• 설비공학논문집
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• 제25권10호
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• pp.555-561
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• 2013

The effects of applying the micro CHP system to the domestic sector in Korea were investigated using annual cooling and heating demand data. Four prime movers, micro gas turbine, PEMFC, gas engine and Stirling engine, were compared for three operational modes. Two way buy-back was assumed for both electricity and heat. The Stirling engine gave the lowest $CO_2$ emission per energy for 300kWh monthly electricity production. However, PEMFC became more effective when considering PURPA criteria. PEMFC generated the least greenhouse gas with higher electrical efficiency for cooling. The Stirling engine, however, became competitive for heating with higher total efficiency.

• 에너지공학
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• 제25권4호
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• pp.251-258
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• 2016

연료전지는 전기를 발전하면서 동시에 열도 생산하며, 본 고는 이 두 가지를 함께 이용하는 가정용의 마이크로 연료전지-열병합발전(${\mu}FC$-CHP) 시스템에 관한 조사보고서이다. 열병합발전 시스템을 구성하는 몇 가지 방안 중에서 연료전지는 전기와 열 효율을 합쳐 90%가 넘는 가장 높은 에너지 효율을 갖는 시스템을 구현할 수 있어 유용성이 높다. 연료전지에는 크게 다섯 가지 종류가 있으며, 이 중 가정용 ${\mu}FC$-CHP로 적합한 것은 프로톤교환 막연료전지(PEMFC)와 고체산화물연료전지(SOFC)이다. ${\mu}FC$-CHP시스템은 독립전원으로서 송배전 손실을 줄일 수 있고 전기생산단가를 낮출 수 있으며, 오염물질을 배출하지 않는 친환경 기술이란 점 등의 장점이 많다. 단점은 초기 투자비용이 높다는 점인데, 기술의 발달로 제작 단가를 줄여 이를 해결해나가고 있다. 현재는 일본이 시장을 선점하고 있으나 우리나라도 100만대 보급 계획을 가지고 있고, 정부가 반 정도의 설치보조금을 제공하여 시장을 견인하고 있다. 본 고에서는 이와 함께 연료전지와 열병합발전을 연결하는 기술적 내용 및 각국의 동향을 기술한다.

• 에너지공학
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• 제24권3호
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• pp.67-73
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• 2015

유연탄 및 원자력과 같은 기저 발전원은 대부분 수요지와 떨어진 곳에 위치해 있어 대규모 송전시설을 필요로 하는데, 이러한 송전시설은 다양한 사회적 비용을 야기하고 있다. 반면에 집단에너지사업 열병합발전과 같은 분산형 전원은 주로 수요지 인근에 설치되어 대규모 송전시설을 필요로 하지 않기에 송전시설로 인한 피해를 회피하는 편익을 창출한다. 이에 본 논문에서는 분산형 전원의 송전망 피해 회피편익을 추정하고자 한다. 이를 위해 무작위로 추출된 전국 1,000 가구를 대상으로 조건부 가치측정법을 적용한다. 보다 구체적으로는, 현재 발전량 비중이 가장 큰 유연탄 화력발전을 통해 생산된 전력을 분산형 전원인 집단에너지사업 열병합발전을 통해 생산된 전력으로 교체하여 사용하는 것에 대한 일반 국민의 지불의사액을 추정한다. 분석결과 유연탄 화력발전 대비 집단에너지사업 열병합발전의 송전망 피해 회피편익은 41.4(원/kWh)로 추정되었으며 유의수준 1%에서 통계적으로 유의하였다. 이 값은 2014년 기준 주택용 전력 평균가격의 33%에 해당하는 값으로 분산형 전원으로서의 집단에너지사업 열병합발전의 외부편익이 작지 않음을 시사한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.361-364
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• 2009

KEPRI has studied planar type SOFC stacks using anode-supported single cells and kW class co-generation systems for residential power generation. A 1kW class SOFC system consisted of a hot box part, a cold BOP part and a water reservoir. A hot box part contains a SOFC stack made up of 48 cells with $10{\times}10cm^2$ area and ferritic stainless steel interconnectors, a fuel reformer, a catalytic combustor and heat exchangers. Thermal management and insulation system were especially designed for self-sustainable operation. A cold BOP part was composed of blowers, pumps, a water trap and system control units. When a 1kW class SOFC system was operated at $750^{\circ}C$ with hydrogen, the stack power was 1.2kW at 30 A and 1.6kW at 50A. Turning off an electric furnace, the SOFC system was operated using hydrogen and city gas without any external heat source. Under self-sustainable operation conditions, the stack power was about 1.3kW with hydrogen and 1.2kW with city gas respectively. The system also recuperated heat of about 1.1kW by making hot water. Recently KEPRI developed stacks using $15{\times}15cm^2$ cells and tested them. KEPRI will develop a 5 kW class CHP system using $15{\times}15cm^2$ stacks by 2010.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제29권1호
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• pp.11-18
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• 2018

A high efficiency integrated reforming system for improving the efficiency of the 5 kW PEMFC system used as the back up power of building was studied. The separated reforming system consisted of three parts - A steam reformer with two stage concentric circular shape, a heat exchanger type steam generator and a CO shift reactor. Temperature and steam carbon ratio (SCR) were control variables during operation. The operating conditions were optimized based on the thermal efficiency of the steam reformer as reformate gas composition changes at different temperature. In experiments, water was fully vaporized in the steam generator up to SCR 3.5 and the maximum thermal efficiency was achieved at the operating temperature around $700^{\circ}C$ in the steam reforming reactor. With the results of the separated reforming system research, we improved the shape of high efficiency integrated reformer. The performance evaluation of the integrated reformer was based on optimized operating conditions in SCR 3.5. As a result, the developed integrated reforming system maintained an efficiency of 76% and constant performance over 3,000 hours.