Partho Sarothi Roy;Young Don Yoo;Suhyun Kim;Chan Seung Park
청정기술
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제29권1호
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pp.53-58
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2023
This study shows the summary of the economic performance of excess electricity conversion to hydrogen as well as methane and returned conversion to electricity using a fuel cell. The methane production process has been examined in a previous study. Here, this study focuses on the conversion of methane to electricity. As a part of this study, capital expenditure (CAPEX) is estimated under various sized plants (0.3, 3, 9, and 30 MW). The study shows a method for economic optimization of electricity generation using a fuel cell. The CAPEX and operating expenditure (OPEX) as well as the feed cost are used to calculate the discounted cash flow. Then the levelized cost of returned electricity (LCORE) is estimated from the discounted cash flow. This study found the LCORE value was ¢10.2/kWh electricity when a 9 MW electricity generating fuel cell was used. A methane production plant size of 1,500 Nm3/hr, a methane production cost of $11.47/mcf, a storage cost of $1/mcf, and a fuel cell efficiency of 54% were used as a baseline. A sensitivity analysis was performed by varying the storage cost, fuel cell efficiency, and excess electricity cost by ±20%, and fuel cell efficiency was found as the most dominating parameter in terms of the LCORE sensitivity. Therefore, for the best cost-performance, fuel cell manufacturing and efficiency need to be carefully evaluated. This study provides a general guideline for cost performance comparison with LCORE.
Uniform polyaniline nanofibers (PANI NFs), and chemically doped sulfamic acid(SFA) PANI NFs, synthesized via template free interfacial polymerization process, were used as new counter electrodes materials for the fabrication of the highly-efficient dyesensitized solar cells (DSSCs). The PANI NFs based fabricated DSSCs exhibited a solarto-electricity conversion efficiency of ~ 4.02% while, the SFA doped PANI NFs based DSSC demonstrated ~ 27% improvement in the solar-to-electricity conversion efficiency. The obtained solar-to-electricity conversion efficiency for SFA doped PANI NFs based DSSC was 5.47% under 100mW/$cm^2$(AM1.5). The enhancement in the conversion efficiency was due to the incorporation of SFA into the PANI NFs which resulted to the higher electrocatalytic activity for the $I^{3-}/I^-$ redox reaction.
화력발전소에서 장치 이상이나 열화로 인해 발전효율이 저하될 때 운전자가 이를 감지하고 적시에 조처를 취할 수 있도록 지원하는 성능관리시스템은 무엇보다도 발전효율을 정확하게 예측하는 것이 중요하다. 공정용 증기 또는 난방용열(이하 공정용 증기로 단일화 표기)과 전기를 동시에 생산하는 열병합발전에 대해 지금까지 다수의 발전효율 모델들이 제안되었는데, 대부분 공정용 증기의 가치를 제대로 평가하지 못해 발전효율을 정확하게 예측하지 못했다. 본 연구에서는 발전효율 예측 모델의 계수를 조업 데이터를 통해 결정하고, 공정용 증기의 전기 환산효율(ECE, Electricity Conversion Efficiency) 모델을 적용함으로써 공정용 증기의 가치를 정확하게 평가할 수 있도록 하였다. 본 방법을 열병합발전의 설계 데이터에 적용하여 발전부하에 대한 발전효율의 추세선을 구한 결과 R2가 99.91%로 회귀 수준이 매우 높았다. 본 결과로부터 조업 데이터를 이용한 ECE 모델 계수 결정 방법이 발전효율을 정확하게 예측하여 열병합발전에 대한 성능 모니터링에 적합함을 확인할 수 있었다.
This study concerned the analysis on the efficiency of the conversion of water tank type supply system to direct water supply system to examine the feasibility of the conversion, as well as the calculation of optimal conversion range that enables the supply of safe, high-quality water at stable pressure in accordance with the standards of water supply facility. The results of this research showed that when converting water supply system from water tank type supply system to direct water supply system, more nodal points could be properly converted and more reduction of electricity usage was expected in case water pressure rather than residence time was fixed. This means that higher efficacy can be obtained by fixing water pressure when converting water supply system. However, since the number of the locations that received on-spot inspection was small and the electricity usage measured was not exclusively by water supply facility, it is difficult to judge that such reduction of electricity usage accurately represents reduced electricity usage by water supply facility alone. therefore, after having secured on-spot information about a larger number of locations in apartment complexes that have converted water supply system, and utilizing information about electricity usage exclusively by water supply facility, the proposed method of this research could be applied to accurately deducing expected reduction of electricity usage by water supply facilities of various other apartment complexes. It is also considered possible to deduce an effective operation method of water supply system by finding out an area that shows low pressure or low residual chlorine concentration in the optimal conversion range of water supply, followed by estimating the proper location of pumping station or the proper chlorine dosage at the power purification plant that supply water to the target area.
The thermoelectric generator using solar heat was applied to the device (heat-electricity conversion device) to produce small-scale electricity. The purpose of this study was to investigate the characteristics and performance of the device, which equipped with heat pipe as heat source. The experimental results showed that efficiency of circular single evacuated solar collector was higher 2.7 times than that of rectangular solar collector. Furthermore maximum power of 5 watt was obtained when 2 devices with series array were used and it could be more improved by increasing the number of device or measurement time.
Characteristics of electricity production from major fermentation products (acetate, propionate and butyrate) were evaluated in a microbial fuel cell (MFC). For each substrate, batch and continuous experiments were performed. The batch test result indicated that coulombic efficiency depended on the resistance connected in MFC circuit. With acetate, coulombic efficiency were 87% at $20{\Omega}$, but decreaced to 45% at$220{\Omega}$. In continuous tests, maximum power densities obtained was 220 Q with acetate. The maximum power densities of butyrate, acetate and propionate were 6.8, 6.1, and $5.2mW/m^2$, respectively. Propionate and butyrate were converted into acetate producing high currents. $H_2$ produced during butyrate and propionate probably used to produce electricity. In conclusion, butyrate conversion into acetate was faster than that of propionate with higher electricity production. If the production of propionate is inhibited during fermentation, anaerobically fermented liguor may be effectively applied for MFC.
한국정보디스플레이학회 2009년도 9th International Meeting on Information Display
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pp.1125-1128
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2009
Conversion of light energy to electrical energy by using a solar cell has long been considered as one of the option for an electrical energy supply in the future. In the past, commercial use was restricted largely to remote area applications where conventional electricity is expensive. Recently, the major application of the solar cells changed to become generation of residential electricity in urban areas where the electricity is already supplied by the conventional grid. This paper covers the current market and technology status of the solar cells and future prospect of their terrestrial applications. Reviewing market trend, this paper discusses high efficiency approach in silicon solar cells, low cost approach in silicon solar cells and finally covers future prospects of silicon solar cells.
Kim, Hee-Je;Kim, Yong-Chul;Hong, Ji-Tae;Kim, Mi-Jeong;Seo, Hyun-Woong;Park, Je-Wook;Choi, Jin-Young
Journal of Electrical Engineering and Technology
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제2권4호
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pp.513-517
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2007
To elucidate possible challenges for outdoor practical use of dye-sensitized solar cells (DSCs), we compared conventional Si solar cells with DSCs. DSC modules still require a larger area than conventional Si solar modules to attain the same rated output because of lower photoelectron-chemical conversion efficiency. However, in backup systems by using batteries, the measured data shows that DSCs generated 15% more electricity than Si solar cells of the same rated output power in the same interval of cloudy daylight. Moreover, the battery charging time of DSCs is about 1 hour faster than the same rate of Si solar cells under outdoor cloudy daylight. This result also indicates that conversion efficiency obtained by the certified condition less than AM 1.5 condition does not always coincide with the electricity generated outdoors daily, and it is not a crucial measure to evaluate the performance of solar cells.
제7차 전력수급기본계획과 제8차 전력수급기본계획이 고려하는 핵심가치의 범위는 다르다. 전자는 공급안정성과 경제성을, 후자는 여기에 더해서 환경성과 발전 설비의 안전성도 포함하였다. 이는 전원 구성의 전환을 가져왔다. 이에 본 논문에서는 제7차 전력수급기본계획과 제8차 전력수급기본계획의 전원 구성 변화에 따른 영향을 전기요금측면에서 경제성으로, $CO_2$ 배출량과 대기오염물질(NOx, SOx, PM) 배출량측면에서 환경성으로 대표하여 추정하였다. 더하여 전원 구성과 전력수요 전망을 조합 및 절충하는 시나리오들을 설정하여 경제성과 환경성간의 관계를 고려하는 다수의 전원 구성 전환 경로를 검토하였다. 전력계통 모의 전산모형인 M-CORE를 이용한 분석 결과에 따르면 제7차 전력수급기본계획에서 제8차 전력수급기본계획으로의 전원 구성 전환은 중 장기에 전기요금을 인상시키지만 동시에 온실가스와 대기오염물질 배출량을 저감시킨다. 전력수급기본계획을 혼합하는 전원 구성의 대안은 장기에 전기요금의 인상과 온실가스와 대기오염물질 저감량 사이의 상충관계를 완화시킬 수 있다. 전력수급계획을 수립할 때에 공급 안정성, 환경성, 경제성, 효율성, 안전성, 에너지 안보 등의 핵심가치들을 동시에 최적화하는 전원 구성을 도출하기는 어렵다. 그러나 핵심가치들에 근접한 다양한 전원 구성 경로를 탐색하여 각각의 미시적 거시적 영향을 제시하는 것은 국민들에게 미래지향적인 전원 구성으로의 전환 방향을 고민할 수 있는 선택안을 제공할 수 있을 것이다.
The electricity conversion-efficiency of solar cell for commercial application is about 6-15%. More than 85% of the incoming solar energy is either reflected or absorbed as heat energy. Consequently, the working temperature of the photovoltaic cells increases considerably after prolonged operations and the cell's efficiency drops significantly. PV/T refers to the integration of a PV module and a solar thermal collector in a single piece of equipment. By cooling the PV module with a fluid steam like air or water, the electricity yield can be improved. At the same time, the heat pick-up by the fluid can be to support space heating or service hot-water systems. In this study, a pulsating heat pipe solar heat collector was combined with single-crystal silicon photovoltaic cell in hybrid energy-generating unit that simultaneously produced low temperature heat and heat and electricity. This experiment was investigating thermal and electrical efficiency for evaluation of a PV/T system.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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