• 대한안전경영과학회지
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• 제16권4호
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• pp.159-165
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• 2014

For the hydrogen economy system being tried starting with the 21st century, the fields that was not dealt with so far, such as the safety measure for large leakage accidents, the safety problem at infrastructures like a hydrogen station, the safety problem in terms of automobiles depending on introduction of hydrogen cars, the safety problem in a supply for homes like fuel cells, etc., are being deeply reviewed. In order to establish a safety control system, an essential prerequisite in using and commercializing hydrogen gas as an efficient energy source, it is necessary to conduct an analysis, such as analysis of hydrogen accident examples, clarification of physical mechanisms, qualitative and quantitative evaluation of safety, development of accident interception technologies, etc. This study prepared scenarios of hydrogen gas leakage that can happen at hydrogen stations, and predicted damage when hydrogen leaks by using PHAST for this.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.232-239
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• 2022

This study performed qualitative and quantitative risk assessment of equipment for evaluating the protocol of hydrogen refueling stations and suggested measures to improve safety. Hazard and operability study was performed for qualitative risk assessment, and Hy-KoRAM was used for quantitative risk assessment. Through a qualitative risk assessment, additional ventilation devices were installed, simultaneous venting of the storage container was prohibited, and the number of repeated refilling of the evaluation equipment was identified to manage the number of fillings of the container. Through quantitative risk assessment, the area around the device was set as a restricted area when evaluating the station, and measures were suggested to reduce the frequency of accidents.

• 한국가스학회지
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• 제24권1호
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• pp.41-48
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• 2020

본 연구는 기존의 CNG충전소에 복합으로 수소충전소를 건설하는 형태의 수소-CNG 복합충전소에 대한 정량적 위험성평가를 수행하였다. 수소충전소와 CNG충전소에서 발생할 수 있는 사고시나리오를 도출하고 각 시나리오에 대한 사고발생빈도를 고려하여 개인적, 사회적 위험도를 계산하였다. 위험성평가 결과 사회적 위험도는 허용가능 범위에 들어 왔으나, 개인적 위험도에 있어서는 일부 지역에서 허용범위를 벗어나는 구간이 발생하였고, 위험성기여도 분석을 통해 고위험요소를 발굴하였다. 수소-CNG 복합충전소에서는 CNG 저장용기, 압축기, 제어 판넬에서 대규모 누출이 발생할 경우 높은 위험도를 보이게 되며 충전소 전체 위험도의 약 88%를 기여하게 된다. 따라서 이러한 고 위험요소에 대하여는 주기적이고 집중적인 안전관리가 이루어져야 한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권1호
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• pp.76-85
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• 2023

신재생에너지로서 수소에 대한 수요가 증가하고 있으나 기존의 화석 연료와 달리 수소는 연료 공급을 위한 전용 충전소가 필요하며, 이러한 인프라 확보를 위해서 수소충전소의 위험성 평가가 선행되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 정성적 위험성평가와 정량적 위험성 평가로 구분하여 수소충전소에 대한 위험성평가를 수행하였다. 정성적 평가는 Hazard and Operability Analysis(HAZOP) 기법을 사용하여 Dispenser Module을 두 개의 Node로 평가하였으며, Criticality Estimation Matrix에 따라 Filter의 막힘으로 인한 사고와 고압 사고의 위험도가 High Level로 평가되었다. 정량적 위험성 평가는 Hydrogen Korea Risk Assessment Module(Hy-KoRAM)을 사용하여 화재의 형상과 피해영향범위를 나타냈고, 개인적 위험도와 사회적 위험도에 대한 평가를 수행하였다. 개인적 위험도는 수소충전소로부터 약 100m 떨어진 공공시설 부근까지 추가적인 안전조치가 고려되는 As Low As Reasonably Practicable(ALARP) 구간의 위험도를 보였고, 사회적 위험도 역시 약 10명의 사망자가 발생할 사고빈도가 1E-04/year로 도출되며 ALARP 구간 내에 나타났다. 정성적·정량적 위험성 평가 결과, 공정 단계의 추가적인 안전 조치와 수소충전소 부근의 제한구역 설정을 통하여 안전성 향상 방안을 제시하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제31권6호
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• pp.605-613
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• 2020

In July and October of this year, the government announced the 'Green new deal plan within the Korean new deal policy' and 'Strategies for proliferation of future vehicles and market preoccupation'. And, in response to changes in the global climate agreement, it has decided to expand green mobility such as electric vehicles and hydrogen electric vehicles with the aim of a "net-zero" society. Accordingly, the goal is to build 310 hydrogen refueling stations along with the supply of 60,000 hydrogen vehicles in 2022, and the hydrogen infrastructure is being expanded. however, it is difficult to secure hydrogen infrastructure due to expensive construction costs and difficulty the selection of a site. In Korea, it is possible to build a mobile hydrogen station according to the safety standards covering special case of the Ministry of Industry. Since the mobile hydrogen station can be charged while moving between authorized place, it has the advantage of being able to meet a large number of demands with only one hydrogen refueling station, so it is proposed as a model suitable for the early market of hydrogen infrastructure. This study demonstrates the establishment of a hydrogen refueling station by deriving a virtual accident scenario for leakage and catastrupture for each facility for the risk factors in a mobile hydrogen station, and performing a quantitative risk assessment through the derived scenario. Through the virtual accident scenario, direction of demonstration and implications for the construction of a mobile hydrogen refueling station were derived.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제30권4호
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• pp.338-346
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• 2019

During last years, hydrogen refueling infrastructure test and devices research for hydrogen station presented a significant growth consisting of the commercialization of fuel cell electric vehicles (FCEVs). However, we still have many challenges for making commercial hydrogen stations such as increased safety and cost reduction. This study demonstrates the low cost hydrogen storage tank (type 2) and effective winding method for high pressure hydrogen storage. We use numerical analysis to verify stress changes inside the wire according to the winding condition. Also liner size, winding wire size and wire tension were studied for the safety and cost down. Results show that the stress of winding wire decreased with increased winding angle and increased the liner diameter. On the other hand, the stress of winding wire increased according to the increased wire thickness and tension.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.734-740
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• 2023

Hydrogen emphasis on safety management due to its high potential for accidents from wide explosive limits and low ignition energy. To prevent accidents, appropriate explosion-proof electrical equipment with installed to safe management of ignition sources. However, designing all facilities with explosion-proof structures can significantly increase costs and impose limitations. In this study, we optimize the barrier to effectively control the initial momentum in case of hydrogen release and form the control room as a non-hazardous area. We employed response surface method (RSM), the barrier distance, width and height of the barrier were set as variables. The Box-Behnken design method the selection of 15 cases, and FLACS assessed the presence of hazardous area. Analysis of variance (ANOVA) analysis resulting in an optimized barrier area. Through this methodology, the workplace can optimize the barrier according to the actual workplace conditions and classify reasonable hazardous area, which is believed to secure safety in hydrogen facilities and minimize economic burden.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제27권1호
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• pp.39-46
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• 2024

As the development of hydrogen vehicles has accelerated in recent years, it is necessary to develop a storage tank for hydrogen fueling stations capable of high-pressure charging, and for this purpose, a new system with a compressor-embedded refueling tank is required. In this study, the parametric study of shape design based on strength performance evaluation was carried out to find the optimal shape design of bellows, the core component of compressor-embedded refueling tank for a newly developed hydrogen refueling station capable of high-pressure charging above 1,000 bar. The design factors for parametric study were contour shape and radius of bellows, and the performance factors were the maximum stress and the gap distance in the contact direction. In the shape design of the compressor bellows for hydrogen refueling station considered in this study, it was found that adjusting the contour radius is an appropriate design method to improve the compression performance and structural safety.

• 문화기술의 융합
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• 제10권1호
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• pp.551-557
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• 2024

수소는 청정, 무탄소, 고에너지등 다양한 특징을 가진 재생에너지원으로 국제적으로 '미래에너지'로 인정받고 있다. 수소에너지 산업의 급속한 발전과 더불어 수소 수요를 충족시키기 위하여 더 많은 수소 인프라가 필요한 실정이다. 그러나 수소 인프라 사고가 빈번한 발생함으로 인해, 수소산업 발전에 걸림돌이 되고 있다. 미국 Sandia National Laboratories에서 개발한 HyRAM+는 수소충전소를 포함한 다양한 저장 응용 분야에 대한 수소 안전 평가와 관련된 데이터와 방법을 통합하는 소프트웨어 툴킷이다. HyRAM+의 물리 모드는 수소충전소 컴포넌트에 따라 수소누출 결과를 모사하여 가스 플룸 분산, 제트 프레임 온도와 궤적 그리고 복사 열속 등을 그래프로 나타낸다. 본 논문에서는 강원도 삼척시에 있는 수소충전소를 대상으로하여 HyRAM+ 소프트웨어를 이용하여 수소 누출 데이터를 추출하였다. HyRAM+에서 추출한 데이터를 이용하여 수소 누출(Leakage) 발생 시뮬레이터를 개발하였다. 데이터베이스와 그라파나(Grafana)를 이용하여 시뮬레이터에서 발생한 데이터를 보여주는 대쉬보드(Dashboard)로 구현하였다.

• 한국가스학회지
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• 제13권1호
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• pp.45-51
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• 2009

본 논문은 국내에 건설된 충전소를 분석 검토하여 수소충전소에 대한 안전성 평가를 실시함으로써 수소충전 소의 안전성에 대한 확인과 충전소 설치 시 필요한 기준마련에 기초자료를 제공하는 것이 궁극적인 목표이다. 안전성 평가 방법으로 FMEA (Failure Mode and Effect Analysis)를 사용하였고, 충전소를 크게 4개의 공정(제조, 압축, 저장, 충전)으로 분류하였다. 또한 각각의 발견된 위험요소에 S (severity), O (occurrence), D (detection)의 점수를 부여하여 이 세 요소의 곱의 값인 RPN (Risk Priority Number)의 수치를 이용하여 위험의 우선순위를 정하고, 이를 바탕으로 시나리오를 생성하였다. 생성한 시나리오를 기반으로 사고피해영향평가 결과 주요한 사고 유형으로 jet fire와 폭발이 나타났고, PSA (pressure swing adsorption) 공정 feed line에서의 누출의 경우 원료물질에 따라 CO가스의 농도가 상이할 수도 있으나, CO가스중독 위험성을 함께 예측되었다.