• 전력전자학회논문지
• /
• 제16권1호
• /
• pp.20-29
• /
• 2011

본 논문에서는 동특성이 느린 용융탄산염 연료전지 (Molten Carbonate Fuel Cell, MCFC) 스택을 사용하여 계통사고 시 추가적인 UPS (Uninterruptible Power Supply) 없이 비상부하 (Critical Load)로 전력 공급이 가능하고, 사고 발생 후에도 정격전력으로 발전 가능한 비상부하 추종형 백업 시스템을 제안한다. 제안된 MCFC 발전 시스템용 비상부하 추종형 백업 시스템은 3상 인버터로 구성된 PCS (Power Conditioning System) 출력단에 3상 PWM 컨버터를 연결한 구조이고, 비상부하 추종이 가능한 추가적인 제어 알고리즘을 가지는 Load Leveler를 제어한다. 제안된 비상부하 추종형 백업 시스템의 회로와 제어 알고리즘의 타당성을 5kW 기반의 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 검증한다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제16권1호
• /
• pp.66-73
• /
• 2005

Hydrogen linear power system is estimated as the next generation power system which can obtain a performance as same as fuel cell. In order to develop Hydrogen combustion power system with high thermal efficiency, it is very important to understand the basic characteristics of hydrogen combustion and establish combustion stabilization technique of its system. In this study, RICEM(Rapid Intake Compression Expansion Machine) for researching of hydrogen combustion linear power system was manufactured and evaluated, and the basic characteristics of linear RICEM were analyzed.

• 설비공학논문집
• /
• 제20권6호
• /
• pp.394-399
• /
• 2008

There are many attempts to use a fuel cell system as a residential power generation system. The purpose of this study is to investigate the optimal design of a water tank for a hot water system when the fuel cell co-generation system is combined with a domestic hot water supply system. The demands of hot water supply per month per home are investigated in Busan for a year. It showed somewhat large differences between the actual demand and the designed demand of hot water, but the actual capacity of hourly averaged hot water demands is analyzed as $60{\ell}/h$ in this study based on the actual demand. The experiments are performed in the various inlet and outlet locations of nozzles, and the hot water consumption rates. The experimental results are showed that the optimal capacity of the water tank is $200{\ell}$ when the thermal efficiency, the storing capacity of hot water and the space for installation are considered.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제27권1호
• /
• pp.114-120
• /
• 2016

This paper describes generating efficiency characteristics of the double acting Stirling engine/generator for domestic small-scale CHP (Combined Heat and Power) system. In small distributed generation applications, Stirling engine has competition from fuel cell, microturbine and etc. In order to be economical in the applications, a long life with minimum maintenance is generally required. Free piston Stirling engine (FPSE) has no crank and rotating parts to generate lateral forces and require lubrication. Double acting Stirling engine/generator has one displacer and two power piston which are supported by flexure springs. Two power pistons oscillate with symmetric displacement and are connected with moving magnet type linear generators for power generation from PV work. In experiments, 1 kW class double acting free piston Stirling engine/generator is fabricated and tested. Heat is supplied to hot end of engine by the combustion of natural gas and converted to electric power by linear generators which are assembled with power pistons. The electric parameters such as voltage, current and phase are measured with for variable flow rate of fuel gas. Especially, generating efficiency of FPSE is measured with three different measurement methods. Generating efficiency of the double acting Stirling engine/alternator is about 24%.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
• /
• pp.2144-2148
• /
• 2008

Kerosene-driven solid oxide fuel cell (SOFC) system with reformer, desulfurizer and after-burner was mainly developed for this study. Originally the system was developed for 1kW class SOFC system for residential power generation (RPG) application. As a preliminary study of 1kW class SOFC system operation, a short stack was applied to the system. The short stack consists of 7 cells of $10cm{\times}10cm$ area and was operated at $720^{\circ}C$. The effect of anode inlet gas composition to stack performance was investigated. Firstly, I-V characteristics of SOFC with different fuel of kerosene and hydrogen were studied. Secondly $CH_4$ internal reforming was performed at various anode inlet gas compositions of $H_2$, $CH_4$ and $H_2O$. Through these experiments the effects of each anode inlet gas component to stack performance were analyzed and the significant operating parameters were iscussed.

• 조명전기설비학회논문지
• /
• 제21권5호
• /
• pp.53-59
• /
• 2007

현재 화석연료에만 의존하는 에너지 시장을 변화시키고자 하는 연구가 활발히 이루어지고 있는 가운데 신재생에너지(연료전지, 풍력, 태양광 등)를 복합적으로 활용한 분산전원시스템에 관한 관심이 증가하고 있다. 이 가운데 풍력 발전시스템은 발전효율, 가격 측면 등에 있어 많이 연구되고 있다. 그러나 풍력발전시스템의 경우 난류가 되기 쉽고, 풍향이나 풍속이 수십초의 간격으로 변화하기 때문에, 바람의 에너지를 최대한 이용하는 최대전력점추종(MPPT)제어기의 역할이 가장 중요하다. 본 논문에서는 풍속과 풍차, 전력에 관한 정보를 사용하는 것으로 이전방식보다 간단한 MPPT를 제안하였다. 제안한 제어기는 시뮬레이션을 통하여 정격속도와 가변속도에서 항상 전력의 최대전력점에서 제어기가 동작하고 있다는 것을 검증하였다.

• 전력전자학회논문지
• /
• 제25권2호
• /
• pp.133-141
• /
• 2020

The use of high-gain-voltage step-up converters for distributed power generation systems is being popularized because of the need for new energy generation and power conversion technologies. In this study, a new constructed high-gain-boost DC-DC converter was proposed to coordinate low voltage output DC sources, such as PV or fuel cell systems, with high DC bus (380 V) lines. Compared with traditional boost DC-DC converters, the proposed converter can create higher gain and has wider input voltage range and lower voltage stress for power semiconductors and passive elements. Moreover, the proposed topology produces multilevel DC voltage output, which is the main advantage of the proposed topology. Steady-state analysis in continuous conduction mode of the proposed converter is discussed in detail. The practicability of the proposed DC-DC converter is presented by experimental results with a 300 W prototype converter.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
• /
• 제2권4호
• /
• pp.589-593
• /
• 2016

미생물연료전지(Microbial Fuel Cell; MFC)는 전기화학활성미생물로 불리는 미생물을 촉매로 이용하여, 유/무기물의 산화환원 반응을 통해서 전기에너지를 생산할 수 있는 장치이다. 단일 MFC에서 발생하는 낮은 전기생산량을 극복하기 위해, 다수의 형태의 MFC를 직렬 또는 병렬로 연결하는 방법이 연구되고 있다. 본 연구에서는 6개의 단위 막전극접합체(Separator Electrode Assembly; SEA)로 구성된 침지평판형과 직립평판형 MFC 스택을 운전하였다. 단위 MFC와 MFC 스택의 전기발생량을 비교하였으며, 이를 통해서 MFC의 최적 스택기술을 확보하기 위한 기초자료로 활용하고자 하였다. 모든 SEA가 산화전극부를 공유하고 있는 침지평판형 MFC의 경우, 직렬과 병렬을 함께 사용할 경우, 단일 연결 방식을 사용하는 것보다 전압의 손실이 더 크게 나타났으며, 단일 연결방법 중 병렬연결 하는 것이 손실을 최소화 할 수 있는 것으로 나타났다. 직립평판형 MFC의 경우, 산화전극부를 공유하고 있는 SEA만 직렬 연결할 경우에는 전압의 손실이 크게 나타났으며, 산화전극부를 공유하고 있는 SEA간에 병렬 연결 후, 병렬 연결된 SEA를 직렬연결하는 방식이 전압의 손실을 최소화 할 수 있을 것으로 나타났다.

• 전력전자학회논문지
• /
• 제16권5호
• /
• pp.440-447
• /
• 2011

본 논문에서는 계통연계를 위한 연료전지 발전시스템에서 부하 급증시 연료전지의 느린 응답특성 보상용 슈퍼커패시터 에너지 저장시스템에 대해 다루고자 한다. 이러한 경우 슈퍼커패시터의 충 방전을 위해서 양방향 DC/DC 컨버터가 사용되는데 기존의 컨버터는 넓은 영역에서 소프트 스위칭을 가능하게 하고 스위칭 시 순시 과전압을 감쇠시키기 위하여 클램핑 회로를 부가하는 등의 방법을 사용한다. 본 논문에서 제안하는 방식은 부가회로 없이 스위칭 패턴을 충전 및 방전 특성에 적합하게 함으로써 하드웨어 구성을 최소화 하였으며, 아울러 전 동작영역에서 영전압 또는 영전류 스위칭이 가능하도록 하여 효율이 극대화 되도록 하였다. 1 kW급 충 방전 시스템을 구현하여시뮬레이션과 실험을 통하여 제안한 방식의 타당성을 검증하였다.

• 한국물환경학회지
• /
• 제26권4호
• /
• pp.608-613
• /
• 2010

Electricity generation of microbial fuel cells (MFC) is greatly affected by the kind of feed substrates because substrates would change microbial community of electrochemically active bacteria (EAB) able to transfer electrons to electrode. The effect of different substrates on electricity generation and microbial community of MFC was investigated. Two-chamber MFCs fed with acetate (A-MFC), butyrate (B-MFC), propionate (P-MFC), glucose (G-MFC) and a mixture (M-MFC) of the 4 substrates (acetate : butyrate : propionate : glucose = 1 : 1 : 1 : 1 as $COD_{Cr}$ base) were operated under continuous mode. The maximum power density was found from the M-MFC ($190W/m^3$) which showed the lowest internal resistance ($89{\Omega}$). The maximum power densities of the pure substrates feed MFCs were in order of A-MFC ($25W/m^3$), P-MFC ($21W/m^3$), B-MFC ($20W/m^3$) and G-MFC ($9W/m^3$). In DGGE analysis, the microbial community structure in suspension was quite different from each others depending on feed substrates, while the community structure in the biofilm was relatively similar regardless of the substrates. This result suggests that the feed substrates would affect the microbial community of suspended growth bacteria than attached growth bacteria resulting in difference of electricity generation in MFCs.