• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제23권6호
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• pp.81-87
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• 2023

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.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.682-688
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• 2023

In this paper, analyzes the type of failure and its effect on the hydrogen fueling nozzle used in hydrogen station. Failure of hydrogen fueling nozzle was analyzed using a qualitative risk assessment method, failure mode and effect analysis. The failure data of hydrogen fueling nozzles installed in domestic hydrogen stations are collected, and the failure types are classified, checked the main components causing the failure. Criticality analysis was derived based on frequency and severity depending on the failure mode performed. A quality function is developed by a performance test evaluation item of the hydrogen fueling nozzle, and the priority order of design characteristics is selected. Through the analysis results, the elements to improve the main components for enhancing the quality and maintenance of the hydrogen fueling nozzle were confirmed.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제30권6호
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• pp.513-522
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• 2019

It is not easy to refuel quickly and safely with 70 MPa hydrogen. This is because the temperature in the vehicle tank rises sharply due to Joule-Thomson effect, etc. Thus protocols such as SAE J2601 in the United States and JPEC-S 0003 in Japan were established. However, they have the problem of over-complexity and lack of versatility by setting the preconditions for hot and cold cases and introducing a number of look-up tables. This study was conducted with the ultimate goal of developing new protocols based on complete real-time communication. Thermodynamic models were made and programs were developed for hydrogen refueling simulations. Simulation results confirmed that there are five parameters in the influencing factors of the hydrogen refueling protocol.

• 한국가스학회지
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• 제24권1호
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• pp.23-32
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• 2020

수소자동차용기에 높은 압력(70 MPa)의 수소를 빨리 완전 충전하는 것은 쉽지 않다. 그 이유는 줄-톰슨효과 등에 의해 발생하는 열로 인하여 용기내의 온도가 급속히 상승하기 때문이다. 미국의 SAE J2601, 일본의 JPEC-S 0003 같은 충전프로토콜이 제정되어 운영되고 있다. 그러나 이들 프로토콜에는 수많은 가정이 도입되어 내용이 너무 복잡하고 적용범위가 제한적이라는 문제가 있다. 이 연구는 완벽한 실시간 통신에 기반한 새로운 프로토콜을 개발하기 위해서 수행되었다. 이 연구에서는 수소충전 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 압력상승률이 자동차용기내의 온도 및 압력 상승과 충전유속에 어떠한 영향을 미치는지 살펴보았다. 그 결과 압력상승률 결정 시 우선 고려하여야 할 매개변수는 자동차 용기의 온도라는 것을 알 수 있었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.447-455
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• 2023

SAE J2601, hydrogen fueling protocols, proposes two charging methods. The first is the table-based fueling protocol, and the second is the MC formula-based fueling protocol. Among them, MC formula-based fueling protocol calculates and supplies the target pressure and pressure ramp rate (PRR) using the pre-cooling temperature of the hydrogen and the physical parameters of the tank in the vehicle. The coefficient of the MC formula for deriving MC varies depending on the physical parameters of the tank in the vehicle. However, most studies use the MC coefficient derived from SAE J2601 as it is, despite the difference in the physical parameters of the tank applied to the study and the tank used to derive the MC coefficient from SAE J2601. In this study, the MC coefficient was derived by applying the hydrogen tank currently used, and the difference with the fueling performance using the MC coefficient proposed in SAE J2601 was verified. In addition, the difference was confirmed by comparing and analyzing the fueling performance of the table-based method currently used in hydrogen fueling stations and the MC formula-based method using MC coefficient derived in this study.

• 에너지공학
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• 제16권4호
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• pp.170-180
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• 2007

본 연구에서는 증기개질 방식으로 천연가스와 납사를 연료로 하여 수소를 생산하는 국내 분산형 수소충전소의 규모의 경제성 문제를 다루었다. 분산형 수소충전소의 수소 생산규모는 $30\;Nm^3/hr,\;100\;Nm^3/hr,\;300\;Nm^3/hr$ 등을 분석대상으로 하였다. 분산형 수소충전소의 초기투자비 및 연간운영비, 수소 판매가격 등을 주요변수로 하는 전통적인 경제성 분석모형을 수립하였으며 수소 판매가격과 할인율을 대상으로 민감도 분석을 수행하였다. 천연가스를 원료로 하는 수소충전소의 수소가격은 $30\;Nm^3/hr,\;100\;Nm^3/hr,\;300\;Nm^3/hr$ 등의 생산규모에 대하여 각기 18,472원/kg, 10,686원/kg, 7,758원/kg이며, 천연가스 대신에 납사를 사용하여도 거의 비슷한 수소 가격을 갖는 것으로 추정되었다. 현 시점에서 $300\;Nm^3/hr$ 이하의 수소충전소는 경제성이 부족한 것으로 나타났으며, 이러한 경제성 분석결과는 향후에 분산형 수소충전소를 건설할 때 중대형 생산규모 이상의 수소충전소를 중심으로 보급하는 것이 바람직한 방안인 것을 시사하고 있다.

• 에너지공학
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• 제28권4호
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• pp.1-7
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• 2019

최근 수소충전소 수요 증가에 따라, 산업통상자원부는 LPG, CNG, 주유소 등 기존의 자동차용 연료공급시설 내에 융합, 복합의 형태로 수소충전소 설치가 가능하도록 특례고시를 제정·공포하였다. 수소 융복합충전소는 특례기준 제정 이전까지 국내에서 운영된 사례가 없어, 4계절, 일교차와 같은 환경특성을 감안한 실증이 필요하다. 본 연구에서는, 국내 최초로 실증을 위해 설치된 울산 LPG-수소복합충전소의 충전데이터를 수집하여 분석하였다. 충전데이터는 압축기, 저장용기, 디스펜서에서 발생한 시간별 온도, 압력 데이터이며, 계절별 특성을 비교하기 위해 2018년 7월 중 울산 지역의 최고기온 일과 2018년 1월 중 최저기온 일을 포함하여 4계절 충전데이터를 수집하여 비교하였다. 비교결과, 외기온도의 변화가 수소차 차량용기의 초기온도에 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 이는 최종적으로 차량의 충전시간과 충전속도에도 영향을 미치는 것으로 나타났다. 국내 수소충전소 기준(KGS FP217)과 미국의 충전프로토콜(SAE J2601)에서 제시한 한계온도를 초과한 경우는 없어 차량용기에 대한 영향은 없는 것으로 나타났다.

• 화약ㆍ발파
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• 제40권3호
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• pp.19-32
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• 2022

수소는 다른 연료에 비해 에너지효율이 높고 유해물질이 배출되지 않아 미래의 청정에너지원으로 인식되고 있다. 그러나 수소는 밀도가 낮아 운반 및 저장시에 부피가 커서 압축하거나 특별한 운반체를 사용해야 하며, 공기중에 노출 시 화재나 폭발의 위험성이 있다. 수소-공기 혼합물의 폭발에 관한 실험이나 수치해석적 연구가 진행되어 오고 실물 수소 충전소를 대상으로 한 폭발 시뮬레이션에 관한 연구사례는 극히 드물다. 본 연구에서는 실제 수소 충전소를 대상으로 Lidar 스캐닝을 수행하여 point cloud 데이터를 획득하고 수소 충전소 3 차원 구조 모델을 작성한다. 3 차원 구조모델은 Ansys 사 AUTODYN 에 적용되어 수소 충전소의 수소폭발을 가정한 TNT 등가량의 폭발 시뮬레이션을 실시하고 주변에 전파하는 폭발압력을 계산하여, 수소 충전소 폭발에의한 주변 보안 건물의 안전거리에 관한 정보를 제공한다.

• 한국가스학회지
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• 제18권1호
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• pp.25-30
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• 2014

수소와 압축천연가스의 혼합연료 HCNG의 가스공급 및 충전을 위해 혼합장치 제작 및 충전실험을 수행하였다. 비율제어방식 개념으로 수소와 압축천연가스는 30 : 70의 비율로 혼합된다. HCNG 충전방법으로는 탱크의 압력을 이용하여 충전할 수 있는 FULL충전, 일정량을 충전할 수 있는 정량충전 방식이 있다. Full충전과 정량충전 결과 모두 혼합비율 30 : 70에 오차 제한범위인 수소$30{\pm}2%$ 조건을 만족시켰다. 탱크에 충전된 HCNG의 조성을 Gas Chromatography로 분석한 결과도 오차제한범위를 만족시켜 충전탱크에서도 30 : 70의 비율을 확인하였다.

• 한국가스학회지
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• 제27권4호
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• pp.78-84
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• 2023

최근 이산화탄소배출 감축과 환경오염 물질 저감이 세계적인 이슈가 됨에 따라 규제를 강화하고 있다. 수송 부분에서는 사용 연료를 기존 화석 연료에서 수소 등 친환경 연료로 에너지 전환이 이루어지고 있다. 국내에서는 에너지 전환에 발맞춰 2040년까지 1,200기의 수소 충전소 구축을 목표로 하고 있어, 넓은 인화 범위를 가지는 고압 수소를 공급하는 충전소의 안전성 확보가 매우 중요하다. 본 논문에서는 충전소 사고 발생 시 충전소 내 근로자의 안전확보를 위해 국내 기준과 일본, 유럽 등의 수소 충전소 안전거리 기준 현황을 분석하여 안전거리 설정 가이드 라인을 제시하였다. 안전거리 설정 절차는 유럽의 EIGA 기준에 따라 설비별 사고 발생빈도와 TNO의 EFFECTS 소프트웨어를 활용한 피해 영향 분석을 통해 사망 확률이 3.5E-05 이하가 되는 안전거리를 산출하였다.