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date: 2026-05-07T01:01:56.787Z
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# 전기추진선박 전력 시스템 배경 조사
## 논문 배경 서술을 위한 공식 문헌 기반 정리

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## 1. 전기추진선박의 정의 및 분류

### 1.1 공식 정의 (인용 가능)

**KR 전기추진선박 가이던스 (Korean Register, 2016/2019)**에 따르면, 전기추진선박은 전동기를 이용한 전기 추진 방식을 채택한 선박으로 정의되며, 전력 생성 방식에 따라 다음 세 가지로 분류된다:

| 분류 | 설명 | 주요 전원 |
|---|---|---|
| **발전기 구동형** (Generator-driven) | 디젤 또는 이중연료 발전기가 전력 공급 | 디젤/DF 발전기 |
| **하이브리드형** (Hybrid) | 발전기 + 배터리/기타 에너지원 복합 | 발전기 + ESS |
| **완전 전기형** (All-electric) | 배터리 등 전기 에너지만 사용 | 배터리 / 연료전지 |

> 📌 **인용**: Korean Register (KR), *Guidance for Electric Propulsion Ships*, 2016; *Guidance for Electric Propulsion Motors for Eco-Friendly Ships*, 2019.

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### 1.2 국내 법적 근거

**해양수산부 「전기추진 선박기준」 고시** (2020년 제정, 2024년 5월 개정 시행)

- 국내 전기추진선박에 적용되는 유일한 전용 고시
- 주요 내용: 추진 핵심설비 이중 설치 요건, 배터리실 안전설비, 연료전지·이동식전원 추진 기준
- 현재 국내 50여 척의 전기추진선박(하이브리드 포함)이 건조·운항 중

> 📌 **인용**: 해양수산부, 「전기추진 선박기준」, 해양수산부 고시, 2020 (최종개정 2024.05.29).

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## 2. 전기추진선박 전력 시스템 구조

### 2.1 국제 표준 (IEC 60092-501)

**IEC 60092-501** (*Electrical Installations in Ships – Part 501: Electric Propulsion Plant*)은 전기추진선박 전력 시스템의 핵심 국제 표준으로, 다음 구성요소에 대한 설계·설치·시험 요건을 규정한다:

- 발전기 및 원동기 (Generators & prime movers)
- 스위치보드 (Switchboards)
- 변압기/리액터 (Transformers/reactors)
- 반도체 컨버터 (Semiconductor converters)
- 추진 전동기 (Propulsion motors)
- 제어·감시·안전 시스템
- 고조파 필터

> 📌 **인용**: IEC 60092-501:2013, *Electrical installations in ships – Part 501: Special features – Electric propulsion plant*, International Electrotechnical Commission, Geneva, 2013.  
> (최신판: IEC 60092-501:2025 — 대체 전원으로서 연료전지·배터리 추가, 포드형 드라이브 포함)

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### 2.2 KR 규칙 체계

**KR 강선규칙 제6편 (전기설비 및 제어 시스템)** 이 IEC 기반으로 작성된 국내 선급 적용 규칙이며, 전기추진 관련 주요 기준 경계:

| 기준 | 내용 |
|---|---|
| 출력 50 kW 이하 | 제조사 시험성적서로 선급 검사 일부 대체 가능 |
| 500 kVA 이상 합산 | 단락전류 계산서 제출 필요 |
| 1 kV 이상 고압 설비 | 별도 고압 전기설비 요건 적용 |
| 반도체 정류기 5 kW 이상 | 형식승인 적용 |

> 📌 **인용**: Korean Register (KR), *Rules for the Classification of Steel Ships, Part 6: Electrical Equipment and Control Systems*, 2024.

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### 2.3 전력 시스템 토폴로지 (Wärtsilä 기술 문서)

실제 적용되는 전기추진 전력 시스템은 세 가지 기본 토폴로지로 구분된다:

| 토폴로지 | 특징 | 적용 전압 |
|---|---|---|
| **AC 시스템** | 가장 일반적, 스위치보드 + 변압기 + AFE/DFE 컨버터 | LV: 440/690 V, MV: 6.6/11 kV |
| **DC 시스템** | 가변속 발전기·배터리 직접 연결 가능 | LV: ≤1,000 V |
| **하이브리드 (Low Loss)** | AC+DC 복합, DP/offshore 선박에 주로 적용 | — |

> 📌 **인용**: Wärtsilä, *Electric Propulsion Systems*, Technical Documentation, https://www.wartsila.com/marine/products/ship-electrification-solutions/electric-propulsion-systems (accessed 2025).

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## 3. 선박 전력 시스템의 신뢰성·안정성 요구사항

### 3.1 핵심 요구사항의 배경

선박 전력 시스템은 육상 계통과 달리 **고립된 독립 전력망(islanded microgrid)** 으로 운용된다. 외부 계통의 지원 없이 자체 발전·공급·제어가 이루어지므로, 다음 요구사항이 설계의 핵심이 된다:

#### (1) 전원 이중화 (Redundancy)
- KR/해수부 고시: 추진 핵심설비 이중 설치 요건 명시
- 단일 고장(single fault)이 전체 추진력 상실로 이어지지 않도록 설계 의무화
- DNV 클래스 노테이션 체계 (DP1/DP2/DP3): 고장 시 유지 가능한 추진·조종 능력 수준으로 등급 부여

#### (2) 전력 품질 (Power Quality)
- IEC 60092-501: 고조파 왜곡(harmonic distortion) 및 EMC 요건 규정
- 추진 인버터에 의한 고조파가 선내 다른 부하에 영향을 주지 않도록 필터링 의무

#### (3) 전력 관리 시스템 (PMS, Power Management System)
- IEC 60092-501: PMS를 필수 구성요소로 명시
- 발전기 부하 균형, 과부하 방지, 우선순위 트리핑(preference tripping) 제어

#### (4) 에너지 효율
- IMO EEDI/EEXI 규제 (MARPOL Annex VI): 선박 에너지효율 설계지수 의무화
- 전기추진 시스템이 발전기를 최적 운전점에서 운용 가능하게 하여 연료 절감 기여

### 3.2 규제 근거 요약

| 요구사항 | 근거 문헌 |
|---|---|
| 전기추진 시스템 설계·시험 | IEC 60092-501 |
| 국내 전기추진 안전기준 | 해수부 「전기추진 선박기준」 고시 |
| 선급 인증 (설계·제조·설치) | KR 강선규칙 제6편 |
| 에너지효율 규제 | IMO MEPC.245(66), MARPOL Annex VI |
| 배터리 시스템 안전 | IEC 62619, DNV RU-SHIP Pt.6 Ch.2 |

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## 4. 전력 시스템 용량 스펙트럼 (참고용 서술)

공식 분류 체계는 없으나, 선종별 대표 추진 출력은 다음과 같이 서술 가능하다:

| 선종 | 대표 추진 출력 | 비고 |
|---|---|---|
| 소형 연안선 / 도선 | < 500 kW | 완전전기, 배터리 추진 |
| 중형 페리 / 관공선 | 500 kW – 5 MW | 하이브리드 또는 디젤전기 |
| 대형 페리 / 오프쇼어 | 5 – 15 MW | MV AC 디젤전기 |
| 대형 크루즈선 | 20 – 50 MW | MV AC, 복수 발전기+가스터빈 |

> ⚠️ **주의**: 위 수치는 학술 인용용이 아닌 배경 서술용. 인용 필요 시 Wärtsilä 기술문서 또는 ScienceDirect 리뷰 논문 활용 권장.  
> 📌 참고: Kim et al., *"Regulatory improvement of a marine electric propulsion system based on an IEC standard and domestic–foreign classification rules"*, Journal of Marine Engineering & Technology, Vol. 24, 2025.

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## 5. 논문 배경 서술 권장 구조

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1. 전기추진선박의 부상 배경
   - IMO GHG 전략 (2050 탄소중립 목표)
   - 국내: 친환경선박법, 해수부 전기추진선박기준 고시

2. 전기추진선박 전력 시스템 개요
   - KR 3분류 (발전기구동/하이브리드/완전전기)
   - IEC 60092-501 기반 구성요소

3. 선박 전력 시스템의 신뢰성·안정성 요구사항
   - 고립 전력망 특성
   - 이중화, 전력 품질, PMS 요구
   - 규제 근거 (KR 규칙, 해수부 고시, IEC)

4. 모듈화 전력변환 시스템의 필요성
   → 본 연구의 접근법으로 연결
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*작성 기준: 2025년 5월 기준 공식 문헌 및 학술 논문*
