In this paper, we propose to research the possibility of using a photovoltaic system and supercapacitor combined with a high speed microturbine. This hybrid energy system work as atand-alone mode or grid-connected mode as it will be a part of building micro-grid. Simple dynamic models of photovoltaic, microturbine systems and supercapacitor banks are proposed. their models are developed by Matlab/Simulink tool. Two important results are carried out to find power control effectiveness in case of with supercapacitor bank and without one. At least, simulation results show the effectiveness on the power control at AC busbar of hybrid energy system as building micro-grid system.
Distributed generation(DG) using microturbine will be adopted widely because of its various usages and merits such as high heat efficiency, environmental-friendliness. Commercialized DG using microtubine that rotates up to $60,000\~100,000[rpm]$ converters mechanical power to electricity by permanent magnet synchronous machine. This paper presents comparative test and simulation results of PMSM as generator. Test was done by diode rectifier and inverter. Parameters used in the simulation are driven from FEM analysis. Under various speed and load conditions, V-I characteristics matches well and it suggests the possibility of high speed PMSM as generator. DG operating at stand alone and grid connection mode will be developed.
Tip clearance of centrifugal compressor affects the performance. Larger tip clearance results in lower efficiency. What really affects the performance is the running tip clearance, not the cold tip clearance. When the compressor is operating, blade strain and the pressure difference between impeller backplate and hub affects the running tip clearance. This paper describes measured running tip clearance and its effects on the performance of centrifugal compressor. Cold tip clearance before operation was 0.4 mm and running tip clearance varied from 0.86 mm to 0.25 mm with impeller exit pressure. As the pressure at impeller exit increases, the running tip clearance tends to decreases. The target running tip clearance for Compressor at $100\%$ speed was 0.3 mm, and it turned out to be exactly 0.30 mm from experiment.
Tip clearance of centrifugal compressor affects the performance. Larger tip clearance results in lower efficiency. What really affects the performance is the running tip clearance, not the cold tip clearance. When the compressor is operating, blade strain and the pressure difference between impeller backplate and hub affects the running tip clearance. This paper describes measured running tip clearance and its effects on the performance of centrifugal compressor. Cold tip clearance before operation was 0.4 mm and running tip clearance varied from 0.86 mm to 0.25 mm with impeller exit pressure. As the pressure at impeller exit increases, the routing tip clearance tends to decreases. The target running tip clearance for compressor at $100\%$ speed was 0.3 mm and it turned out to be exactly 0.30 mm from experiment.
마이크로그리드는 전력시스템의 계획 및 실시간 운영에 있어서 매우 큰 영향을 미치며 중요한 역할을 할 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 빌딩의 마이크로그이드의 중요한 마이크로소오스인 마이크로터빈 발전시스템의 Matlab/Simulink 모델과 전압-주파수제어기를 개발하였다. 또한 부하에 독립적으로 전원을 공급하기 위한 전력시스템을 구성, 모의를 통하여 MTG시스템의 특성을 분석하였다.
대형병원의 에너지 소비패턴을 분석한 후 마이크로가스터빈을 적용할 경우 기존 시스템 대비 냉난방에너지 절감량 및 전기에너지 절감량과 경제성분석을 통해 대형병원의 에너지 소비량을 절감하기 위한 에너지성능평가 모의연구를 수행하였다. 0.5[MW]급 마이크로 가스터빈을 설치한 후 에너지 성능분석을 한 결과 터빈에서의 발전효율은 30[%]이며, 전기는 건물에서 사용되는 조명에너지 뿐만 아니라 전체 전기에너지의 40[%]을 절감할 수 있는 것으로 분석되었다. 또한 터빈에서 발전되는 전기량과 배열을 냉난방에너지원으로 이용할 경우 전체 시스템효율은 70[%]로 상승할 뿐만 아니라 난방에너지의 56[%], 냉방에너지의 67[%]를 절감할 수 있는 것으로 분석되었으며 현가등가법에 의한 시스템 투자회수 기간이 약 9년으로 분석되었다.
압축기의 써지 현상을 관찰하는 가장 쉬운 방법의 하나로는 부분품의 성능특성도상에 정적 그리고 동적 운용 특성을 나타내는 것이 될 수 있다. 이 경우 엔진의 작동범위가 써지 범위에 의하여 제한될 것이고 따라서 엔진은 엔진의 정적 또는 과도 성능의 전 과정에 걸쳐 일정한 써지 한계를 갖도록 요구되고 있다. 로터의 극관성 모멘트, 닥트 내 공기/가스의 용적 그리고 열전달 효과 등은 엔진의 작동이 정적 특성으로부터 일탈하게 되는 주요 요소들이다. 시스템 내에서 열교환기가 존재하는 경우처럼 큰 용적의 경우 그것은 동적 작동 특성에 상당한 영향을 주게 될 것인데 본 논문에서는 보조동력기관으로 사용되는 마이크로터빈의 예를 들어 엔진의 과도성능 특성에 압축기의 출구에서 추출되는 냉각공기가 미치는 영향을 조사코자 하였다. 질량 및 일 그리고 회전수 일치 법칙에 근거하여 터빈을 흐르는 가스 유량, 압력비, 회전 속도, 동력 그리고 모멘트가 계산되었다. 본 연구의 결과는 제어시스템 설계를 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것이다. 이러한 과도 성능을 계산하기 위한 프로그램을 개발을 위해서 상업용 MathCAD 소프트웨어를 사용하였다.
Wet compression means the injection of water droplets into the compressor of gas turbines. This method decreases the compression work and increases the turbine output by decreasing the compressor exit temperature through the evaporation of water droplets inside the compressor. Researches on wet compression, up to now, have been focused on the thermodynamic analysis of wet compression where the decrease in exit flow temperature and compression work is demonstrated. This paper provides thermodynamic and aerodynamic analysis on wet compression in a centrifugal compressor for a microturbine. The meanline dry compression performance analysis of centrifugal compressor is coupled with the thermodynamic equation of wet compression to get the meanline performance of wet compression. The most influencing parameter in the analysis is the evaporative rate of water droplets. It is found that the impeller exit flow temperature and compression work decreases as the evaporative rate increases. And the exit flow angle decreases as the evaporative rate increases.
This paper presents a basic energy performance data of micro gas turbine, Renewable Energy(BIPV and Solar Collector System, geothermal system) and a hybrid energy system(geothermal system and microturbine) installed in Hospital Building. The efficiency of solar collector and BIPV system was 30%, 10% individually, and lower than micro gas turbines. Micro gas turbines are small gas turbines that bum gaseous and liquid fuels to produce a high-energy exhaust gas and to generate the electrical power. Recently, the size range for micro gas turbines is form 30 to 500kW and power-only generation or in combined heat and power(CHP) systems. Finally, in energy performance aspect, Micro gas turbine system and hybrid energy system were high-efficiency system in hospital building. Hybrid energy system also give us a powerful alternative energy system economically.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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