• 제목/요약/키워드: 신재생 하이브리드 시스템

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대형 Community 건물의 연료전지 구동 복합열원 하이브리드 히트펌프 시스템 성능에 관한 해석적 연구 (Study on the Performance of Fuel Cell Driven Compound Source Heat Pump System to a Large Community Building)

  • 정동화;변재기;최영돈;조성환
    • 신재생에너지
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    • 제4권3호
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    • pp.23-35
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    • 2008
  • In the present study, performances of fuel cell driven compound source hybrid heat pump system applied to a large community building are simulated. Among several renewable energy sources, ground, river, sea, and waste water sources are chosen as available alternative energies. The performance and energy cost are varied with the hybrid heat pump sources. The system design and operation process appropriate for the surrounding circumstance guarantee the high benefit of the heat pump system applied to a large community building. Th system is driven by fuel cell system instead of the late-night electricity due to the advantages of the low energy cost and waste heat with high temperature.

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3개의 양방향 벅-부스트 컨버터를 이용한 3상 인버터 시스템 (Three Phase Inverter System Utilizing Three Bi-directional Buck-Boost Converter)

  • 김성영;남광희
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2006년도 춘계학술대회
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    • pp.551-554
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    • 2006
  • An inverter system which consists of three bi-directional buck-boost converters, is proposed for motor driving. Three phase sinusoidal output voltages can be generated by utilizing three buck-boost converters. The advantage of this scheme is that it does not require a separate DC-DC converter for motor driving, i.e. inverter function is combined into the three DC-DC converters. This topology is suitable for inverters for hybrid or fuel cell vehicles where DC link voltage is subject to change depending upon charging status or output power. So the proposed system is capable of driving motor at high speed. The converter system is controlled by PI controller and simulation results done by MATLAB SIMULINK are provided.Ҙ?⨀ሉȀ̀㘰々K䍄乍?ጊ츀Ѐ㔹〻Ԁ䭃䑎䴀

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2차원 정상상태 모델을 이용한 고분자전해질형 연료전지의 수소 재순환의 영향 (Effect of hydrogen recirculation in PEM fuel cell with 2D steady-state model)

  • 정현석;하태정;김효원;조성우;한종훈
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.209-212
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    • 2007
  • 고분자전해질형 연료전지의 구조 및 구성품의 물성에 따른 성능 및 물이동 현상에 관해서 많은 연구가 진행되고 있다, 이들 연구는 대체적으로 연료 전지의 BOP(Balance of plant)를 포함하는 연료전지 시스템에 관한 연구 보다는 단위 전지 및 스택에 관한 연구에 국한되어 왔다. 연료전지의 시스템에 관한 연구들 또한 세부적인 연료전지 내부의 거동에 대해서는 고려하지 않고 있었다. 이는 연료전지의 상세 모델을 이용해 연료전지 시스템에 대해 접근하기 보다는 시스템의 성능 및 동특성에 대한 연구가 주를 이루었기 때문으로 생각된다. 본 연구에서는 연료전지 음극의 수소 배출가스를 재순환할 경우 연료전지 내부에서의 거동에 미치는 영향에 대해 2차원 정상상태 모델을 이용하여 분석해 보았다. 또한 재순환된 수소에 의한 연료전지 내부 거동의 변화 및 수소 이용율 상승 효과를 연료 전지 성능과 함께 비교해 보았다 이를 위해 2차원 정상상태 모델을 개발하였고 이를 실험을 통해 검증하는 작업을 수행하였다. 여기에 사용된 연료전지 모델은 Gore社 의 $PRIMea^{(R)}$을 사용한 연료전지의 성능을 잘 예측하고 내부의 유동 및 물이동 현상에 관한 정보를 제공한다. 이는 여러 하이브리드 자동차용 연료전지 시스템이 연료전지 배출가스의 재순환을 고려하고 있는 상황에서 연료전지 작동 조건의 최적화에 유용한 정보를 제공 할 수 있다는 의의를 가진다.

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지열히트펌프 보조열원식 태양열 난방급탕 시스템 작동에 관한 연구 (Study on the Operation of the Solar Heating System with Ground Source Heat Pump as a Back-up Device)

  • 김휘동;백남춘;이진국;신우철
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.197.2-197.2
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    • 2010
  • The study on the operation characteristics of solar space and water heating system with ground source heat pump (GSHP) as a back-up device was carried out. This system, called solar thermal and geothermal hybrid system (ST/G), was installed at Zero Energy Solar House II (KIER ZeSH-II) in Korea Institute of Energy Research. This ST/G hybrid system was developed to supply all thermal load in a house by renewable energy. The purpose of this study is to find out that this system is optimized and operated normally for the heating load of ZeSH-II. Experiment was continued for seven months, from October to April. The analysis was conducted as followings ; - the contribution of solar thermal system. - the appropriateness of GSHP as a back-up device. - the performance of solar thermal and ground source heat pump system respectively. - the adaptation of thermal peak load - the operation characteristics of hybrid system under different weather conditions. Finally the complementary measures for the system simplification was referred for the commercialization of this hybrid system.

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날개 길이 및 후면부 절개 비율에 따른 해상용 수직축 풍력발전기 특성 평가 (Characteristics on the chord length and cutting ratio of rear side blade for the offshore vertical axis wind turbine)

  • 김남훈;김경수;윤양일;오진석
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.64.2-64.2
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    • 2011
  • 해상용(offshore) 부이(bouy)는 선박의 항로를 지시하거나 암초, 침몰선 등 항해상의 위험물을 알리기 위해 사용 되며, 야간을 위해 등화장치를 설치한 것을 등부표라 한다. 등부표는 야간 점등을 위해 자체 전력 생산시스템을 갖추고 있으나, 기존의 태양광을 이용한 전력 시스템은 해상 환경에 따른 제약이 많아 안정적인 운영이 어려우므로 풍력 발전기(wind turbine)를 이용한 하이브리드 전력 생산시스템으로의 전환이 필요한 실정이다. 선행 연구는 수직축(vertical axis) 양력(lift) 및 항력(drag) 조합형 해상용 풍력발전기 개발에 대하여 수행하였으나, 본 논문에서는 풍력발전기의 효율 증대를 위해 날개 길이 및 후면부 절개 비율에 따른 수직축 풍력발전기 특성에 대하여 연구하였다. 풍력발전기의 설치조건은 선행연구와 동일하게 등명구 교체 작업을 원활하게 하기 위하여 설치 공간을 $1m{\times}1m$로 제한하였으며, 등부표의 구조를 고려하여 최상단에 지지 프레임을 별도로 구성 하였다. 풍력발전기의 블레이드는 0.6mm의 알루미늄 박판을 절곡하여 NACA 4418의 외형을 가지도록 제작하였고, 블레이드 설계 시 에어포일의 후면부를 절개하여 양력과 항력을 효과적으로 이용하며 저속과 고속에서 높은 효율을 가지도록 설계하였다. 또한 블레이드 날개 길이와 후면부 절개 비율에 따른 풍력발전기 특성을 실험을 통해 비교하여 기준 해상 풍속에서 블레이드 설계 최적화를 수행하였으며 비교 모델 대비 약32% 발전량이 증가한 설계변수 조합을 구하였다.

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오프그리드용 풍력-연료전지 하이브리드 시스템 개발 (Development of WT-FC Hybrid System for Off-Grid)

  • 최종필;김광수;박내춘;김상훈;김병희;유능수
    • 신재생에너지
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    • 제3권2호
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    • pp.60-67
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    • 2007
  • This paper describes the design and integration of the wind-fuel cell hybrid system. The hybrid system components included a wind turbine, an electrolyzer (for generation of H2), a PEMFC (Proton Exchange Membrane Fuel Cell), hydrogen storage tank and BOP (Balance of Plant) system. The energy input is entirely provided by a wind turbine. A DC-DC converter controls the power input to the electrolyzer, which produces hydrogen and oxygen form water. The hydrogen used the fuel for the PEMFC. Hydrogen may be produced and stored in high pressure tank by hydrogen gas booster system. Wind conditions are changing with time of day, season and year. So, wind power is a variable energy source. The main purpose with these WT-FC hybrid system is to store hydrogen by electrolysis of water when wind conditions are good and release the stored hydrog en to supply the fuelcell when wind is low.

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병원건물의 스마트그리드시스템의 에너지절약평가 및 경제성분석 (Economic Analysis and Energy Saving Evaluation for Smart Grid System of Hospital Building)

  • 홍원표
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제24권4호
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    • pp.129-139
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    • 2010
  • 본 논문은 대형 병원 건물에 신재생에너지 및 열병합시스템을 설치하였을 경우 에너지 성능해석 및 경제성평가를 도출한 것이다. 태양광, 태양열, 지열, 마이크로터빈 및 마이크로터빈과 지열을 복합한 하이브리드 에너지시스템에 대하여 각각 분석하였다. 분석결과 지열 및 마이크로터빈 시스템이 비교적 양호한 결과를 얻었으며 특히 하이브리드시스템으로 운전하는 경우 병동부의 냉난방공급이 가능하고 경제성평가에서도 매우 좋은 결과를 나타냈다. 이는 빌딩 스마트 그리드시스템의 에너지해석 및 경제성평가 방법을 통한 시스템 구축에 필수적인 자료 활용할 수 있다.

마이크로그리드시스템의 분산 에너지관리시스템 설계를 위한 통합시뮬레이션 모델 개발 (Integrated Simulation Model for Designing Distributed Energy Management System in Microgrid System)

  • 조재훈;박선홍;이대종;조영임;전명근
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제21권1호
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    • pp.29-35
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    • 2011
  • 본 논문에서는 신재생에너지원을 포함하는 독립형 마이크로그리드시스템의 멀티에이전트시스템 기반의 분산에너지관리시스템 설계를 위한 통합시뮬레이션 모델을 제안한다. 멀티에이전트기반 분산에너지관리시스템은 일반적인 중앙에너지관리시스템에 비해 여러 장점들을 가지고 있으나 각 상태에 따른 설계가 비교적 복잡하여 기존의 전력시스템 도구를 이용하여 분산 에너지관리시스템을 설계하기에는 많은 어려운 점들이 있었다. 또한 설계된 에너지관리시스템을 실제 시스템에 적용하여 평가하는 것은 비능률적이기 때문에 효과적인 에너지관시스템을 설계하기 위해서는 통합시뮬레이션 모델이 필요하다. 제안된 통합시뮬레이션 모델은 Matlab/Simpowersystem 기반의 마이크로그리드시스템의 시뮬레이션 모델과 이벤트기반의 알고리즘 설계에 많은 장점이 있는 Matlab/StateFlow을 이용하여 설계된 멀티에이전트기반의 분산에너지관리시스템으로 구성되었다. 통합시뮬레이션 모델의 효용성을 보이기 위하여 특정한 동작 조건들에서 제안된 모델의 출력들을 분석하였다.

중온 지열수를 이용한 고온제조 열펌프 시스템 해석 및 설계 (Design of a High Temperature Production Heat Pump System Using Geothermal Water at Moderate Temperature)

  • 김민성;백영진;박성룡;장기창;이영수;나호상
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.638-641
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    • 2008
  • Geothermal water at moderate temperature in a range between 30 to $50^{\circ}C$ exists sparse in surroundings. Mostly they are utilized as heat or water source at spar zones in Korea. However, a large portion of used water is discarded due to its poor recovery quality and inferior application technologies. In this research, an innovative heat pump system based on the hybrid concept that combinate compression cycle and absorption cycle was investigated mathematically. The hybrid heat pump aims to recycle various kind of the heat sources at moderate temperature including geothermal water effectively. The prime objective of the simulation is to design a compression/absorption hybrid heat pump system which can make high temperature above the level of $90^{\circ}C$ and low temperature of $20^{\circ}C$ as well at the same using $50^{\circ}C$ geothermal heat water. As a result, primitive data was provided as a basis to design a prototype 3 RT class hybrid heat pump.

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대형 Community 건물의 지열원 복합 하이브리드 히트펌프 시스템 성능에 관한 해석적 연구 (Analytical Study on the Performance of Ground Source Compound Hybrid Heat Pump System for Large Community Building)

  • 변재기;정동화;이종길;홍성호;최영돈;조성환
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.634-637
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    • 2008
  • Ground source heat pumps are clean, energy-efficient and environment-friendly systems cooling and heating. Although the initial cost of ground source heat pump system is higher than that of air source heat pump, it is now widely accepted as an economical system since the installation cost can be returned within an short period of time due to its high efficiency. In the present study, performances of ground source compound hybrid heat pump system applied to a large community building are simulated. The system design and operation process appropriate for the surrounding circumstance guarantee the high benefit of the heat pump system applied to a large community building. If among several renewable energy sources, ground, river, sea, waste water source are chosen as available alternative energies are combined, COP of the system can be increased largely and hybrid heat pump system can reduced the fuel cost.

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