• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2010.07a
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• pp.3-5
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• 2010

본 논문은 연료전지를 이용한 가정용 발전시스템의 계통 연계를 위한 3kW급 전력변환 시스템의 개발에 관한 것이다. 저전압 대전류 출력특성을 갖는 연료전지의 전류리플 최소화를 위해 멀티페이즈 컨버터를 적용한 DC/DC 승압 컨버터를 제안하고자 한다. 특히 고밀도 전력변환 시스템의 스위칭 손실 극소화를 위해 고효율 ZVS Soft-Switching 동작을 구현하였다. 또한 본 연구에서는 높은 승압비로 변환된 전압을 통해 계통운전 동작을 수행하기 위한 DC/AC 단상 인버터와 고효율 무결점 기능을 갖는 디지털 방식의 DSP를 적용한 제어기 개발도 병행하여 수행되었다. 제안하는 3kW급 멀티페이즈 컨버터 및 계통연계형 인버터의 Proto-Type을 제작하고 실험을 통해 본 방식의 타당성을 검증하였다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.25 no.4
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• pp.251-258
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• 2016

This article reports current status of micro fuel cell-combined heat and power (${\mu}FC$-CHP) systems which utilize both power and heat generated by fuel cells. There are several options for constructing CHP systems and among them, fuel cells are the most useful and their total energy efficiency combining heat and power can reach up to about 90%. Fuel cells are classified as five types based on the electrolyte, but the most suitable fuel cell types for the ${\mu}FC$-CHP system are proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs) and solid oxide fuel cells (SOFCs). ${\mu}FC$-CHP systems have several advantages such as decrease of the transmission-distribution loss, reduced costs of electricity due to distributed power generation, and environmental-friendliness owing to zero emission. The main drawback of the ${\mu}FC$-CHP systems is the high initial investment, however, it keeps decreasing as the technology development reduces production costs. Currently, Japan is the most leading country of the ${\mu}FC$-CHP market, however, Korea tries to expand the market by planning the deployment of 1 million units of ${\mu}FC$-CHP systems and governmental subsidiary supporting of half of the install price. In this report, integration technologies for connecting FC and CHP, and technology trends of leading countries are presented as well.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2005.07a
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• pp.517-519
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• 2005

본 논문에서는 연료전지를 이용한 가정용 발전 시스템의 계통 연계를 위한 새로운 단상 인버터 시스템을 제안한다. 제안한 방식에 의해 역률 1에 가까운 전원 품질로 독립 운전과 계통연계 운전이 가능하고 자동 모드 전환시 최소의 과도상태를 갖는다. 또한 제안한 인버터 제어기는 연산이 적고 구조가 간단하여 저가격의 고정소수점 DSP로 구현이 가능할 뿐 아니라 정상상태 오차가 거의 없고 양호한 과도상태 응답특성을 얻을 수 있다. 제안한 계통연계형 인버터의 제어기에 관하여 기술하고 모의실험 및 실험에 의하여 그 타당성을 입증한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.93.1-93.1
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• 2011

To obtain higher power efficiency of Residential Power Generation System(RPG), it is needed to operate system on optimized stoichiometric ratio of fuel and air. In this paper, optimizing stoichiometric ratio of fuel/air is conducted through systematic experiments and modeling. Based on fundamental principles and experimental data, constraints are chosen. Using these stoichiometric ratios as decision variables, maximum power efficiency of system could be found. As a result of research, power efficiency of RPG system is improved.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.24 no.5
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• pp.373-385
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• 2013

To obtain higher power efficiency of Residential Power Generation system(RPG), it is needed to operate system on optimized stoichiometric ratios of fuel and air. Stoichiometric ratios of fuel/air are closely related to efficiency of stack, reformer and power consumption of Balance Of Plant(BOP). In this paper, optimizing stoichiometric ratios of fuel/air are conducted through systematic experiments and modeling. Based on fundamental principles and experimental data, constraints are chosen. By implementing these optimum values of stoichiometric ratios, power efficiency of the system could be maximized.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.11a
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• pp.59-62
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• 2007

연료전지는 수소를 이용하여 전기를 생산하는 발전 시스템으로 운전 중 수소 누출과 폭발의 위험성을 항상 수반하고 있다. 따라서 안전성의 확보를 위해 연료전지 시스템 내부에서 수소 누출 시 유e동 특성으로 인한 특정 부근 농도 정체와 환기의 영향을 파악하는 것이 필요하다. 실험 장치와 전산유체역학 프로그램을 사용하여 챔버 내 수소의 유통 특성과 환기구에 따른 환기의 영향을 확인하였다. 수소의 누출 속도와 양에 따라 유동장의 형태는 크게 변하였으며 환기구의 위치와 크기는 특정 부근의 농도정체와 챔버 내 전체적인 수소 농도에 영향을 미침으로서 안정성을 확보하는 중요한 인자임을 알 수 있었다. 예측 결과를 실제 실험 모델과 비교하여 그 타당성을 검토하였으며 차후 가정용 연료전지 모듈의 환기구 설계에 적용할 수 있다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.20 no.3
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• pp.224-230
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• 2011

For developing high performance fuel cell, peripheral devices and key components have to be studied in priority. In this study, centrifugal pump was studied for heat recovery. For PEM fuel cell system, a four-impeller centrifugal pump was designed, tested and compared with result of commercial product (IWAKI). In addition, effects of number of impeller were analyzed by CFD. The experiment and analysis were progressed in the same conditions. The results showed the quantitative difference under 30% between the numerical and the experimental pressure difference and mass flow rate.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2008.05a
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• pp.17-20
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• 2008

HYOSUNG manufactured and tested 1kW class PEFC systems to generate electrical and thermal energy for each residential usage. In particular, HYOSUNG developed power conditioning system that performs over 91% electrical conversion ratio specified in 1kW class PEFC systems. Prior to system integration, we tested each performances of components to derive control issues from it. In addition, we have been developing the adequate simulator to describe and predict system performance. In this paper, we verified HYOSUNG's 1kW class PEFC systems are valid for residential energy sources by testing the characteristics of systems and performances of main components.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2004.07b
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• pp.498-500
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• 2004

연료전지와 같은 분산전원은 전력계통과 연계 운전함으로 보다 안정된 전원을 얻을 수 있고 그 잉여 전력을 계통에 역송전함으로써 다양한 에너지원의 효율적인 활용도 가능케 하는 이점을 지닌다. 본 논문은 본소에서 개발한 PEMFC형 연료전지 시스템을 위한 1KW급 계통 연계형 인버터를 소개하고, 이의 구성 및 특성을 소개하고자 한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.11a
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• pp.12-16
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• 2007

A dynamic model of proton exchange membrane fuel cell(PEMFC) system is designed to understand the performance of the PEMFC in residential power generator(RPG) over various balance of plant(BOP) options. In particular, since the performance of PEMFC system should be optimized for given operating ranges, it is necessary to design suitable BDP components which can support the operating ranges. The objective of this study is to develop a dynamic system model for the study of PEMFC performance over various BOP options. Therefore, a dynamic model is composed of a PEMFC stack model, a water management system model, a thermal management system model and a fuel/air supply model and the model is integrated under SIMULINK(R)environment. Basic simulation results will be presented.