• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.28 no.6
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• pp.657-662
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• 2017

This paper presents the reversible electrolysis characteristics of a solid oxide fuel cell (SOFC) using a $10{\times}10cm^2$ anode supported planar cell with an active area of $81cm^2$. In this work, current-voltage characteristic test and reversible electrolysis cycle test were carried out sequentially for 2,114 hours at a furnace temperature of $700^{\circ}C$. The current-voltage characteristics for reversible electrolysis mode was measured at a current of ${\pm}26.7A$ under various $H_2O$ utilization conditions. The reversible electrolysis cycle was performed 50 times at a current of ${\pm}32.4A$. As a result, The performance degradation of SOEC mode was larger than that of SOFC mode.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2013.11a
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• pp.58-59
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• 2013

본 과제에서는 3.3kV/220V, 6kVA 용량의 양방향 지능형 반도체 변압기의 새로운 회로 구성을 제안하고 그 동작과 성능을 분석하였다. 제안하는 3상 반도체변압기는 1.9kV/127V 단상 반도체 변압기 모듈 3대를 Y-결선으로 구성하였으며, 각 단상 반도체 변압기는 고압 고주파 AC-DC 정류기와 저압 양방향 DC-DC-AC 컨버터로 구성되어 있다. 제안하는 3.3kV/220V, 6kVA 3상 반도체변압기를 제작하고 실험을 통해 그 동작과 성능을 검증하였다. 먼저 1차적으로는 3상 반도체변압기의 정상동작에 대해 실험을 실시하고 그 후에는 3상 입력전압에 외란이 발생하였을 때 보상성능을 순방향 조류와 역방향 조류 2가지 경우로 나누어 실험을 실시하고 그 결과를 분석하였다. 분석한 결과 제안하는 반도체변압기는 양방향 전력흐름이 가능하고 입력전압에 Sag가 발생한 경우에도 이를 보상하여 수전단이나 부하에 전력공급이 가능함을 알 수 있었다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2013.07a
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• pp.345-346
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• 2013

본 논문에서는 단상 1.9kV/127V, 2kVA 용량의 양방향 지능형 반도체 변압기의 시작품을 제작하고 그 동작특성을 실험적으로 분석한 내용을 기술하고 있다. 제작한 반도체 변압기는 3대의 LLC 컨버터를 입력 측은 직렬로 결합하고 출력 측은 병렬로 결합한 AC-DC 컨버터와 1대의 하드스위칭 양방향 2-Stage DC-AC 컨버터가 직렬로 결합되어 있다. 제안하는 반도체변압기의 회로적인 특성을 분석하기 위해 PSCAD/EMTDC 소프트웨어를 이용한 시뮬레이션을 실시하였고 분석을 통해 얻은 결과를 바탕으로 하드웨어 시작품을 제작하고 다양한 실험을 통해 그 동작과 성능을 검증하였다. 먼저 1차적으로는 정상동작에 대해 실험을 실시하고 얻은 결과를 시뮬레이션 결과와 비교 분석하였다. 2차적으로는 전력의 흐름에 따른 동작을 실험적으로 분석하였다. 그 후에는 입력전압에 외란이 발생하였을 때 보상성능을 순방향 조류와 역방향 조류 2가지 경우로 나누어 실험을 실시하고 그 결과를 실험결과와 비교 분석하였다. 분석한 결과 제안하는 반도체변압기는 양방향 전력흐름이 가능하고 입력전압에 Sag가 발생한 경우에도 이를 보상하여 수전단이나 부하에 전력공급이 가능함을 알 수 있었다. 향후 단상 반도체 변압기 2대를 더 제작하여 3상 3.3kV/380V, 6kVA 용량으로 확대하여 실험을 실시할 예정이다.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.29 no.3
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• pp.235-242
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• 2018

Hydrogen can be produced by reforming reaction of natural gas (NG) and biogas, or by water electrolysis. In this study, hydrogen production through water-electrolysis needs superheated steam above $700^{\circ}C$ for high efficiency. The production method of hydrogen like this was recommended for the 4-type processes for superheated steam ($700^{\circ}C$, 3 atm) by Bio-SRF combustion furnace. The 4-type processes to produce superheated steam at $700^{\circ}C$ from the heat source of SRF combustion furnace was simulated using PRO II. The optimum process was selected through exergy analysis. The difference of process 1 and 2 is to the order of depressure and heating process to change $180^{\circ}C$ and 7 atm to $700^{\circ}C$ and 3 atm. Process 3 and 4 is to utilize 25% of steam to generate superheated steam and remaining to use for the power generation by steam generator.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.30 no.4
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• pp.303-311
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• 2019

Reversible solid oxide fuel cell (RSOFC) has become a prospective device for energy storage and hydrogen production. Many studies have been conducted around the world focusing on system efficiency improvement and realization. The system should have not only high efficiency but also a certain level of simplicity for stable operation. External waste steam utilization was proved to remarkably increase the efficiency at solid oxide electrolysis system. In this study, RSOFC system coupled with waste steam was proposed and optimized in term of simplicity and efficiency. Ejector for fuel recirculation is selected due to its simple design and high stability. Three system configurations using ejector for fuel recirculation were investigated for performance of design condition. In parametric study, the system efficiencies at different current density were analyzed. The system configurations were simulated using validated lumped model in EBSILON(R) program. The system components, balance of plants, were designed to work in both electrolysis and fuel cell modes, and their off-design characteristics were taken into account. The base case calculation shows that, the system with suction pump results in slightly lower efficiency but stack can be operated more stable with same inlet pressure of fuel and air electrode.