• Title, Summary, Keyword: 연료전지시스템

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Electrical Characteristics and System Efficiency of the 5.9kW Phosphoric Acid Fuel Cell Power Generation System (소형 인산형 연료전지발전 시스템의 출현 및 효율 특성)

  • 정두환;이원용;이선근;임희천;신동열;최수현
    • Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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    • pp.90-95
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    • 1993
  • 수력, 화력, 원자력 다음으로 제 4의 전원으로서 관심의 대상이 되고 있는 연료전지는 연료가 가지고있는 화학에너지를 직접에너지로 변환시키는 점에서 종래의 발전 기술과는 원리적으로 다르며, 카르노(Carnot)사이클에 의한 에너지 변환 효율의 제한을 받지 않기 때문에 효율이 높으며 공해가 없는 특징을 가지고 있다. 연료전지의 발전 방식은 작동 온도, 전해질 등에 의해서 분류되나 현재 실용화단계의 기술은 인산형연료전지 발전이다. 인산형 연료전지의 발전용 연료는 천연가스, 메탄올, 납사 등과 같은 탄화수소 계열의 다양한 연료를 사용할 수 있으며, 이들 연료들을 수소가 많이 함유된 가스로 변환시켜 연료전지에 공급하여야 한다. 연료전지발전시스템 개발은 주로 전력이용 측면에서 천연가스를 개질연료로 사용하는 연구가 주류를 이루었으나, 최근에는 전 세계적으로 대기 공해에 시달리고 있는 도시의 환경개선을 위하여 도심용 버스 및 대형 트럭 등에 응용하기 위한 무공해 수송용 자동차엔진의 개발, 국방용 이동전원 개발 및 100㎾ 미만의 현지설치용 및 낙도용 전원으로서 메탄올을 연료로 한 연료전지의 개발이 활발히 진행되고 있다. 한국에너지기술연구소는 한국전력 기술연구원과 공동으로 1989년부터 1992년까지 본체를 제외한 5.9㎾급 인산형 연료전지 발전시스템 즉, 메탄올 연료 개질장치, 운전자동화 시스템, 배열이용 시스템, 종합 배관 등을 설계 구성하여 발전 플랜트의 운전 특성 연구를 수행하였으며, 본 고에서는 이들 설비들의 운전 특성과 발전 플랜트로서의 효율 특성에 대한 고찰을 수행하였다. 본 시스템은 연료개질기가 연결되고 배열을 이용하는 국내최초의 종합적인 연료전지 발전 시스템으로서 개질된 연료로 운전하였을 경우 본체의 효율은 31.9%, 배열을 회수한 종합발전 플랜트의 효율은 45.2%였다.로서, 흰쥐 유선이 LH의 생성처이면서 동시에 작용처이며 유선에서 합성된 GnRH의 조절하에 국부적인 인자로 작용할 가능성을 시사한다.f variation)가 10% 내외로 만족할 만한 범위에 들었다. 본 실험 방법을 타액과 혈청내 testosterone 농도 측정에 응용하여 RIA의 결과와 비교하여 본 바 상관관계가 타액에서 r=0.969, 혈청에서 r=0.990으로 두 결과가 잘 일치하였다. 본 실험에서 측정된 한국인 여성의 타액내 testosterone농도는 107.7$\pm$12.0 pmol/l이었고, 남성의 타액내 농도는 274.2$\pm$22.1 pmol/l이었다. 이상의 결과로 보아 본 연구에서 정립된 EIA 방법은 RIA를 대신하여 소규모의 실험실에서도 활용할 수 있을 것으로 사려된다.또한 상실기 이후 배아에서 합성되며, 발생시기에 따라 그 영향이 다르고 팽창과 부화에 관여하는 것으로 사료된다. 더욱이, 조선의 ${\ulcorner}$구성교육${\lrcorner}$이 조선총독부의 관리하에서 실행되었다는 것을, 당시의 사범학교를 중심으로 한 교육조직을 기술한 문헌에 의해 규명시켰다.nd of letter design which represents -natural objects and was popular at the time of Yukjo Dynasty, and there are some documents of that period left both in Japan and Korea. "Hyojedo" in Korea is supposed to have been influenced by the letter design. Asite- is also considered to have been "Jap

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A Study on Thermal Management of Stack Supply Gas of Solid Oxide Fuel Cell System for Ship Applications (선박 전원용 고체산화물형 연료전지(SOFC) 시스템의 스택 공급 가스의 열관리 문제에 관한 연구)

  • Park, Sang-Kyun;Kim, Mann-Eung
    • Journal of the Korean Society of Marine Engineering
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    • v.35 no.6
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    • pp.765-772
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    • 2011
  • In this research, the fuel cell system model capable of generating codes in real time was developed to construct of a HIL (Hardware-In-the-Loop) for a SOFC-powered ship. Moreover, the effects of the distribution of the exhaust gas flow rates in a stack, the flow rates of fuels and temperature of air supplied on the temperature characteristics of fuels supplied to the cathode and the anode, the output power of the stack and system efficiency are examined to minimize the temperature difference between fuels supplied to the stack used in a 500kW SOFC system using methane as a fuel. As a result, the temperatures of fuels supplied to the cathode and the anode maintain at 830K when the opening factor of three-way valve located at outlet of turbine is 0.839. Also the process for optimization of methane flow rate considering the fuel cell stack and system efficiency is required to increase the temperatures of fuels supplied to the stack.

Development of the Fuel Cell Simulator for the Fuel Cell Power System Control (연료전지 전력변환 및 시스템 제어를 위한 연료전지 모의실험 장치의 개발)

  • Jeong, Hak-Geun;Han, Su-Bin;Jung, Bong-Man;Park, Suk-In;Kim, Kyu-Deok;Yu, Seung-Weon
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • pp.2336-2338
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    • 2000
  • 고효율, 무공해의 신발전 기술인 연료전지 발전은 발전 용량 및 스택구성에 따라 차이가 있으나 기본적으로 저전압, 대전류 특성과 부하에 따라 발전 전압이 크게 변동하는 특성을 갖는 직류전원으로써 이를 상용으로 이용하기 위해서는 연료전지 발전 전력을 안정된 전력으로 변환하여 주는 장치가 필요하며, 이러한 전력 변환장치가 연료전지 발전의 최종 출력 전원의 질을 결정한다. 연료전지 전력변환장치는 전압조절기능, 승압 기능을 가져야 하고, 연료전지 본체와 부하를 안정하게 운전하기 위해 전력변환장치 뿐만 아니라 부하와 연료전지 본체의 운전상태 감지 기능, 각종 장치의 보호와 제어기능을 가져야 한다. 본 논문의 목적은 자동차용 연료전지 출력 전력변환장치의 종합제어장치의 설계를 위해 연료전지 스택시뮬레이터를 개발하는 것이다. 연료전지 스택 시뮬레이터는 연료전지 발전 특성과 일치하는 전력을 출력해 주는 직류전원 공급장치로써 이를 이용하여 연료전지 출력 전력변환장치의 종합제어장치를 충분한 예비실험과 수정, 보완함으로써 연료전지용 전력변환 시스템의 성능개선, 안정성 향상 등을 가질 수 있다.

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Operating Performance Analysis of 2.4MW FuelCell System (MCFC) (2.4MW급 발전용 연료전지시스템의 운전 성능분석)

  • Kang, MinKwan;Kim, Yunmi;Kim, Minki;Lee, Sanghoon;Cho, Yinjung
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • pp.84.2-84.2
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    • 2010
  • 발전용 연료전지시스템은 지구 온난화의 주요 원인인 $CO_2$의 발생을 기존 발전시스템에 비해 현저히 줄일 수 있는 친환경, 고효율 발전시스템으로서 분산형 발전이 가능한 혁신적인 발전시스템이다. 또한 전기 생산과 동시에 열을 발생시켜 소형열병합 발전을 함으로써 에너지효율을 극대화 할 수 있다. 본 논문에서는 2.4MW급 발전용 연료전지시스템 프로세스 모델링을 통해 얻은 결과 값인 Heat and Material Balance 데이터와 실제운전중인 데이터를 비교, 분석하여 운전시간, 온도, 고도 및 운전조건에 따른 출력특성을 파악함으로써 향후 프로세스 설계 시 정확도를 높일 수 있을 것이다.

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Development of Fuel Cell Power System for Unmanned Aerial Vehicle (무인 항공기용 연료 전지 동력 시스템 개발)

  • Kim, Tae-Gyu;Shim, Hyun-Chul;Kwon, Se-Jin
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • pp.87-90
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    • 2007
  • Fuel cell power system was developed for high-endurance unmanned aerial vehicle (UAV). Liquid chemical hydride was selected as a fuel due to its high energy density. Liquid storage of the fuel is an ideal alternative solution of the existing compressed hydrogen storage. The fueling system that extracts hydrogen from chemical hydride consists of catalytic reactor, micro-pump, fuel cartridge, separator, and controller. The fuel cell power system including the fueling system and the fuel cell that generates electricity was integrated into a proposed UAV. The performance verification of the fuel cell power system was performed to use as a power plant of the UAV.

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Configuration and Ground Tests of Solar Cell and Fuel Cell Powered System for Long Endurance UAV (장기체공 무인기용 태양전지-연료전지를 활용한 동력원 구성 및 지상시험)

  • Park, Byeongseob;Kim, Hyuntak;Baek, Seungkwan;Kwon, Sejin
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.19 no.4
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    • pp.94-101
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    • 2015
  • Each of power systems of solar cell and fuel cell were configured and validated for long endurance UAV, as the preliminary research for the integration of power systems. Solar power system consisted of solar modules fabricated by solar cells of Sunpower's C60, commercial solar MPPT controller and Li-po battery, and then was validated. The re-start characteristics of hydrogen production from $NaBH_4$ hydrolysis was validated for operating the commercial fuel cell. The average voltage drop of Li-po battery in solar power system was -2.9 V/hour. The performance of re-start characteristics of $NaBH_4$ hydrolysis was stable in sequence mode of mission profile. Each of single systems were satisfied for the proposed mission profile.

Development of manufacturing technology for reliable parts for decentralized SOFC power generation system (고효율 분산발전 SOFC용 고신뢰성 소재/부품 양산기반 기술개발)

  • Park, Sang-Hyun
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • pp.134-134
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    • 2009
  • 발전용 연료전지의 경쟁상황이 점점 치열해지고 있는 상황에서 경쟁력을 확보하기 위해서는 현재 상용화되어 있는 2세대 연료전지인 MCFC 관련 기술을 최대한 빨리 확보하고, 전세계적으로 R&D 단계에 있는 3세대 연료전지인 SOFC 관련 기술을 독자적으로 수행하여 가장 먼저 상용화하여야 할 것이다. 본 논문에서는 그 동안 MCFC 관련 사업 역량 및 응용 기술의 확보를 위하여 포스코 그룹이 수행한 사업 및 R&D 내용을 정리하고, 향후 SOFC 기술의 상용화를 위한 포스코 그룹의 전략을 발표하고자 한다. 또한 그 동안 SOFC 연구가 시스템 개발 위주로 진행되어 옴에 따른 문제점을 지적하고, SOFC 시스템 기술을 뒷받침할 수 있는 부품/소재 개발과 관련한 포스코파워의 연구 결과를 요약 발표하도록 한다.

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Development of the Hydrogen Recirculation System for Fuel Cell Hybrid Vehicle (연료전지 하이브리드 자동차의 고효율 수소 재순환 시스템의 개발)

  • Kim, Min-Jin;Sohn, Young-Jun;Kim, Kyoung-Youn;Lee, Won-Yong
    • Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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    • v.19 no.2
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    • pp.118-123
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    • 2008
  • For the hydrogen recirculation system of the PEMFC (polymer electrolyte membrane fuel cell), the ejector is useful to improve the efficiency of the fuel cell system. However, conventional ejector does not keep its entrainment ratio good when the various power duties is required by the fuel cell system. In this study, the variable multi-ejector acceptable in the whole duty range required from the fuel cell hybrid mini-bus is developed. Consequently, the performance of the developed ejector is verified by the experiments based on the real operating conditions.

A Study on the BOS control of a small PEM fuel cell stack (소형 PEM 연료전지 스택의 BOS 제어에 관한 연구)

  • Kim, Tae-Hoon;Choi, Woo-Jin
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • pp.274-277
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    • 2009
  • 본 논문에서는 소형 PEM(Proton Exchange Membrane) 연료전지 스택의 BOS(Balance of Stack) 제어에 관하여 논의한다. 별도의 가습 장치가 필요치 않고 BOS의 구성이 비교적 간단한 소형 PEM 연료전지 시스템에서는 팬과 퍼지밸브만의 제어를 통해 스택 내부 수분의 조절과 열 관리가 수행된다. 따라서 본 논문에서는 부하에 따른 최적의 공기유량을 계산하고 요구되는 유량의 공급을 위해 팬을 제어하는 알고리즘을 통해 소형 연료전지 시스템의 과도응답 특성과 안정성을 향상시키는 방법에 관하여 제안한다. 150W급 소형 연료전지 시스템을 꾸미고, 마이크로컨트롤러를 이용한 제어회로를 구현하여 실험함으로써 제안된 알고리즘의 유용함을 검증하였다.

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A study on the boost type bi-directional DC-DC converters for fuel cell system using supercap acitors (수퍼커패시터를 이용한 연료전지시스템용 승압형 양방향 DC-DC 컨버터)

  • Choi, Won-Mook;Kwak, Goun-Poung;Ahn, Ho-Gyun
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • pp.1352-1353
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    • 2011
  • 친환경에너지원인 연료전지시스템에서 구조상 발생되는 문제점인 발전기와 같은 동작 특성과 느린 동특성으로 에너지를 저장할 수 있는 능력이 없다. 이를 보안하고자 400V급 승압형 풀브릿지 컨버터와 수퍼커패시터를 이용한 양방향 하프브릿지 컨버터를 적용하여 부하에 따른 낮은 출력전압을 승압하고 연료전지시스템 특성상 느린 동특성과 부하에 따른 출력변동을 슈퍼 커패시터를 이용하여 빠르게 충 방전함으로써 연료전지시스템으로도 상용전원과 같은 시스템에 적용 가능함을 시뮬레이션을 통하여 검증하였다.

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