선박 분야의 압축 공기 적용 사례

공기 윤활은 저압 공기를 사용하여 선박의 마찰 저항, 즉 선박이 움직일 때 해수가 선체에 맞닿아 마찰이 일어나는 항력이나 '끈적이는 저항'을 줄이는 혁신적인 에너지 효율 기술입니다. 오래된 기술이지만, 선박 효율을 높이고 환경에 미치는 영향을 줄이면서 선사가 엄격한 국제 규정을 준수할 수 있도록 최근 더욱 발전해 왔습니다.

저압 공기가 젖은 선체 표면의 평평한 바닥을 따라 전략적으로 위치한 노즐 또는 ARU(공기 배출 장치)를 통해 분사됩니다. 그러면 이러한 노즐이나 ARU가 선체를 따라 경계층으로 미세기포를 방출하여 지속적이고 균일한 대규모 '공기 카펫'을 형성합니다. 공기와 해수가 혼합된 이 경계층 내의 층류 형성은 선체의 마찰 저항을 획기적으로 감소시킵니다. 마찰 저항이 적다는 것은 스러스트 또는 이를 극복하는 데 필요한 힘이 적다는 뜻이며, 즉 연료 소비량과 CO 배출이 줄어든다는 의미입니다. 

현재의 공기 윤활 시스템은 순 연료 절감 효과를 최대 10%까지 제공하고 선박의 탄소 배출량을 감축하는 동시에 선체 오염을 줄일 수 있습니다. 더욱이 연구 결과에 따르면, URN(수중 방사 소음)까지 줄여 해양 생물에게도 유익하며 보다 조용한 선내 환경을 조성할 수 있습니다. 

사용 가능한 공기 윤활 방법은 여러 가지가 있지만, 미세기포 방식이 안정적인 '공기 카펫'을 만들고 효과적인 마찰 감소를 제공하기 때문에 가장 널리 사용됩니다. 이러한 시스템은 다양한 요인에 따라 운영에 알맞게 압축 공기 또는 저압 공기를 공급해야 합니다. 선체 아래에 미세기포를 불려면 0.5~2bar에 해당하는 정적 압력을 극복해야 합니다. 공기 속도와 파이프 직경 및 길이에 따라 달라지는 동적 압력을 고려할 때, 약 1~2.5bar의 압력을 가해야 합니다. 또한, 선박의 크기와 설계도 압축 공기 요구 사항에 영향을 미칩니다. 

공기 윤활을 통해 실질적인 에너지 및 배출 절감 효과를 달성하려면 함께 제공되는 압축 공기 시스템의 효율성이 중요합니다. ALS(공기 윤활 시스템)를 작동시키기 위해 압축 공기 시스템에서 소비되는 에너지가 과도할 경우 순 절감 효과가 줄어들 수 있습니다. 즉, 연료 및 배출량 감소로 얻는 순이익이 압축 공기 시스템 작동에 필요한 전력보다 커야 합니다. 이 효율성의 핵심은 낮은 출력 온도로 작동하는 압축 공기 시스템의 기능에 있습니다. 이는 압축 과정에서 열로 낭비되는 에너지가 적다는 것을 의미합니다. ALS의 작동 프로필에 맞춰 구체적인 압축 공기 수요를 충족하는 용량을 갖추고, 신뢰성과 에너지 효율이 검증된 압축 공기 기술을 선택하여 이를 적절히 제어하고 유지관리하는 것이 중요합니다. 이 모든 요소는 전체적인 효율성에 영향을 미치며, 결과적으로 선사가 공기 윤활을 통해 마찰 저항을 줄여 얻을 수 있는 최종 순이득을 좌우합니다.

KAESER 로터리 스크류 블로워는 공기 윤활 시스템의 저압 공기 요구 사항을 에너지 효율적으로 충족하는 이상적인 솔루션입니다. 세계적으로 널리 알려진 SIGMA PROFILE 로터를 장착한 이 고효율 블로워는 공기를 최대로 공급하면서 전력 소비는 최소로 유지합니다. KAESER 로터리 스크류 블로워를 사용하면 기존 블로워 시스템과 비교하여 최대 35%의 절감 효과를 얻을 수 있습니다.

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