• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.2235-2242
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• 2016

연료전지 기반의 전력시스템이 선박 및 해양플랜트에 다양한 형태로 적용되고 있다. 특히, 연료전지와 배터리를 연계한 토폴로지에 관한 하이브리드 전력시스템에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이러한 연료전지 기반의 하이브리드 선박은 개발 초기 단계로 통합 모니터링 시스템에 연구가 이루어지고 있지 않다. 본 논문에서는 통합 모니터링 시스템을 연구하여 하이브리드 연료전지 선박의 안정적인 운항 및 운항자 편리성을 높이고자 한다. 연료전지 선박의 통합 모니터링 시스템은 사용자 편의성 및 선박 운항 안정성을 고려하여 GUI(Graphic User Interface)기반으로 구성하였으며, 선박 주요장비와 통신 및 하드와이어 신호로 연동되어 선박의 상태를 실시간으로 확인할 수 있도록 한다. 수집된 데이터는 저장하여 추후 운항자가 선박 운항 상태를 확인할 수 있도록 구현하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권8호
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• pp.822-828
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• 2013

고체산화물형 연료전지는 운전온도가 고온이기 때문에 연료전지 시스템으로 공급되는 가스의 열관리 문제가 중요하다. 본 연구에서는 선박 배기가스의 폐열을 선박 전원용 500kW급 SOFC 시스템으로 공급되는 연료, 가스 및 물을 가열하는 열원으로 활용한 경우에 연료전지 애노드 및 캐소드로 공급되는 가스의 온도특성에 관하여 검토하였다. 본 연구에서 제안한 연료전지 시스템에서는 선박의 배기가스를 활용하지 않고 연료전지에서 배출되는 배기가스만으로 연료전지 시스템으로 공급되는 가스의 가열원으로 활용한 경우의 애노드 및 캐소드로 공급되는 가스의 온도가 963K로 가장 높음을 알 수 있었다. 또한 엔진의 출력(배기가스의 유량)은 연료전지 스택으로 공급되는 가스의 온도에 큰 영향을 미치지 않음을 알 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권5호
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• pp.429-436
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• 2016

Currently, many studies on green ships are under way. Fuel cell (FC) ships are of interest as future low-emission, fuel-efficient vessels. In this paper, a hybrid power management system for an FC ship was designed. The system consists of an FC, a battery, a unidirectional DC/DC converter, a bidirectional DC/DC converter, a filter, an inverter, and a propulsion component. To design the system, we analyze electric sources and converters, and create PLECS models of hybrid power management system. Then, we check the cold start sequence and perform a simulation to understand the characteristics of the hybrid power management system in an FC ship.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권8호
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• pp.1117-1122
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• 2012

연료전지를 선박에 적용하는 연구를 위해서는 연료전지 특성을 고려한 전력 시스템 설계 및 부하 제어에 대한 연구가 필요하다. 하지만 연료전지를 직접 실험하기 위해서는 여러 보조기기들과 복잡한 제어 기술이 필요하다. 이러한 이유로 연료전지 시뮬레이터가 필요하며, 이를 위한 연구가 활발히 진행중이다. 본 논문에서는 자동차, 소형 선박 등에 적용되고 있는 PEMFC에 관하여 LabVIEW를 기반으로 시뮬레이션 하였다. 또한 이러한 시뮬레이션 데이터를 바탕으로 프로그램이 가능한 전력공급장치를 이용하여 시뮬레이터를 제작하여 연료전지의 특성을 구현하였다. 이를 통해 연료전지의 분극화 곡선과 변수에 따른 I-V특성을 확인할 수 있었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제60권3호
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• pp.146-154
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• 2023

Efforts have been made to reduce the greenhouse gas emissions from ships by limiting the energy efficiency index, and net zero CO₂ emission was proposed recently. The most ideal measure to achieve zero emission ship is electrification, and fuel cells are considered as a practical power source of the electrified propulsion system. The electric efficiency in the electrochemical reaction of fuel cells can be achieved up to 60% practically. The remaining energy is converted to heat energy but most of them are dissipated by cooling. In the author's previous research, a hybrid propulsion system utilizing not only electricity but also heat was introduced by combining electric motor and steam turbine. In this article, long term efficiency is evaluated for the introduced hybrid propulsion system by considering a virtual 24,000 TEU class container carrier model. To reflect a more practical operating condition, the actual navigation data of a similar real ship in the real world were collected from automatic identification system data and applied. From the result, the overall efficiency of the hybrid propulsion system is expected to be higher than a conventional electric propulsion fuel cell ship by 30%.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권4호
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• pp.406-413
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• 2011

최근 선박에서 배출되는 온실가스를 저감하기 위한 기술로 연료전지가 주목 받고 있다. 본 연구에서는 메탄을 연료로 사용한 내부개질형 500kW급 고체산화물 연료전지의 선박 적용을 가정하여 연료전지 스택을 모델링하여 스택을 구성하는 셀의 수, 수소 변환율, 셀의 반응면적에 따른 출력 및 효율에 관한 특성을 평가하고, 공기와 메탄의 공급조건이 연료전지 스택의 성능에 미치는 영향 등에 관하여 검토하였다. 그 결과 셀의 수, 수소 변환율, 셀의 반응면적 및 공급 공기 유량이 증가할수록 스택의 출력 및 효율이 증가하였고, 메탄 공급 유량이 증가하면 출력은 증가하지만 효율은 감소하였다. 또한 Case 3의 경우에 전류가 976.4 A, 전압이 529.1 V에서 출력이 516.6 kW이고 이때의 연료전지 스택의 효율은 42.91%를 얻을 수있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.129.1-129.1
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• 2010

Since the commencement of the fuel cell business in 2007, POSCO POWER has been the major supplier of the MCFC (Molten Carbonate Fuel Cell), which is the most commercialized stationary fuel cell system in the world. With its quite, yet active movement, more than 20MW MCFC systems have been installed and are operating in Korea. While trying to localize the components and set up a firm supply chain in Korea to provide more reliable and cost-competitive products to its customers, POSCO POWER is also devoting itself to developing new MCFC application products. One such product is a back-up power system, in which a back-up algorithm is embedded to the present system so that the product can work as a back-up generator in case of grid failure. The technology to enhance load following capability of a stack module is also being developed with the back-up algorithm. Another example is a building application, the goal being to make the present Sub-MW product suitable for urban area. For this, downsizing and modularization are the main R&D scope. The project for developing ship service fuel cell for APU application will launch soon as well. In the project, a system which can operate in marine environment, and reforming technology for liquid logistic fuel will be developed.

• 해양환경안전학회지
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• 제20권5호
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• pp.579-585
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• 2014

미래 친환경 선박 기술 중의 하나로 주목 받고 있는 연료전지 시스템의 선박 적용을 위해서 기술의 개발과 함께 필요한 것이 제도의 정비이다. 본 연구에서는 선박용 연료전지 개발동향, 연료전지시스템을 선박에 탑재하기위한 관련 국제기준으로 SOLAS와 IACS의 UR 및 UI을 검토하였고, IMO MEPC, IMO BLG 및 주요 선급 규정 등 연료전지 기준의 표준화 동향, 선박용 연료전지 기술기준의 개발시 고려되어야 할 사항 및 관련 제도의 국내도입을 위한 시사점까지 검토하였다. 현재 IMO에서 개발중인 IGF Code에는 연료전지 관련 부분이 포함되어, 본 규정 개발에 정부 및 국내 관련 기업체의 적극적인 참여가 필요하며 향후 IMO에서의 관련 규정개발 동향을 면밀하게 분석하고 적극적으로 대응할 필요가 있다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권4호
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• pp.657-666
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• 2022

국제해사기구(IMO)는 국제해운 분야의 온실가스(Green House Gas, GHG) 감축을 위하여 각국의 기술 개발 및 에너지 효율성 제고에 관한 정책 시행을 적극적으로 권장하고 있다. 이러한 IMO의 환경규제와 관련된 정책들은 해운 분야 전반에 큰 영향을 미치고 있으며, 선주들에게도 막대한 부담으로 작용하고 있다. 선박에서 발생하는 GHG 배출을 억제하기 위한 가장 합리적인 방안은 탄소제로배출(Zero Emission) 선박의 개발로 귀결된다. 즉 친환경 연료로 추진하는 연료전지선박(Fuel Cell Ship, FCS)의 개발이 IMO의 규제를 벗어날 수 있는 대안인 것이다. 아시아, 북미, 유럽 등의 각국에서는 독자적으로 PEMFC를 개발 및 생산하여 국제공인등록 기관으로부터 형식승인인증을 획득함으로써 국제표준화의 선점을 추구하고 있다. 현재 다양한 연료전지(Fuel Cell, FC) 중에서 선박용으로 권장하는 것은 크게 고분자전해질 연료전지(PEMFC), 용융 탄산염 연료전지(MCFC) 및 고체산화물형 연료전지(SOFC) 등의 세종류가 있다. 본 연구에서는 글로벌 FC 시장에서 지속적인 성장이 예상되는 PEMFC를 대상으로 하여 국내외 개발 동향, 제조업체별 규격, 성능 및 선박에 적용한 실증적 사례를 분석하였다. 그리고 PEMFC를 선박에 적용할 경우, 고려해야 할 사항과 개발 방향에 관하여 제안하고자 하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권10호
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• pp.1354-1359
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• 2014

A survey is carried out for the future energy sources to be used for ship's propulsion and ship's machinery and operations. 44 global experts from Korea, America, Norway, Denmark, Japan and German who are currently working in the shipyard and offshore fields participated at the survey. Quantitative predications on the market shares of various energy sources, such as oil, LNG, fuel cell, wind energy, solar energy and nuclear energy are made. MPI (market prediction index) is considered as a quantitative index for easy comparison between future's energy sources used for ship's propulsion and operations. It is expected that the MPI of LNG becomes twofold in 2020 against 'before 2016'. It could be also said that hydrogen based fuel cell is expected to increase rapidly for the coming years unless a new alternative energy appears.