• 지적과 국토정보
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• 제51권2호
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• pp.83-106
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• 2021

대기오염, 지구온난화 문제 등 환경 문제의 심각성이 대두되면서 청정 연료의 관심이 커지고 있다. 그 중 수소는 기존 화석연료와는 달리 연소 시 부산물로 수분만이 발생하는 대표적인 친환경 에너지원으로 현재 다양한 분야에서 주목을 받고 있다. 물류 분야에서도 수소를 활용한 물류 네트워크를 구축하기 위해 다양한 정책적 노력이 활발히 이루어지고 있다. 이러한 수소 물류 네트워크의 구축에 있어 수소충전소의 입지 결정은 매우 중요한 문제이다. 최근 개발된 수소추진(수소연료전지) 화물차에 수소를 공급하는 충전소는 수소 기반 물류체계가 본격적으로 자리 잡는 데 있어 필수 불가결한 요소이다. 이러한 수소충전소의 최적 입지를 결정하는 선행연구는 대부분 수리적 모형에 기반한 최적화 기법만을 사용하여 수소충전소의 최적 입지를 결정하고자 하였다. 본 연구에서는 기존 연구의 동향과는 차별화하여 최적화 기법의 중요한 투입 변수 중 하나인 충전소 후보지에 대한 공간적 특성을 검토하는 방법으로 머신러닝 모형들을 활용하고 그 적용가능성을 확인하였다. 머신러닝은 다양한 분야에서 우수한 성과를 증명한 기법이지만 수소충전소의 최적 입지를 결정하는 연구 분야에서는 아직 적용된 바가 없다. 이를 위해 본 연구에서는 개별공시지가, 수소공급지와의 거리 등 전국 고속도로 휴게소와 고속도로의 무작위 지점들의 위치와 관련된 변수들을 독립변수로 선정하여 단일 머신러닝 모형과 앙상블 모형을 적용하고 그 성과를 비교하였다. 분석 결과, 랜덤포레스트(Random Forest) 모형이 가장 우수한 성과를 보였으며, 다른 모형들 또한 우수한 분류 성능을 보여 최적 입지 문제에 대해 공간적 특성을 예비적으로 검토하는 방법론으로써 머신러닝의 적용 가능성을 확인할 수 있었다. 따라서 머신러닝 모형은 수소충전소의 최적 입지 결정 분야에서 향후 최적화 기법을 적용한 연구의 예비적 검토 방법론으로 널리 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국가스학회지
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• 제27권4호
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• pp.102-109
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• 2023

수소사회 실현에 있어 수요자가 수소를 가장 쉽게 만날 수 있는 시설인 수소충전소의 안전 확보가 중요하다. 수소충전소는 고압의 수소를 저장하는 압축가스설비 등으로 구성되어 있으며, 시설 내 수소 누출로 인한 화재폭발 또는 주변 화재의 영향으로 고압의 압축가스설비가 파열될 위험이 있다. 이에, 한국가스안전공사는 설치단계부터 위험요인을 찾아내 설계에 반영하고 법정 검사를 통한 안전 확보에 만전을 다하고 있다. 본 연구에서는 수소충전소에 설치하는 방호벽의 안전성 효과를 확인하기 위해 방호벽을 이용한 TNT 폭발 실증시험을 실시하고, CFD 프로그램인 FLACS-CFD를 이용하여 실증시험 결과와 비교·검증하였다. 실증시험 및 CFD 해석 결과 방호벽 후단에서 폭발 과압의 감소 효과가 위치에 따라 50 %에서 최대 90 %까지 감소하는 것이 확인되나, 일정거리를 벗어나면 그 효과가 떨어지는 것을 확인하였다. 방호벽의 안전성 검증을 위한 실증시험 및 전산해석 결과는 향후 방호벽 기준 최적화를 위한 제안에 활용하고자 한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권4호
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• pp.573-580
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• 2020

최근 석유를 대체할 수송 에너지원으로 수소에 대한 관심이 커지고 있다. 수소의 장점을 극대화하기 위해서는 수소 충전소가 많이 보급되어야 한다. 본 논문은 수소 충전소를 보다 가깝게 이용 할 수 있는 최적 위치 선정 방법론을 제안하였다. 기존 에너지의 공급처인 주유소와 천연가스 충전소의 위치를 우선 참고하고, 인구, 등록 차량 수 등의 데이터를 추가 반영하여 수소자동차의 예상 충전 수요를 계산하였다. 기계 학습(machine learning) 기법 중 하나인 k-중심자 군집화(k-medoids Clustering)를 이용하여 예상 수요에 대응하는 최적 수소 충전소 위치를 계산하였다. 제안된 방법의 우수성은 서울의 사례를 통해 수치적으로 설명하였다. 본 방법론과 같은 데이터 기반 방법은 향후 수소의 보급 속도를 높여 환경친화적인 경제 체계를 구축하는데 기여할 수 있을 것이다.

• 한국가스학회지
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• 제25권6호
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• pp.85-91
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• 2021

정부는 2019년 1월 세계 최고 수준의 수소경제 선도국가로 도약하기 위해 「수소경제 활성화 로드맵」을 발표했으며, 우리나라가 강점이 있는 수소자동차와 연료전지를 양대 축으로 수소경제를 선도할 수 있는 산업생태계 구축 전략을 세웠다. 그 일환으로 2022년 310개소, 2040년 1,200개소의 수소충전소 보급목표를 수립하였다. 이에 발맞춰 2021년 2월 한국가스안전공사는 속도감 있는 수소충전소 구축을 위해 시공단계에서 안전기준에 따른 다양한 현장 문제 발생으로 인한 시공지연을 사전해소하기 위한 수소충전소 사전컨설팅 제도를 운영하게 된다. 본 논문은 사전컨설팅 제도에 대해 알아보고 그 효과를 분석하고자 한다.

• 한국가스학회지
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• 제27권4호
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• pp.70-77
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• 2023

기후변화에 대한 대응으로 각국에서는 에너지수급계획에서 온실가스를 줄이는 목표를 제시하고 있으며, 그 이행을 위한 에너지 자원의 우선순위에서 늘 빠지지 않은 화두가 수소가스 이용이다. 이 수소가스를 이용하기 위한 대중적인 방법으로 수소연료전지 자동차의 이용을 꼽을 수 있으며, 이 수소연료전지 자동차를 이용하는데 필수적인 것이 수소충전소의 확충이다. 하지만 수소충전소의 확충을 위해서 여러 제약사항이 발생하고 있으며 그 중 가장 대표적인 것이 주민 수용성이다. 현재 국내 건립된 수소충전소 중 대부분은 인구밀도가 떨어진 외곽에 위치하고 있으며, 때문에 수소연료전지 자동차 이용자들의 불편은 해소되지 않고 있고 그에 따라 수소연료전지 자동차의 보급도 진전이 없다. 본 논문에서는 시민들이 많이 이용하는 철도부지에 수소충전소를 건설하였을 때의 위험성을 알아보기 위해 사고 피해 영향을 분석하였다. 대상 수소충전소 부지는 부산의 한 철도기지창을 대상으로 하였으며, 이 부지 주위에는 철도차량, 국도 및 상업시설이 존재한다. 최악의 시나리오를 가정했을 때 사로고 인해 영향을 받은 지역과 그 영향을 분석하여 수소충전소 부지의 안전에 대한 고찰을 하고자 한다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.232-239
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• 2022

This study performed qualitative and quantitative risk assessment of equipment for evaluating the protocol of hydrogen refueling stations and suggested measures to improve safety. Hazard and operability study was performed for qualitative risk assessment, and Hy-KoRAM was used for quantitative risk assessment. Through a qualitative risk assessment, additional ventilation devices were installed, simultaneous venting of the storage container was prohibited, and the number of repeated refilling of the evaluation equipment was identified to manage the number of fillings of the container. Through quantitative risk assessment, the area around the device was set as a restricted area when evaluating the station, and measures were suggested to reduce the frequency of accidents.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제28권3호
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• pp.279-286
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• 2017

Korea government decides to build one hundred hydrogen refueling stations (HRS) until 2020 and tries to disseminate HRS and boosts HRS market in korea. Naepo HRS in chungnam province has been operated for last one full year of 2016 and recorded 2,520 times full charge for the hydrogen fuel cell powered vehicles and total 6,016 kg hydrogen fueling for the 25 units of hydrogen fuel cell powered vehicles. Raw fuel of hydrogen from tube trailer measured by pressure, converting into weight of hydrogen and shows 19.6% surplus with final charged weight by dispenser. This result is caused measuring errors. Measured charged errors between dispenser and Mass flow meter was determined 13.13%.

• 한국가스학회지
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• 제25권6호
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• pp.92-97
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• 2021

2021년 2월 '고압가스 안전관리법 시행규칙' 개정에 따라 2021년 8월27일부터 수소자동차 충전소에 설치한 가스누출검지경보장치, 긴급차단장치 및 화염검지기 등 안전장치 작동상태를 실시간으로 한국가스안전공사에서 관리하는 전산시스템으로 전송하여 운영하고 있다. 모니터링 시스템 구축결과와 함께 그동안 발생한 이상신호 통계분석 결과를 공유하여 수소충전소 안전관리에 활용토록 하고, 향후 안전관리 방향을 모색하고자 한다.

• 한국기계가공학회지
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• 제21권7호
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• pp.28-33
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• 2022

In this study, we analyze the flow characteristics according to the internal shape of a 700bar hydrogen charging gun for hydrogen electric vehicles. When charging hydrogen, it receives a high-pressure charging pressure. At this time, we analyze the flow characteristics according to the shape of the nozzle and find the shape of the nozzle that minimizes energy loss. Ultimately, the optimal design of the nozzle was obtained by comparing the pressure difference between the inlet pressure and outlet pressure under a fixed mass flow condition.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제30권2호
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• pp.163-169
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• 2019

This study is a research to compare efficiency of new cooling system (chiller, pre-cooler) to that of the conventional system at the hydrogen refueling station (HRS). This study includes contents for thermodynamic comparison of cooling system for HRS and comparison of pros and cons of its components. So It is to establish design concept of cooling system of HRS supplying with fuel cell electric vehicle (FCEV). HRS is charging high pressure H2 (700 bar) to FCEV. However cooling system is need to prevent temperature rise in tank. This cooling system consists of pre-cooler and chiller system.