• 전기학회논문지
• /
• 제64권2호
• /
• pp.228-231
• /
• 2015

In power system research fields, one of current key issues is the construction and commercialization of micro grid site which is called green island, carbon zero island, energy independent island, building micro grid, etc. and various affiliated technologies have been being vigorously developed to realize. In addition, various researches about electric vehicles (EVs) are in progress and it is expected to penetrate rapidly with the next a few years. Some new load models should be developed integrating with electric vehicle loads because the EVs' deployment could cause the change of load composition rate on power system planning and operations. EVs are also resources for micro grid as well as distributed generation and demand response so that various supply and demand side resources should be considered for micro grid researches. In this paper, the load composition rate of residential sectors is prospected considering the deployment of EVs and the resource configuration of micro grid is optimized based on net present cost. In the optimization, the load patten of case studies includes EV's charging characteristics and various cases are simulated comparing micro grid environment and normal condition. HOMER is used to compare various cases and economic effects.

• 에너지공학
• /
• 제25권4호
• /
• pp.251-258
• /
• 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.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
• /
• 한국에너지공학회 2008년도 춘계학술 발표회
• /
• pp.101-108
• /
• 2008

Polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cells are promising power generation devices which are ideal for residential and automobile applications, thanks to their fast transient characteristics. However, liquid water produced in PEM fuel cells should be properly managed to enhance the performances and durabilities of the cells. In this study, a visualization experiment was conducted to investigate the flow behavior of water droplets in cathode channels. The visualization experiment was done with four different model flow channels which were made by varying the material (Acrylic and Teflon) and the channel width (1 mm and 2 mm). Acrylic is hydrophilic (contact angle is about $80^{\circ}$) while Teflon is hydrophobic (contact angle is about $120^{\circ}$). A computational fluid dynamics (CFD) analysis was also performed to compare the observed and the simulated two-phase water/air flow characteristics in cathode channels. The computational models were made to be consistent with the geometries and surface properties of the model flow channels. Both the experimental and numerical results showed that the Teflon cathode channel with 1 mm width has the best water management performance among four model flow channels considered. A close correlation was found between the experimental visualization results and the numerical CFD simulation results.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제33권2호
• /
• pp.85-92
• /
• 2009

Polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cells are a promising technology for short-term power generation required in residential and automobile applications. Proper management of water has been found to be essential for improving the performance and durability of PEM fuel cells. This study investigated the liquid water exhaust capabilities of various flow channels having different geometries and surface properties. Three-pass serpentine flow fields were prepared by patterning channels of 1 mm or 2 mm width onto hydrophilic Acrylic plates or hydrophobic Teflon plates, and the behaviors of liquid water in those flow channels were experimentally visualized. Computational fluid dynamics (CFD) simulations were also conducted to quantitatively assess the liquid water exhaust capabilities of flow channels for PEM fuel cells. Numerical results showed that hydrophobic flow channels have better liquid water exhaust capabilities than hydrophilic flow channels. Flow channels with curved corners showed less droplet stagnation than the channels with sharp corners. It was also found that a smaller width is desirable for hydrophobic flow channels while a larger width is desirable for hydrophilic ones. The above results were explained as being due to the different droplet morphologies in hydrophobic and hydrophilic channels.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.131-131
• /
• 2009

최근 환경규제가 강화되면서 친환경적인 전력생산 요구 등의 외부환경 변화에 따른 우리나라의 전력구조가 기존의 중압 집중형 발전을 탈피한 분산전원 발전에 대한 관심이 증대되고 있는 실정이다. 특히, 분산전원으로서의 전력생산은 공급의 안전성, 경쟁력 및 에너지의 지속성 등이 요구되어지는데, 재생에너지가 가지고 있는 에너지 지속성의 한계 및 설치의 제약성을 탈피할 수 있는 시스템으로 현재 연료전지시스템이 가장 근접해 있는 실정이다. 즉, 도시가스 인프라가 우수하고 인구조밀 지역이 많은 우리나라의 특성상 각 가정 및 건물에 쉽게 설치하고 공급의 안전성을 갖는 건물용 연료전지는 최근 가장 각광받고 있는 분산전원 시스템 중의 하나이다. 올해부터 모니터링사업의 일환으로 수용가에 설치 될 연료전지 시스템이 얼마나 안정적으로 전기와 열을 각 가정에 공급하고 시스템의 안전성을 확보하는 가는 건물용 연료전지의 분산전원으로서의 가능성 및 국민의 수용성을 증대시키는 중요한 역할을 할 것이다. 연료전지시스템은 상용전력과 연계되어 있기 때문에 시스템의 안정성 뿐만 아니라 상용전력의 변화에 대응하여 안정적인 운전을 하는지에 대한 평가가 필수적이다. 이에 따라 본 연구에서는 가정용 연료전지시스템의 성능 및 안전성평가의 일환으로 계통연계형 전력변환장치의 성능 및 안전성을 평가 하고자 한다. 연료전지 검사를 위한 계통연계형 전력변환장치의 시험평가 항목으로는 크게 정상특성성능시험, 보호기능성능시험, 과도응답특성성능시험 및 외부사고성능시험 등으로 나뉘어진다. 본 연구에서는 외부사고 성능시험 항목들인 출력측 단락시험, 계통전압 순간정전?순간강하시험 및 부하차단 시험 등을 통하여 외부사고에 대한 성능 및 안전성을 평가하였다. 외부사고 성능시험의 주 목적은 시스템의 이상 운전이 아니라 외부의 영향에 따른 시스템의 안전성 및 전력품질을 평가한다. 출력측 단락시험을 수행하기 위해서 전력변환장치를 정격 출력 전압, 정격 출력 주파수 및 정격 출력에서 운전한 후, 교류 전원장치는 단락 전류를 검출하여, 사고 발생 후 0.3초 이내에 개방하도록 설정하였다. 여기서, 단락 저항 Rsc를 정격 전류의 10배 이상에 해당하는 부하와 같은 값으로 설정하였다. 스위치 SWSC를 폐로하여 단락 상태를 만들며, 이 때 전력변환장치의 출력전류와 차단 또는 정지 시간을 측정하였다. 실험 결과에 대한 판정기준은 단락전류를 검출하여 0.5초 이내에 개폐기 개방 또는 게이트 블록 기능이 동작하여 시스템을 안정하게 정지시키고 시스템 어떤 부위에도 손상이 없어야 한다. 실험 결과 파워컨디셔너의 출력전류 및 차단 또는 정지된시간이 40ms로 나타났고, 출력전류의 파형도 매우 안정함을 볼 수 있었다. 이와 같이 모든 실험을 수행한 결과 외부사고에 대하여 시스템이 안전하게 정지하는 등 연료전지 시스템의 안전성을 확인하였다.

• 한국건설관리학회논문집
• /
• 제16권1호
• /
• pp.82-91
• /
• 2015

최근 전 세계적으로 친환경 및 저탄소에 대한 관심이 증가하고 있으며, 이에 따라 대표적인 친환경연료인 천연가스의 사용량이 급속도로 증가하고 있다. 특히 국내에서도 산업용, 발전용, 가정용으로 사용되는 천연가스 수요증가에 대비하여 도입 물량을 확대하기 위한 전략을 수행하고 있으며, 이에 따른 LNG 저장용량의 확보를 위해 저장기지 증설을 계획하고 있다. 그러나 기존의 LNG 저장기지의 입지선정은 기업의 내부적인 절차나 용역을 통해 수행되어 LNG 및 LNG 저장기지의 특성을 반영하는 데는 미흡하였다. 또한 해외에서도 LNG 저장기지의 입지선정과 관련하여 주요 요인들에 대한 연구가 수행되고 있으나 프로세스 및 모델 등 체계적인 분석은 미흡한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 LNG 저장기지의 특성을 고려한 입지선정 모델을 구축하고자 한다. 이를 위해 관련기업의 과거 사례를 분석하여 저장기지 입지선정 과정에서 요구되는 요인들과 기존에 연구되어온 플랜트시설, 공장, 산업단지, 관청청사 등의 입지선정에 대한 요인들을 취합하여 전문가 인터뷰를 실시하였고 최종적으로 47개의 입지선정요인을 도출하였다. 이후 기 수행된 5개 지역(PT지역, IC지역, TY지역, SC지역, BR지역)의 사례에 대한 설문을 기반으로 요인분석, 다중회귀분석을 통하여 지역별 입지선정에 대한 우선순위를 도출하였고 이를 토대로 LNG 저장기지 후보지에 대한 입지선정 모델의 활용 가능성을 검토하였다. 향후 LNG 저장기지의 추가 건설과정에서 본 연구를 기초자료로서 활용한다면, 보다 효과적이고 체계적인 입지선정이 가능할 것으로 기대된다.

• 에너지공학
• /
• 제15권2호
• /
• pp.83-95
• /
• 2006

본 연구에서는 기준안으로 2040년까지 최종에너지의 15%를 수소로 대체한다는 목표를 세우고, 수소이용 효율이 가장 높은 수송부문을 주대상으로 2040년까지 자동차의 50% 이상을 연료전지 자동차로 대체하고, 기타, 가정 상업 및 산업부문에서도 각각 22%, 23%를 연료전지로 대체하는 계획을 수립하였다. 수소의 제조와 저장, 운반 등 공급인프라 부분에서는 2020년까지는 LNG와 석탄 등의 화석연료를 주원료로, 2040년까지는 신 재생에너지의 비중을 60%까지 늘리는 것으로 목표를 설정하였다. 기준안(수소비 중 15%)으로 제시한 수소경제가 실현되는 경우 1차에너지가 9% 저감되고, 석유가 22.7%, 원자력이 17.8%, LNG가 8.9%, 석탄이 3.1% 줄어들고 대신 신 재생에너지는 47.3% 증가하여 지속가능한 에너지믹스가 실현되는 것으로 나타났다. 이에 따라 에너지자급도의 개선, 에너지수입대체효과, 환경편익, 신성장동력으로서 수소 연료전지 산업 정착에 따른 고용창출효과 등 경제적 파급효과도 막대한 것으로 나타났다. 또한 수소경제의 적정산업규모를 갖추기 위한 투자비를 산출한 결과 2040년까지 총 200조원 이상이 필요하다. 방대한 재원을 조달하기 위해 민간자본의 유치와 정부의 효과적 정책개발이 요청된다. 수소경제의 비용효과적인 조기실현을 위해서는 전담기구의 신설과 민간의 전문인력 양성, 그리고 수소 연료전지 산업육성을 위한 규격 및 표준화 마련도 시급한 것으로 판단된다.

• 한국응용과학기술학회지
• /
• 제36권4호
• /
• pp.1290-1302
• /
• 2019

본 연구는 대학생의 건강지각, 자기효능감, 사회적 지지가 건강증진행위에 미치는 영향을 확인하기 위한 서술적 조사연구이다. 본 연구대상자는 충남 일개 대학에 재학 중인 대학생 196명을 대상으로 하였으며, 자료 수집은 2018년 9월 10일부터 10월 5일까지 이루어졌다. 연구결과 대학생의 일반적 특성에 따른 건강증진행위의 차이에 대한 분석 결과 거주형태(F=8.56, p<.001), 주관적 건강상태(F=7.23, p=.001), 대학생활 만족도(F=8.50, p<.001), 운동여부(t=6.62, p<.001), 주당 아침식사 횟수(F=14.13, p<.001)에 따라 통계적으로 유의한 수준에서 차이가 있었다. 건강증진행위와 건강지각(r=.44, p<.001), 자기효능감(r=.57, p<.001), 사회적 지지(r=.49, p<.001)가 서로 유의미한 양의 상관관계를 보였다. 대학생의 건강증진행위에 영향을 미치는 요인(F=34.921, p<.001)은 자기효능감, 사회적 지지, 주당 아침식사 횟수(5회 이상), 운동여부(한다), 주당 아침식사 횟수(2~4회), 거주형태는 자취·하숙, 학년은 4학년이었으며, 설명력은 총 56.9%이었다. 건강증진행위를 향상시키기 위해서는 자기효능감과 사회적 지지 체계를 고려하고 적절한 운동과 올바른 식습관에 대한 중요성을 포함한 세대별 맞춤형 건강증진프로그램 개발 및 중재가 필요하다.