• 제목/요약/키워드: 스택

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5 kW 용융탄산염 연료전지 스택내 운전특성 및 온도 변화 해석 (Operation Characteristics and Analysis of Temperature Gradients in a 5-kW Molten Carbonate Fuel Cell Stack)

  • 임희천;고준호;류정인
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제10권2호
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    • pp.107-118
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    • 1999
  • MCFC 발전 기술의 실용화를 위하여 $3,000cm^2$ 면적의 단위전지 20장으로 구성된 5 kW 급 MCFC 스택을 5,760 시간 동안 운전하여 그 운전특성을 파악하였다. 스택은 7.6 kW의 출력을 보여주어 설계치보다 높은 출력을 보여주었다. 아울러 스택 성능 및 스택내 운전온도 분포변화를 해석하기 위하여 열전달, 유동방정식 및 연료전지 반응특성을 고려한 수학적 모델을 완성하였다. 완성된 수학적 모델 전산 모사를 위하여 상용 CFD 코드를 이용한 프로그램을 개발하였고 개발된 스택 전산모사 코드는 실제 운전된 5 kW MCFC 스택 운전 자료와 이론적 계산결과와 비교하여 그 신뢰성을 확인하였다.

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소형 PEM 연료전지 스택의 제어 알고리즘 개발 (Development of the Control Algorithm for the Small PEM Fuel Cell Stack)

  • 김태훈;최우진
    • 전력전자학회논문지
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    • 제15권2호
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    • pp.134-141
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    • 2010
  • 소형 PEM (Proton Exchange Membrane) 연료전지 시스템은 가습이 필요치 않아 상용화의 가능성이 크지만 그 제어 방법은 뚜렷하게 정립되어 있지 않다. 따라서 본 논문에서는 소형 PEM 연료전지 시스템의 제어를 위해 이중 루프 구조의 제어방식을 정립하고 DSP (Digital Signal Processor)를 이용하여 구현한다. 일반적으로 연료전지 시스템에서 제어의 핵심 요소는 크게 공기와 수소의 공급, 스택 내부의 수분 관리, 스택의 온도 관리로 나뉜다. 별도의 가습이 없이 공랭식으로 구동되는 소형 PEM 연료전지 스택의 제어에 있어서 팬은 스택의 공기 공급과 열관리 및 수분관리를 위한 핵심적인 역할을 하며, 퍼지밸브는 스택 내부의 잉여수분을 배출한다. 제안된 방식은 이중 제어루프를 이용한 팬의 제어를 통해 팬의 과도응답을 빠르게 하여 공기의 공급 속도를 개선시키며, 연료전지 스택의 전압변화를 피드백 하여 보상해줌으로써 연료전지가 부하변동에 대해 신속한 응답 특성을 갖도록 하였다. 제안된 방법의 유용함은 60W급 소형 PEM 연료전지 시스템의 실험과 이를 이용한 노트북 컴퓨터의 구동을 통해 검증된다.

CFD를 이용한 용융탄산염 연료전지 스택의 수치모사 (Numerical Analysis of Molten Carbonate Fuel Cell Stack Using Computational Fluid Dynamics)

  • 이갑수;조현호
    • 전기화학회지
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    • 제8권4호
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    • pp.155-161
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    • 2005
  • 상용 CFD 프로그램인 FLUENT v5.3을 이용하여 용융탄산염 연료전지 스택의 수치 모사를 행하였다. FLUENT에 포함되어 있는 보존식들을 이용하면서, 사용자 정의함수를 이용하여 포함시킨 코드를 통해 전기화학적 반응과 부반응인 수성가스전이반응에 의한 질량과 가스 조성 변화 및 열이동을 고려하여 정확한 계산 결과를 얻고자 하였다. 모사에 사용된 스택은 6kW급과 25kW급 스택으로 각각 20개와 40개의 단위전지를 수직으로 적층한 형태이며 스택내로 주입되는 가스는 coflow형태로 각각의 채널을 흘러가게 설계되어 있다. 모사를 통해 알아본 스택 내 압력분포는 가스 흐름방향으로 압력강하가 일어나며 anode 채널보다 cathode 채널에서의 압력차가 더 크게 나타났다. 채널 내 속도분포는 전극 반응에 의한 질량 및 부피변화로 인해 anode 채널에서는 가스흐름 방향으로 속도가 증가하는 반면 cathode 채널에서는 속도가 감소하는 경향을 보였다. 스택 내 온도분포는 가스 흐름방향으로 증가하는 경향을 보였고, 계산결과와 실험결과가 대체로 일치함을 확인할 수 있었다. 수성가스전이반응을 포함한 모델과 그렇지 않은 모델을 비교한 결과 가스의 주입구 부분에서는 수성가스전이반응에 의해 흡열 반응이, 출구 부분에서는 발열반응이 일어나고, 이로 인해 입구와 출구의 온도차가 더 커짐을 확인하였다. 따라서 상용화 스택인 수백 kW급 이상의 대형 스택을 모사하기 위해서는 수성가스전이반응을 고려해야할 것으로 생각된다.

탄소복합소재 분리판을 이용한 소형 고분자전해질 연료전지 스택 제작 및 성능분석 (Manufacture and Evaluation of Small Size PEMFC Stack Using Carbon Composite Bipolar Plate)

  • 한춘수;최만수;이지정;이재영;김인태;안정철;심중표;이홍기
    • 전기화학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.81-88
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    • 2010
  • 탄소복합소재 분리판의 연료전지 성능을 시험하기 위해 소형 고분자연료전지 스택을 제작하였으며 연료전지 운전에 따른 성능변화를 측정하여 탄소복합소재 분리판이 연료전지 스택의 성능에 미치는 영향을 조사하였다. 자체 설계한 가스유로로 디자인된 분리판과 MEA를 적층한 스택의 초기 성능과 장기간 운전에 따른 전압 감소를 측정하였다. 또한 장시간 운전 동안 각 셀의 전압 거동도 함께 측정하였으며 비교를 위해 흑연분리판을 이용하여 제작한 스택의 성능도 함께 시험하였다. 스택에서 각 셀의 성능은 단위전지에서의 성능과 유사하게 나타나 분리판과 스택의 구조가 셀의 성능을 충분히 보여줄 만큼 적절히 디자인된 것을 알 수 있었으며, 장시간 운전 동안 전류가 증가함에 따라 스택의 성능 감소도 점차 증가하였으며 두 종류의 스택이 유사한 성능 감소를 보여 자체 제작한 탄소복합소재 분리판이 흑연분리판과 유사한 성능을 보임을 알 수 있었다.

SOFC 모듈평가장치 기술개발 (Development of SOFC stack module)

  • 최영재;이인성;전중환
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.81.2-81.2
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    • 2010
  • 고체 산화물 연료전지(SOFC) 시스템은 스택과 기계적 주변 장치인 MBOP(Mechanical Balance of Plant), 그리고 전기적 주변장치인 EBOP(Electrical Balance of Plant)로 구성되어있다. SOFC는 일반적으로 $700^{\circ}C$ 이상의 고온에서 작동되기 때문에 효율적인 열 이용 및 열 관리가 중요하다. SOFC 시스템의 MBOP에는 상온의 연료가스들을 고온으로 가열하여 스택에 유입 시기키 위한 열교환기 및 촉매연소기 등의 장치들이 필요하며, 효율적인 열관리를 위해서는 고온에서 작동하는 장치들을 한곳에 통합하여 구성하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 SOFC 시스템의 MBOP(Mechanical Balance of Pant) 중 고온부에 해당하는 촉매연소기, 열교환기 및 스택이 통합된 스택 모듈을 제작에 앞서 개념 검증을 위해 열교환기 및 촉매연소기로 이루어진 프로토타입(prototype)의 SOFC 모듈평가 장치를 제작하였다. 열교환기는 Plate형으로 총 6개로 구성되어 있으며, 연료극과 공기극 가스라인에 각각 3개씩 배치하여 스택에 유입되는 연료 및 공기가 촉매연소기에서 나오는 고온의 배가스와 열교환되어 가열되도록 구성하였다. 촉매연소기는 honeycomb 타입의 촉매를 사용하였고, 촉매연소기로 유입되는 연료극 배가스와 공기의 균일혼합과 hot spot을 방지하기 위한 장치를 삽입하여 제작하였다. 제작된 SOFC 모듈평가장치는 시운전을 통해 각 장치의 성능 확인 후 반응면적이 $20{\times}20cm^2$ 인 단전지를 적층하여 연계 운전을 수행하였다.

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운송 안전 서비스를 위한 IP-USN 게이트웨이 소프트웨어 스택에서의 오류 동기화 (An Error Synchronization running on IP-USN Gateway Software Stack for Transportation Safety Service)

  • 고응남
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제8권1호
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    • pp.12-17
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    • 2015
  • 본 논문은 운송 안전 서비스를 위한 IP-USN 게이트웨이 소프트웨어 스택에서의 오류 동기화에 대한 내용을 기술한다. 이 시스템은 TS_EDA, TS_ESA로 구성되어 있다. TS_EDA는 IP-USN 게이트웨이 소프트웨어 스택 환경에서 멀티미디어 원격 제어를 위하여 오류를 감지하는 에이전트이다. TS_ESA는 IP-USN 게이트웨이 소프트웨어 스택 환경에서 멀티미디어 원격 제어를 위하여 오류를 동기화하는 에이전트이다. 운송 안전 서비스를 위한 IP-USN 게이트웨이 소프트웨어 스택에서의 멀티미디어 공동 작업 환경의 관점에서 오류 동기화는 협동 작업에 참가하는 참가자에게 상호작용적으로 오류를 동기화한다.

가상 현실 기반의 자료구조 학습 시스템 개발 (Development of Virtual Reality Based Data Structure Learning Systems)

  • 김동관;김창동;김수현;조혜빈;진지연;장윤호
    • 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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    • 한국컴퓨터정보학회 2020년도 제61차 동계학술대회논문집 28권1호
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    • pp.175-176
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    • 2020
  • 본 논문에서는 가상 현실 기기를 이용하여 스택, 큐, 트리 등과 같은 복잡한 자료구조에 대한 학습을 도와주는 학습 지원 시스템을 제안한다. 컴퓨터 프로그래밍에서 적절한 자료구조를 선택함으로써 보다 효율적인 알고리즘을 구현할 수 있으며 프로그램 실행시간, 메모리 용량과 같은 컴퓨팅 자원을 효율적으로 사용할 수 있다. 본 논문에서 제안하는 EZ 학습 시스템은 비전공자의 자료구조 학습에 도움을 주며 특히, 스마트 폰 기반의 가상 현실 기기를 사용하여 학습자의 흥미를 유발하고자 한다. 학습자는 가상공간을 통해 정보를 보다 쉽게 받아들이고, 게임적인 요소를 통해 학습에 대한 집중도를 높일 수 있을 것으로 기대된다. EZ 학습 시스템은 스택 자료형에 대한 개념 설명, 스택 연산자 학습, 미로 탐색을 통한 스택 응용 사례를 제공한다.

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단말 프로토콜의 스트리밍 기반 데이터 전달 모텔 (Streaming based data transfer model for Mobile Equipment Protocol)

  • 진성근;신경철;김진업
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2001년도 가을 학술발표논문집 Vol.28 No.2 (3)
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    • pp.583-585
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    • 2001
  • 이동 단말의 프로토콜 스택을 설계할 때 가장 많이 선호되는 기법은 프로토콜 스택의 계층을 타스크로 정의하고 타스크 사이의 통신을 위해서 매시지 타를 이용하여 하위 계층에서 상위 계층으로 데이터를 전달하는 방식이다. 그러나 3세대 이상의 단말 시스템은 복잡한 응용 프로그램과 운영체제 환경을 가지게 되며 이러한 방식의 설계 방법은 더 이상 효율적이지 않게 되었다. 본 논문은 스트리밍 기술에 기반 한 단말 프로토콜 스택의 설계 방법에 대해서 소개하고 메시지 류 방식에 기반 한 설계 모델보다 가용성이 높음을 보여 준다.

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리눅스 기반 공개 블루투스 프로토콜 스택의 분석 및 구현에 관한 연구 (A Study on Analysis and Implementation of Linux-Based Open Bluetooth Protocol Stack)

  • 문천풍;박찬일;문승일
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2002년도 가을 학술발표논문집 Vol.29 No.2 (3)
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    • pp.118-120
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    • 2002
  • 블루투스는 저 전력과 휴대성이 높은 특징을 갖는 단거리 무선 통신 기술이며 다양한 응용 범위를 지니고 있어 차세대 통신기술로 각광받고 있다. 이에 따라 다양한 블루투스서비스들의 요구가 증대되고 있고 이들의 개발에 필요한 프로토콜 스택의 중요성 또한 커지고 있다. 본 논문에서는 오픈소스 프로토콜 스택인 OpenBT를 블루투스 모듈과 호스트 사이에서 중요한 역할을 하는 HCI를 중심으로 분석하였으며 이를 기반으로 한 응용 프로그램의 구현 및 테스트에 관하여 논하였다

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