의 디젤 페리 노선 112개 중 61개가 전기 페리로 대체될 수 있으며, 회수 기간은 5년이라고 결론 내렸다. 이 분석에는 충전기, 그리드 등 보조 비용이 포함된다.
핀란드에서는 2017년 4월, 투르쿠 시의 역사적인 아우라강 건너편 페리인 푀리호가 완전 전기 추진으로 전환되었다. 이 선박은 1904년 나무를 연료로 하는 증기 페리로 도입되었고, 1955년 디젤 운항으로 전환되었으며, 현재는 배터리 전력으로 오전 6시 15분부터 늦은 저녁까지 보행자와 자전거 승객을 위한 지속적인 일일 서비스를 제공한다. 충전은 밤에 이루어진다.
캐나다, 스웨덴, 덴마크에서도 다른 프로젝트들이 고려되고 있다.
전기 보트 유형
인도 최초의 태양광 페리, 75인승 보트로 태양광과 리튬 배터리를 이용한 그리드 충전으로 2017년부터 운항을 시작했다. 예상 소비량에 따르면 회수 기간은 3년이다.
일부 연락선은 집전장치를 사용하여 정박 중에 선상 배터리를 충전할 수 있다.
한편, 연락선은 승객이 운송하는 전기자전거, 전동 스쿠터 및 전기자동차를 위한 충전 지점을 때때로 무료로 포함할 수 있다.
전기 보트 유형
디젤-전기 하이브리드: 디젤 보조 동력의 세 번째 잠재적 용도는 야간에 해안에서 멀리 떨어져 있거나, 며칠 동안 선상 생활 후 정박 중에 배터리가 갑자기 약해질 때 배터리를 충전하는 것이다. 이 경우, 아마도 더 큰 순항 요트에서 이러한 종류의 사용이 예상될 때, 처음부터 복합 디젤-전기 솔루션을 설계할 수 있다. 디젤 엔진은 주로 배터리 뱅크를 충전하는 목적으로 설치되고, 전동기는 추진 목적으로 설치된다. 디젤 동력이 먼저 전기로 변환된 다음 운동으로 변환되므로 장거리 운항 시 효율성이 약간 감소하지만, 바람, 돛, 태양광으로 충전된 배터리가 디젤을 시작하지 않고 기동 및 짧은 여행에 사용될 때마다 균형 잡힌 절약이 가능하다. 필요할 때마다 디젤을 순수 발전기로 시동할 수 있는 유연성이 있다. 주요 손실은 무게와 설치 비용이지만, 매일 몇 시간씩 대형 디젤 엔진을 가동하는 대형 순항 보트의 경우 이러한 문제는 다른 시기에 얻을 수 있는 절감액에 비해 그리 크지 않다. 예를 들어, 135kWh 배터리와 80kW 디젤 발전기를 갖춘 어선 셀파 엘-맥스 1099호가 있다. 액화천연가스 동력 해양작업지원선은 2016년에 653kWh/1600kW 배터리를 운영 예비력으로 사용하여 동적 위치 유지 중 15-30%의 연료를 절약하며 운항을 시작했다.
전기 보트 유형
태양광 동력: 직접적인 태양 에너지를 사용하여 추진되는 보트는 해양 태양광 자동차이다. 사용 가능한 햇빛은 거의 항상 태양 전지에 의해 전기로 변환되어 일시적으로 축전지에 저장되고, 전동기를 통해 프로펠러를 구동하는 데 사용된다. 전력 수준은 일반적으로 수백 와트에서 수 킬로와트 정도이다. 태양광 동력 보트는 1985년경에 알려지기 시작했으며 1995년에는 최초의 상업용 태양광 여객선이 등장했다. 태양광 동력 보트는 바다에서 성공적으로 사용되었다. 대서양 최초 횡단은 2006/2007년 겨울 태양광 쌍동선 Sun21호에 의해 이루어졌다. (참고: 태양광 보트 목록)
트롤리 보트는 전선으로 전력을 공급받는 특별한 범주의 전기 보트이다. 여기에는 머리 위 전선이 포함될 수 있는데, 한두 개의 전선이 물 위에 고정되어 보트가 이들과 접촉하여 전류를 끌어올 수 있거나, 방수 케이블을 사용하여 보트를 해안에 연결할 수도 있다. 단일 머리 위 전선의 경우, 전기 회로는 물 자체에 의해 닫혀야 하므로 더 큰 저항과 전극의 부식을 야기한다. 두 개의 전선의 경우, 물을 통해 전류를 보낼 필요는 없지만, 서로 접촉할 때마다 단락을 일으키는 두 개의 전선은 구조를 복잡하게 만든다.
당연히 보트는 전선이나 테더 지점에 가까이 머물러야 하므로 기동성에 제한이 있다. 연락선이나 좁은 운하에서는 문제가 되지 않는다. 독일 슈트라우스베르크의 슈트라우스제 페리가 그 예이다. 이 페리는 370m 궤적을 따라 호수를 가로지르며 단일 머리 위 전선에서 170V의 전력을 공급받는다. 카스텔레트 페리는 스웨덴의 200 미터 (660 ft) 폭의 수로를 가로지르며, 페리가 테더링 지점의 반대편 터미널에 정박할 때 해저로 내려가는 잠수 가능한 테더링 공급 케이블을 사용한다.
마른-라인 운하의 모바주 터널에서는 양극 오버헤드 라인이 전기 예인선에 600V DC를 공급하여 자체 및 여러 선박을 4877m 터널을 따라 잠수된 체인으로 끌어당긴다. 이는 터널 내 디젤 배기가스 축적을 방지한다. 또 다른 예는 베를린 남서쪽 17km 지점의 클라인마흐노어 제에 있는 실험용 전기 예인선 텔토우였다. 이 예인선은 1903년부터 1910년까지 사용되었으며, 트롤리버스에서 사용된 것과 유사한 전류 수집 폴을 가지고 있었다.
전기 보트 오염 및 체화 에너지
모든 보트의 모든 부품은 제조되어야 하며 궁극적으로 폐기되어야 한다. 보트 수명 중 이 단계에서는 일부 오염과 다른 에너지원의 사용은 불가피하며, 전기 보트도 예외는 아니다. 전기 추진 사용으로 얻는 전 지구적 환경적 이점은 보트의 수명 동안 나타나며, 이는 여러 해가 될 수 있다. 이러한 이점은 또한 그러한 보트가 사용되는 민감하고 아름다운 환경에서 가장 직접적으로 느껴진다.
2016년 노르웨이의 수명 주기 연구에 따르면, 전기 연락선과 하이브리드 해상 공급선은 리튬 이온 전지 생산으로 인한 환경 영향을 2개월 이내에 상쇄한다고 한다.
전기 보트 오염 및 체화 에너지
영국의 클래식 보트 잡지는 2010년 5월 '전기 논쟁'이라는 찬반 기사를 실었다. 이 당시에는 납 축전지가 배터리 시장을 지배했고, 화석 연료가 영국 전력 부문을 지배했다. 제이미 캠벨은 네 가지 주요 이유로 전기 보트에 반대했는데, 이는 케빈 데스먼드와 전기 보트 협회(Electric Boat Association)의 이안 러터가 반박했다. 제이미 캠벨은 전기 추진이 수상에서 시걸 선외 모터보다 더 정당화될 수 없다고 주장하며, "여가 보트 타기에 있어 가장 환경 친화적이고 재생 가능한 옵션"으로 나무 돛단배와 노 젓는 딩기를 제안했다.
전기 보트 오염 및 체화 에너지
캠벨은 전기 보트의 오염 부재가 "님비주의의 냄새를 풍긴다"고 주장하며 "방출은 모두 다른 사람의 뒷마당에서 이루어진다"고 말하고, 재충전 지점의 설치는 수 마일의 서식지를 파헤치는 것을 포함할 수 있다고 말한다. 데스몬드는 충전식 배터리가 발전소에서 에너지를 얻는다는 것은 의심의 여지가 없지만 (태양열 및 풍력 발전으로 선상에서 충전되지 않을 때), 소음이 더 큰 내연기관 보트는 훨씬 더 멀리서 연료를 얻으며, 일단 설치된 전력 케이블은 주유소보다 환경적으로 덜 파괴적이라고 응답한다. 러터는 전기 보트가 야간에 주로 충전되어 '기저부하'를 사용한다고 언급한다.
전기 보트 오염 및 체화 에너지
충방전 주기와 전기를 동력으로 변환하는 과정에서 손실이 있지만, 러터는 대부분의 전기 보트가 일반적인 최대 강 속도인 5 mph (8 km/h)로 순항하는 데 약 1.5 kW (2 hp)만 필요하며, 30 hp (22 kW)의 가솔린 기관 또는 디젤 엔진이 2 hp (1.5 kW)만 생산할 경우 훨씬 더 비효율적이라고 지적한다. 캠벨은 "무거운 배터리가 '하중을 지탱하는 선체'와 '기울어지고 심지어 항해에 부적합한 선박'을 필요로 한다"고 언급했지만, 데스먼드는 전기 보트 사용자들은 강둑에 더 친화적인 효율적이고 파도가 적은 선체 형태를 선호하는 경향이 있다고 지적한다.
캠벨은 보트가 침몰할 때 "전통적인" 배터리가 물에 유출하는 오염에 대해 논하지만, 데스먼드는 전기 보트가 다른 유형의 보트보다 침몰할 가능성이 더 높지 않으며, 내연기관 보트가 침몰할 때 연료, 엔진 오일 및 냉각수 첨가제의 누출은 불가피하다고 말한다. 러터는 디젤 습식 배기가스가 정상적으로 사용될 때 배출되는 "매우 불쾌한 오염 물질 칵테일"을 지적한다.
캠벨은 "배터리 제조에 관련된 온갖 유해 화학 물질"을 언급했지만, 러터는 그것들을 "적당한 플라스틱 상자에 약간의 미량 금속이 포함된 납과 황산"이라고 설명하며 잠재 수명은 10~12년이라고 말한다. 데스먼드는 미국이 납산 배터리에 대해 98%의 재활용률을 가지고 있으며, 배터리 및 납 제련 산업이 세계에서 가장 엄격한 오염 통제 기준을 준수한다고 말한다.
이 기사는 영국 환경청과 브로드스 당국이 전기 보트 사용자에게 25% 및 30% 할인을 제공하며, 배터리 구동 차량이 휘발유 차량의 탄소 발자국보다 3⁄5 더 적다고 언급한다. 태양광 또는 풍력 발전의 사용 없이 하루 순항 후 일반적인 재충전 비용은 1.50파운드라고 주장한다.
전기 보트 태양광 선박
최초의 여객용 태양광 선박은 1995년 스위스에서 솔리플뢰르(Solifleur, 위 사진)와 함께 등장했으며, 이 선박은 도킹 시 전력망 연결을 통해 연평균 소비량보다 더 많은 에너지를 전력망에 공급한 최초의 태양광 선박이기도 했다.
2010년에는 35m 길이, 26m 폭의 쌍동선 요트인 투라노르 플래닛솔라가 공개되었으며, 537m2의 태양광 패널로 구동된다. 2012년 5월 4일, 585일 동안 28개국을 방문한 후 모나코에서 60,023 킬로미터 (37,297 mi)의 세계 일주를 완료했으며, 화석 연료를 전혀 사용하지 않았다. 지금까지 건조된 태양광 보트 중 가장 크다.
인도 최초의 태양광 페리인 아디트야는 75인승 보트로 태양광으로 완전히 구동되며 현재 건조 중이다. 2016년 중반까지 완공될 예정이다.
전기 보트 태양광 선박
일본 최대 해운 회사 일본우선과 일본 석유는 도요타 자동차가 사용할 6만 톤급 자동차 운반선 상단에 40킬로와트의 전기를 생산할 수 있는 태양광 패널을 설치할 것이라고 밝혔다.
모나코 요트 회사 왈리 요트는 저택과 슈퍼요트 사이에서 갈등하는 억만장자들을 위해 설계된 "기가요트"를 발표했다. Why 58 x 38은 900m2의 태양광 패널이 150kW의 전력을 생성하여 디젤-전기 모터와 선택적 스카이세일을 보조함으로써 12노트의 속도로 12,000마일의 자율 순항 범위를 갖도록 설계되었다.
전기 보트 배터리-전기 선박 목록
최소 50명의 승객을 태울 태양광 전기 쌍동선.
유도 가열기
유도 가열기 또는 인덕션 히터(induction heater)는 모든 형태의 유도가열에 사용되는 핵심 장비이다. 일반적으로 유도 가열기는 중주파수(MF) 또는 무선 주파수(RF) 범위에서 작동한다.
현대 유도 가열기의 기본을 이루는 네 가지 주요 구성 요소 시스템
유도 가열기 작동 방식
유도 가열은 강한 자기장을 이용하여 전도성 물체를 비접촉 방식으로 가열하는 방법이다. 전원(주전원) 주파수 50 Hz 또는 60 Hz 유도 가열기는 전력 공급 장치에서 직접 공급되는 코일을 포함하며, 일반적으로 낮은 표면 온도가 필요한 저전력 산업용 애플리케이션에 사용된다. 일부 특수 유도 가열기는 항공우주 전력 주파수인 400 Hz에서 작동한다.
유도 가열은 유도 요리와 혼동해서는 안 된다. 두 가열 시스템은 물리적으로 서로 매우 다르기 때문이다. 특히, 유도 가열 시스템은 강자성 물질에 교류 자기장을 인가하여 물질에 교류를 유도하고, 이로 인해 물질 내의 원자가 여기되어 가열되는 방식으로 작동한다.
유도 가열기 주요 장비 구성 요소
유도 가열기는 일반적으로 세 가지 요소로 구성된다.
종종 인버터 또는 발전기라고 불린다. 이 시스템의 이 부분은 주전원 주파수를 받아 10 Hz에서 400 kHz 사이로 높이는 데 사용된다. 단위 시스템의 일반적인 출력 전력은 2 kW에서 500 kW이다.
이것은 축전기와 변압기의 조합을 포함하며 전원 장치를 작업 코일에 연결하는 데 사용된다.
유도자라고도 불리는 코일은 전원 장치와 작업 헤드에서 작업물로 에너지를 전달하는 데 사용된다. 유도자는 맨드릴 주위에 여러 번 감은 구리 튜브로 구성된 간단한 감긴 솔레노이드부터 고체 구리에서 정밀 가공되고 납땜 및 접합된 정밀 품목에 이르기까지 복잡성이 다양하다. 유도자는 가열이 일어나는 영역이므로 코일 설계는 시스템의 가장 중요한 요소 중 하나이며 그 자체로 과학이다.
유도 가열기 정의
무선 주파수(RF) 유도 발전기는 100 kHz에서 10 MHz까지의 주파수 범위에서 작동한다. 대부분의 유도 가열 장치(유도 주파수 제어 포함)는 100 kHz에서 200 kHz의 주파수 범위를 가진다. 출력 범위는 일반적으로 2.5 kW에서 40 kW를 포함한다. 이 범위의 유도 가열기는 엔진 밸브의 유도 경화와 같은 소형 부품 및 애플리케이션에 사용된다.
MF 유도 발전기는 1 kHz에서 10 kHz까지 작동한다. 출력 범위는 일반적으로 50 kW에서 500 kW를 포함한다. 이 범위 내의 유도 가열기는 샤프트의 유도 단조와 같은 중형에서 대형 부품 및 애플리케이션에 사용된다.
주전원(또는 공급) 주파수 유도 코일은 표준 교류 공급 장치에서 직접 구동된다. 대부분의 주전원 주파수 유도 코일은 단상 작동을 위해 설계되었으며, 드럼 히터와 같이 국부적인 가열 또는 저온 표면 영역 가열을 위한 저전류 장치이다.