• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권5호
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• pp.582-589
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• 2011

선박에서 배출되는 온실가스를 저감하기 위한 기술로 연료전지 기술이 고려되어지고 있다. 본 연구에서는 메탄을 연료로 사용한 내부개질형 500kW급 고체산화물형 연료전지의 선박 적용을 가정한 연료전지 시스템을 모델링하여 시스템의 구성에 따른 공기, 메탄, 물의 공급 유량 및 시스템 운전 압력이 연료전지 스택의 입구 및 출구에서의 가스 온도, 스택 출력 및 시스템 효율 등에 미치는 영향에 관하여 검토하였다. 그 결과 공기와 메탄의 공급 유량이 연료전지 스택 입구 및 출구 가스 온도에 직접적인 영향을 주었다. 공기와 물의 공급 유량이 증가하면 스택 출력 및 시스템 효율이 증가하고, 메탄의 경우 스택 출력은 증가하나 시스템 효율은 낮아진다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권4호
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• pp.388-396
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• 2011

온실가스 및 대기오염물질 배출 규제는 고효율 및 친환경에 적합한 새로운 선박용 동력장치의 필요성을 제기하고 있다. 최근 이와 같은 문제들을 근본적으로 해결하기 위한 지속가능한 방법으로서 연료전지를 선박의 동력발생장치로 도입하고자 하는 검토가 진행되고 있다. 본 논문은 선박용 연료전지시스템에 사용될 수 있는 최적의 연료를 파악하기 위하여 다양한 탄화수소계 및 알코올계 연료의 수증기 개질특성을 열역학적으로 검토하고 있다.

• 신재생에너지
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• 제9권4호
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• pp.3-12
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• 2013

This paper proposes the hybrid fuel cell system that can solve disadvantages of existing fuel cell system and ensure high reliability and high stability. The system consists of PEM fuel cell, Ni-MH battery and power management system. In this system, when the power provided from the fuel cell is higher than the load power, the extra energy may be used to charge the Ni-MH battery. When the fuel cell can not provide enough energy to the load, the shortage of energy will be supplied by the Ni-MH battery. Experimental results show that the output voltage is regulated well during load variations. Also, high system efficiency is achieved.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권6호
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• pp.765-772
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• 2011

본 연구에서는 선박 전원용 SOFC 시스템에 대한 HIL(Hardware-In-the-Loop)을 구축하기 위하여 실시간 코드 생성이 가능한 연료전지 시스템 모델을 개발을 하였다. 또한, 메탄을 연료로 사용한 내부개질형 500kW급 고체산화물형 연료전지 시스템에서 연료전지 스택으로 공급되는 애노드와 캐소드 공급가스의 온도 차이를 최소화하기 위하여 연료전지 스택 배기가스의 유량 분배, 연료 및 공기 공급 유량, 공급 공기 온도의 영향이 애노드 및 캐소드 공급 가스의 온도 특성과 연료전지 스택 출력 및 시스템 효율 등에 미치는 영향에 관하여 검토하였다. 그 결과 터빈 출구에 위치한 3-Way 밸브의 위치가 0.839에서 애노드와 캐소드 공급 가스 온도가 약 830K에서 동일하게 유지됨을 알 수 있었다. 또한, 애노드와 캐소드 공급 가스 온도를 높이기 위해서는 연료전지 스택 및 시스템 효율을 충분히 고려하여 메탄 공급 유량을 최적화하는 프로세스가 필요함을 알 수 있었다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.156-157
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• 2022

현재 온실가스 배출 증가로 인해서 지구의 이상기후현상의 끝임없이 발생하는 가운데 온실가스 감소를 위해서 각 국제기구에서는 여러 규정을 구획하며 노력하고 있는 상황이다. 규정을 지키며 온실가스 감소를 위해서 친환경 선박이 연구되어지고 있는 추세이다. 이 논문은 친환경 선박이 연구되어지는 현 상황에서 친환경 선박, 그중에서 SOFC 연료전지를 이용하는 암모니아 연료추진선박의 case study를 통해서 암모니아 SOFC 연료전지추진선박의 연료추진시스템의 모델링을 하고, 암모니아 SOFC연료전지추진선박이 얼마나 기존의 FO를 사용하는 선박과 비교하여 에너지효율 및 탈탄소에 큰 이점을 가져다 줄 수 있는지에 대한 정보를 줄 수 있다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.230-239
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• 2024

Efforts are being made to replace ship diesel engines with electric propulsion motors in response to emission regulations. In particular, in the case of short-range small ships, research is being conducted to replace polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFC) with power sources. However, PEMFC has problems such as slow dynamic response characteristics and reduced durability at high temperatures. To solve this problem, a high-precision ship model was developed with power distribution and thermal management strategies applied, and through this, the required power, heat, and power characteristics of the propulsion system according to the ship's speed profile were analyzed.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2012년도 전기공동학술대회 논문집
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• pp.225-225
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• 2012

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제34권8호
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• pp.1212-1221
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• 2010

최근 선박은 연료절감과 배기가스 감축을 위한 고효율 친환경 동력발생장치에 대한 요구가 증대되고 있다. 이에 따라 오염물질의 배출이 매우 작고, 소음 진동이 거의 없으며, 발전효율이 높은 연료전지가 차세대 선박용 동력원으로 관심의 초점이 되고 있다. 본 연구에서는, 과거부터 현재까지의 세계 조선산업과 선박용 엔진시장의 동향을 고찰함으로써 미래의 세계 선박용 연료전지 시장을 분석해 보고자 한다. 이를 위해 연간 선박수주량 및 선박건조량을 예측함으로써 2018년까지의 연도별 총선박량을 전망한다. 또한 과거의 선박수주량과 엔진주문량을 비교, 분석함으로써 미래의 엔진주문량을 예측하고, 이를 바탕으로 연료전지 시장을 전망한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제26권5호
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• pp.569-575
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• 2020

본 연구에서는 선박 전원용 연료전지 시스템 모델을 개발하여 순수한 산소를 공급하여 진행한 실험 결과의 비교를 통하여 연료전지 시스템 모델을 검증하였다. 검증된 모델을 활용하여 공기 압축기를 사용하여 공기를 공급할 경우에 대하여 산소를 공급한 경우와의 연료전지 출력 특성을 비교 검토하였다. 또한, 연료전지 시스템의 열물성치 변화가 스택의 출력에 어떠한 영향을 미치는지에 관하여 검토하였다. 그 결과 본 연구의 실험 범위에서 캐소드 공급 가스로 순수한 산소를 공급한 경우의 모델링을 통한 계산 결과와 실험 결과는 전 부하 영역에서 거의 동일한 전압 및 출력을 얻을 수 있었다. 560 A의 일정한 부하에서 캐소드 공급용 산소를 대신하여 공기를 공급한 경우 각각의 스택 전압은 약 14 V, 스택 출력은 약 8 kW, 스택 효율은 약 3 % 및 전체 시스템 효율은 8 % 정도 낮아짐을 알 수 있었다. 본 연구에서 검토한 열물성치 중에서 스택에 대한 냉각수의 열전달 계수가 스택의 출력에 가장 큰 영향을 미침을 알 수 있었다.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제14권2호
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• pp.122-128
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• 2016

In the future, hybrid power management systems using fuel cells (FCs) and batteries will be used as the driving power systems of ships. These systems consist of an FC, a converter, an inverter, and a battery. In general, an FC provides steady-state energy; a battery provides the dynamic energy in the start state of a ship for enabling a smooth operation, and provides or absorbs the peak or dynamic power when the load varies and the FC cannot respond immediately. The FC voltage range is very wide and depends on the load; Therefore, the FC cannot directly connect to the inverter. In this paper, we propose a power management strategy and design process involving a unidirectional converter, a bidirectional converter, and an inverter, considering the ship's operating conditions and the power conditions of the FC and the battery. The presented experimental results were verified through a simulation.