The frequency of fatal accidents that can occur at hydrogen refueling station was compared with the risk criterion for the general public suggested by the health and safety executive. If hydrogen refueling station meets the accident prevention facility standards presented in KGS Code FP216/217, it was confirmed that the risk of hydrogen refueling station was not at an unacceptable (intolerable) risk level. However, the risk of hydrogen refueling station due to small leak was analyzed as low as reasonably practicable. Therefore, methods for improving the safety instrumented function of hydrogen refueling station were reviewed. It was confirmed that the risk of hydrogen refueling station can be affected by the number of installed safety instrumentation system components, redundant architecture, mission time, proof test interval, etc. And methods for maintaining the risk of hydrogen refueling station at an acceptable risk level have been proposed.
수소충전소와 수소전기차 간의 통신 프로토콜인 SAE J2601과 SAE J2799는 수소 충전에 관련된 내용만을 다루고 있다. 본 논문에서는 수소전기차의 수소검출, 전류, 전압을 측정하여, 수소충전소로 WiFi 프로토콜을 변화시켜 가면서 센서 데이터를 전송한다. 수소전기차의 센싱, 제어 및 센서 데이터 전송을 위해, 라즈베리파이를 이용하여 소규모 실험실 모델을 만들었다. 센서 데이터를 수소충전소의 데이터베이스에 저장하였고, 저장된 데이터 분석을 위해 그라파나를 이용하여 대쉬보드를 구성하였다. 수소가 검출되면 수소충전소의 디스펜서 밸브를 잠근다. 그리고 WiFi 프로토콜에 따른 평균 전송 지연을 측정하였다. 전송 지연 측정 결과, 수소충전소와 수소전기차간의 센서 데이터 전송을 위한 WiFi 프로토콜은 IEEE 802.11a가 가장 적합하였다.
As the hydrogen era comes near future, hydrogen fuel cell vehicles are core of hydrogen economy. Until now, Korea has 17 hydrogen refueling stations but 9 hydrogen refueling stations have been retired already and 8 hydrogen refueling stations are still running. With a limited number of hydrogen refueling stations, it is very difficult to get scientific data for the economy of hydrogen refueling stations in Korea. Thus, based on NREL(National Renewable Energy Laboratory) study, we analyzed most recent data for the construction of hydrogen refueling stations in one specific site in Korea. The cost comparison data between Korea and USA shows 14% difference, saying higher costs of Korea. Korea looks 5 years delay compared to USA. This data will be an important tool for the investment from every industrial parties.
Hydrogen utilization in the transportation sector, which relies on fossil fuels, can significantly reduce greenhouse gas by using to hydrogen fuel cell vehicles, and its adoption depends performance of hydrogen refueling station. The present study developed a model to simulate the back-to-back filling process of heavy duty hydrogen fuel cell vehicles at hydrogen refueling stations using a cascade method. And its quantitatively evaluated hydrogen refueling station performance by simulating various mass flow rates and storage tank capacity combinations, analyzing vehicle state of charge (SOC) of vehicles. In the cascade refueling system, the capacity of the high-pressure storage tank was found to have the greatest impact on the reduction of filling time and improvement of efficiency.
In order to expand the supply of hydrogen vehicles, the first thing to be done is to build an infrastructure to supply hydrogen. There are fixed and mobile types of hydrogen refueling stations that can supply hydrogen. Mobile hydrogen refueling stations have the advantage of supplying hydrogen to two or three areas, so the introduction of mobile hydrogen refueling stations is considered at the initial stage of hydrogen vehicle dissemination. However, mobile hydrogen refueling stations have greater risks than fixed hydrogen refueling stations due to the hazard associated with movement and intensive installation of facilities in vehicle, so stricter design standards to lower the risk must be applied. Therefore, in this study, basic data for establishing safety standards for mobile hydrogen refueling stations were proposed by suggesting improvements such as the location of emergency shutoff valves, the number of gas detectors etc., using HAZOP analysis.
In July and October of this year, the government announced the 'Green new deal plan within the Korean new deal policy' and 'Strategies for proliferation of future vehicles and market preoccupation'. And, in response to changes in the global climate agreement, it has decided to expand green mobility such as electric vehicles and hydrogen electric vehicles with the aim of a "net-zero" society. Accordingly, the goal is to build 310 hydrogen refueling stations along with the supply of 60,000 hydrogen vehicles in 2022, and the hydrogen infrastructure is being expanded. however, it is difficult to secure hydrogen infrastructure due to expensive construction costs and difficulty the selection of a site. In Korea, it is possible to build a mobile hydrogen station according to the safety standards covering special case of the Ministry of Industry. Since the mobile hydrogen station can be charged while moving between authorized place, it has the advantage of being able to meet a large number of demands with only one hydrogen refueling station, so it is proposed as a model suitable for the early market of hydrogen infrastructure. This study demonstrates the establishment of a hydrogen refueling station by deriving a virtual accident scenario for leakage and catastrupture for each facility for the risk factors in a mobile hydrogen station, and performing a quantitative risk assessment through the derived scenario. Through the virtual accident scenario, direction of demonstration and implications for the construction of a mobile hydrogen refueling station were derived.
The registration rate of eco-friendly vehicles, such as hydrogen vehicles, is increasing rapidly, however, few first responders have experienced related accidents. Accident scenarios at hydrogen refueling stations and hydrogen vehicles on a road were investigated, and the relative importance of each scenario was analyzed using AHP analysis. Leakage, jet flame, and explosion that occurred inside and outside the hydrogen refueling station were reviewed, and the hydrogen gas explosion in the compartment showed the highest importance value. In case of the hydrogen vehicle, traffic accident statistics and actual accidents were used. It was analyzed that the hydrogen vessel explosion on the road due to the failure of TPRD and the leakage in the underground parking area were difficult to respond. The developed accident scenarios are expected to be used for first responder training.
Theoretical approach was taken to the whole CNG refueling process. In particular, this study was focused on the prediction of flow rate at any given piping configuration of CNG system, in order that a simulation program for the CNG refueling system should be developed. The simulation result of refueling process was compared with experimental result obtained from various kinds of fueling configuration. The simulation results showed a satisfactory agreement within 10% errors in fueling time, fueling amount, and residual pressure. The developed program would be used a good engineering tools for estimating fueling performance for a any given CNG station.
Hydrogen infrastructure is expanding. High-capacity hydrogen refueling stations offer advantages because they can refuel a variety of light and heavy-duty vehicles, and multi-port refueling technology is developing to reduce charging time for heavy-duty vehicles. In this study, we suggest directions to lower the risk by analyzing the risk factors for each process involved in the installation of a high-capacity multi-port hydrogen refueling station in Changwon city. We conducted both qualitative and quantitative risk assessments of the equipment to evaluate the station. A hazard and operability study was performed for qualitative risk assessment, and PHAST/SAFETI were used for quantitative risk assessment. Quantitative risk assessment was used to calculate the consequence analysis of the facility to ensure secure design prior to station development and to predict individual and societal risks in various scenarios. As a result, the station's risk level was determined to be as low as reasonably practicable.
In recent years, hydrogen has received much attention as an alternative energy source to fossil fuels. In order to ensure safety from the increasing number of hydrogen refueling stations, prevention methods have been required. In this regard, this study suggested an approach to reduce the risk of hydrogen refueling station by increasing Safety Integrity Level (SIL) for a Steam Methane Reformer (SMR) in On-Site Hydrogen Refueling Station. The worst scenario in the SMR was selected by HAZOP and the required SIL for the worst scenario was identified by LOPA. To verify the required SIL, the PFDavg.(1/RRF) of Safety Instrumented System (SIS) in SMR was calculated by using realistic failure rate data of SIS. Next, several conditions were tested by varying the sensor redundancy and proof test interval reduction and their effects on risk reduction factor were investigated. Consequently, an improved condition, which were the redundancy of two-out-of-three and the proof test interval of twelve months, achieved the tolerable risk resulting in the magnitude of risk reduction factor ten times greater than that of the baseline condition.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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