• Title, Summary, Keyword: 연료전지시스템

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Simluation of PEM Fuel Cell with 2D Steady-state Model (2차원 정상상태 모델을 이용한 고분자전해질형 연료전지의 모사)

  • Chung, Hyunseok;Ha, Taejung;Kim, Hyowon;Han, Chonghun
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • v.46 no.5
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    • pp.915-921
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    • 2008
  • In most PEM fuel cell research, effects of cell geometry, physical properties of component such as membrane, carbon cloth, catalyst, etc. and water transport phenomena are key issues. The scope of these research was limited to single cell and stack except BOP(Balance of plant) of fuel cell. The research fouced on the fuel cell system usually neglect to consider detailed transport phenomena in the cell. The research of the fuel cell system was interested in a system performance and system dynamics. In this paper, the effect of the anode recirculation is calculated using the 2D steady-state model. For this work, 2D steady-state modeling and experiments are performed. For convenience of modifying of model equation, not commercial pakage but the in-house algorithm was used in simulation. For an vehicle industry, the analysis of the anode recirculation system helps the optimization of operating condition of the fuel cell.

A Study on the Safety Performance Evaluation Method of Blowers for 1kW Class Stationary Fuel Cell System (1kW급 건물용 연료전지시스템 블로워의 안전성능 평가방법에 관한 연구)

  • Lee, Jungwoon;Seo, Wonseok;Kim, Younggyu
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • pp.127.2-127.2
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    • 2010
  • 우리나라는 기후변화 대응을 준비하기위해 2008년도에 수립한'국가에너지기본계획(2008-2030)'에 따라 2030년까지 신재생에너지 비중을 2.4%에서 11%까지 달성을 목표로 정하고 신재생에너지 분야를 성장시키기 위해 국가기술개발 및 산업화 전략을 수립해 추진하고 있다. 이에 발맞추어 건물용 연료전지시스템의 경우, 2006년도부터 1kW급 가정용 연료전지시스템 모니터링 사업의 일환으로 3년간 210대가 도시가스사 및 지자체 등을 중심으로 설치되어 운전되어지고 있다. 특히, 2010년부터 시범보급사업이 추진되어 올해 200대를 시작으로 2011년에 300대, 2012년에 500대가 일반가정에 보급되어질 예정이다. 하지만 현재 6천만원인 연료전지시스템 가격을 실제 보급가능한 가격인 5백만원 이하로 저감시키는 것이 현 시점에서 가장 시급한 문제로 대두되어지고 있는 실정이다. 본 연구에서는 그린홈 보급확대를 위한 건물용 연료전지의 보조기기인 블로워의 가격저감을 위한 연구의 일환으로 블로워의 안전성능 평가방법을 개발하여 보조기기의 가격저감 및 안전성을 확보하고자 한다. 1kW급 건물용 연료전지시스템의 여러 블로워 중 도시가스용 연료승압 블로워, 선택산화 공기 블로워, 버너 공기 블로워 및 캐소드 공기 블로워의 안전성능 평가방법을 제시함으로서, 국내 블로워 제조사의 설계방향을 제시하고 연료전지시스템의 안전성을 확인하고자 한다. 특히, 내구성, 기밀, 가혹조건시험 및 소음, 진동, 습도, 온도와 같은 내주위환경시험 등의 평가결과를 제조사에 feedback하여 안전성능 개선에 이바지하고자 한다.

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Operation Characteristics of the 200W PEMFC stack (200W급 고분자전해질 연료전지의 운전 특성)

  • 최형준;조성아;오인환;임태훈;홍성안
    • Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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    • pp.265-269
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    • 1998
  • 고분자전해질 연료전지는 다른 형태의 연료전지에 비하여 전류밀도가 크고 10$0^{\circ}C$ 미만의 온도에서 작동되며 구조가 간단하여 수송용 무공해 차량의 동력원으로서 아주 적합한 시스템이다. 또한 빠른 시동과 응답특성, 우수한 내구성을 가지고 있고 연료로 수소 이외에도 메탄올이나 천연가스를 개질하여 사용할 수 있다는 장점이 있다. (중략)

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A Study On Fuel Cell Powertrain System Design (PEM형 연료전지 전력처리시스템 설계연구)

  • 한수빈
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • pp.682-684
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    • 2000
  • 에너지 절약과 환경 공해분제 그리고 최근에 부각되고 있는 지구온난화 문제 등을 해결하기 위해 고효율 발전시스템인 연료전지가 주목을 받고 있다 연료전지는 연소과정 없이 화학에너지를 전기 화학적으로 직접 전기로 변환시키는 시스템으로 효율이 높고 공해 물질의 배출이 거의 없기 때문에 매우 이상적인 발전장치이다. 연료전지 발전시스템의 철거 제어기 설계를 위해 필요한 운전 조건 즉 운전온도 압력 등의 운전조건과 연료 농도 공급량이 전지의 성능에 미치는 영향에 대한 특성을분석하였고 이들을 정리하여 최적제어를 위한 기본방식을 얻기 위해 이용하였다 실재 스택에 적용하기 위한 관련 측정시스템과 제어기는 dSPACE-1103과 ControlDesk를 사용하여 구성하였다.

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Power Management of Fuel Cell Propulsion System for Unmanned Aerial Vehicles (무인기용 연료전지 추진 시스템의 동력 관리)

  • Kim, Tae-Gyu;Shim, Hyun-Chul;Kwon, Se-Jin
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • pp.13-16
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    • 2007
  • Fuel cell was used as a propulsion system for unmanned aerial vehicles (UAV) in the present study. Fuel cell propulsion system are an ideal alternative power source with high energy density for high-endurance UAV. Fuel cell power system provides UAV up to five times the energy densiη of existing batteries. Sodium borohydride, stored in liquid state, was selected as a hydrogen source. Hydrogen generation system consists of catalytic reactor, pump, fuel cartridge, and separator. Hybrid power management system (PMS) between fuel cell and lithium-polymer ba야ery was developed. Motor, pump, and fans, operated on battery power controlled by feedback signals of fuel cell system. Battery was recharged by surpuls powr of fuel cell.

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가정용 연료전지 발전시스템

  • 이원용;김창수
    • Journal of the KSME
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    • v.43 no.4
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    • pp.46-50
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    • 2003
  • 최근 주목을 받고 있는 고분자전해질 연료전지를 이용한 가정용 연료전지 코제너레이션 시스템에 대한 소개 및 작동원리에 대해서 알아보고, 기술 개발 동향을 살펴본다.

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A Study on the Performance Characteristics of the PEMFC Using the ion Beam Treated Membrane (이온빔 처리된 막을 이용한 고분자 전해질 연료전지의 성능특성 연구)

  • 조성아;오인환;최형준;하흥용;홍성안;차석렬;고석근;주재백;손태원
    • Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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    • pp.101-106
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    • 1999
  • 고분자 전해질 연료전지(PEFC)는 백금 촉매를 이용하여 낮은 온도에서 화학에너지를 전기에너지로 전환시키는 시스템으로써 자동차 등의 이동용 전원으로 적합한 시스템이다. 그러나 고분자 전해질 연료전지가 실용화되기 위해서는 고가인 백금 촉매 사용량의 감소 등 제작비용 절감 문제, 전지 자체의 성능향상 등의 문제가 해결되어야 한다.(중략)

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Development of the 3kW Class Low Cost Fuel Inverter System for Residential Power Generation - DC-DC Converter Design and Control for Fuel Cell System (3kW급 주택용에 사용되는 저가의 연료전지용 인버터 시스템 - 연료전지 시스템용 DC-DC 컨버터 설계 및 제어)

  • Lee, S.H.;Cho, M.C.;Hwang, G.D.;Mun, S.P.;Suh, K.Y.;Kwon, S.K.
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • pp.1161-1162
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    • 2006
  • 본 논문은 3[kW]급 연료전지와 연료전지의 저전압$[40{\sim}60[Vdc]$)을 승압(380vdc)하기 위한 풀-브리지 DC-DC 컨버터, 그리고 승압된 링크전압을 교류 상용전압(220[Vac], 60[Hz)으로 변환하기위한 단상 풀-브리지 인버터로 구성된 연료전지 발전용 전력변환시스템 중 연료전지 시스템용 DC-DC 컨버터를 제안하였다. 제안한 연료전지 시스템용 DC-DC 컨버터는 변압기 2차측에 배전류 정류회로를 삽입하여 기존의 고주파 변압기 보다 간단하면서 무게 및 부피를 줄였다. 그리고 위상 천이 PWM 제어로 출력 전압을 가변시켜 영전압 스위칭을 달성 함으로써 스위칭 손실을 줄였으며. 효율을 95%이상 달성 하였다.

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Flow Control for Fuel Cell System with DSP Controller (DSP Controller를 적용한 연료전지 시스템의 유량 제어)

  • Shin, Bum-Su;Choi, Dong-Min;Han, Se-Young;Lee, Ho-Jun
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • pp.184-187
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    • 2007
  • 본 논문은 DSP Controller를 적용한 연료전지시스템의 유량제어에 관한 논문이다. 그리고 이 연구에서 사용된 시스템은 1kW급 계통연계 연료전지 시스템이다. 이 연료전지 시스템이 안정적으로 전원을 공급할 수 있도록 시스템에서 요구하는 공기 유량을 정확히 공급하도록 제어하는 것이 본 연구의 목적이다. 이 목적을 이루기 위해 공기 공급 장치에 PID 제어기를 설계하여 적용하였다. PID 제어기의 Gain값은 지글러 니콜스 Tuning 방식으로 정하였다. 이 제어기를 적용하여 실험한 결과, 적용 전 상태와 비교하면 맥동이 30% 저감하였고, 정상상태 오차가 제거되어 온도 변화와 같은 외란과 상관없이 정확한 요구 공기 유량을 공급함을 확인할 수 있었다. 그리고 부하가 변동함에 따라 해당 요구 공기 유량이 바뀔 때 1초 내에 그 요구 공기 유량을 추종하여 스택이 안정적으로 운전될 수 있도록 하였다.

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