Journal of Advanced Marine Engineering and Technology

The Korean Society of Marine Engineering (한국마린엔지니어링학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Performance Analysis of Hybrid SOFC/GT/ST System for Marine Power Applications

선박동력용 SOFC/GT/ST 하이브리드시스템의 성능 평가에 관한 시뮬레이션

  • 이경진 (한국해양대학교 대학원) ;
  • 오진숙 (한국해양대학교 대학원) ;
  • 김선희 (한국해양대학교 대학원) ;
  • 오세진 (한국해양대학교 운항훈련원) ;
  • 임태우 (한국해양대학교 기관공학부) ;
  • 김종수 (한국해양대학교 기관시스템공학부) ;
  • 이재현 (한국해양대학교 기관시스템공학부) ;
  • 박상균 (한국선급 녹색산업기술원) ;
  • 김만응 (한국선급 녹색산업기술원) ;
  • 김명환 (한국해양대학교 기관공학부)
  • Received : 2011.07.22
  • Accepted : 2011.11.16
  • Published : 2012.01.31
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

The electrification of the waste heat of stack is necessary to enhance the efficiency of fuel cell system. For this purpose, the hybrid SOFC/GT/ST system is suitable. The purpose of this work is to predict the performance of methane fueled SOFC/GT/ST hybrid power system and to analyze the influence of operating temperature of stack, current density of stack, and gas turbine pressure ratio. According to the analysis, it is proved that the SOFC/GT/ST hybrid system suppress the rapid decrease in efficiency and lead to the significant improvement of efficiency as compared with SOFC system.

폐열의 활용은 연료전지시스템의 효율의 제고에 중요하다. SOFC/GT/ST 하이브리드시스템은 연료전지시스템 폐열의 전력화에 가스터빈 및 증기터빈을 활용하는 방식이다. 본 논문은 SOFC/GT/ST 하이브리드시스템에 대한 스택의 작동온도와 전류밀도, 가스터빈의 압력비가 시스템의 성능에 미치는 영향 등을 시뮬레이션을 통하여 검토한 것이다. 그 결과로 SOFC/GT/ST 하이브리드시스템은 단독 SOFC시스템과 비교하여 효율의 급격한 변화를 완화시키며 또한 효율을 크게 제고시키고 있음을 확인하였다.

Keywords

References

  1. 김명환, "선박 동력발생용 연료전지시스템 기술개발의 전망에 대한 고찰", 한국마린엔지니어링학회지, 제31권, 제8호, pp. 924-931, 2007. https://doi.org/10.5916/jkosme.2007.31.8.924
  2. 김명환, "선박동력용 SOFC/GT 하이브리드시스템의 성능 및 안전성 해석(터빈 냉각 및 공기극 입구온도 일정 조건을 중심으로)", 한국마린엔지니어링학회지, 제33권, 제8호, pp. 1107-1115, 2009. https://doi.org/10.5916/jkosme.2009.33.8.1107
  3. Kuchonthara. P., Bhattacharya. S., and Tsutsumi. A., "Combinations of solid oxide fuel cell and several enhanced gas turbine cycles", Journal of Power Sources, vol. 124, no. 1, pp. 65-75, 2003. https://doi.org/10.1016/S0378-7753(03)00740-7
  4. Winkler. W. and Lorenz. H., "The design of stationary and mobile solid oxide fuel cell-gas turbine systems", Journal of Power Sources, vol. 105, no. 2, pp. 222-227, 2002. https://doi.org/10.1016/S0378-7753(01)00943-0
  5. Arsalis. A., "Thermoeconomic modeling and parametric study of hybrid SOFC-gas turbinesteam turbine power plants ranging from 1.5 to 10 MWe", Journal of Power Sources, vol. 181, no. 2, pp. 313-326, 2008. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2007.11.104
  6. E. Achenbach, "Three-dimensional and time-dependent simulation of a planar solid oxide fuel cell stack", Journal of Power Sources, vol. 49, pp. 333-348, 1994. https://doi.org/10.1016/0378-7753(93)01833-4

Cited by

  1. Thermodynamic Performance Analysis of a Biogas-Fuelled Micro-Gas Turbine with a Bottoming Organic Rankine Cycle for Sewage Sludge and Food Waste Treatment Plants vol.10, pp.3, 2017, https://doi.org/10.3390/en10030275