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고분자전해질 연료전지(PEMFC)와 PEMFC/SCB의 동적 Matlab/Simulink 모델링 및 독립운전특성에 관한 연구
A Study on the Comparison of the Stand-alone operation Characteristics and Matlab/Simulink Dynamic Model of PEMFC and PEMFC/SCB 원문보기

照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers, v.25 no.2, 2011년, pp.53 - 60  

홍원표 (한밭대학교 건축설비공학과) ,  조재훈 (충북대학교 제어계측공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The available power generated from the FC power plant may not be sufficient to meet sustained load demand, peak demand or transient events. An supercapacitor bank(SCB) can supply a large burst of power, but it cannot store a significant amount of energy. The combined use of FC and SCB has the potent...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 또한 주택 및 빌딩단위로 현재의 화석연료로 수소를 생산하는 개질기시스템을 사용하는 연구와 실용화도 활발히 이루어지고 있다[5-6]. 따라서 본 연구에서는 PEMFC의 동적상세모델을 개발하고 PEMFC와 PEMFC 단독운전의 운전속응성을 개선하기 위한 PEMFC/SCB의 하이브리드시스템에 대하여 각각 Matlab/Simulink와 SimPowerSystem 툴을 활용하여 동적모델을 개발하고 모의를 통하여 각각의 특성을 비교 분석하였다. SCB는 안정한 DC 링크전압의 유지 및 FC 독립운전의 우수한 운전특성을 위하여 필수적이라는 것을 확인하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
연료전지 발전 시스템이란? 연료전지 발전 시스템은 기존의 에너지 변환 방식에 비하여 고출력, 무공해, 무소음의 열병합 발전시스템으로서 연료로 수소를 사용하여 전기 화학적 반응에 의하여 전기를 생산하는 방법이므로 특히 환경친화적이라는 측면에서 그 중요성이 커지고 있다. 또한 수소 에너지 이용기술인 연료전지 시스템은 앞으로 예상되는 급격한 전력 및 에너지 소비 증가에 따른 에너지 고갈과 점점 더 심각해지는 환경 문제를 해결할 수 있는 최선의 대안으로서 부각되고 있는 상황이다.
연료전지 발전 시스템은 어떤 문제점을 가지고 있는가? 연료전지를 사용하는 소규모 CHP시스템 연구는 미국, 일본, 유럽 등에서 활발히 이루어지고 있다. 그러나 이러한 가능성에도 불구하고 아직 높은 가격과 장기사용시 내구성 문제 때문에 상용화에 문제점을 가지고 있다. 광범위한 상용화를 위해서는 US$1,000/[kW] 및 40,000시간 운전이 가능해야 하기 때문에 많은 연구가 진행되고 있다.
발전용 연료전지는 무엇으로 구분할 수 있는가? 광범위한 상용화를 위해서는 US$1,000/[kW] 및 40,000시간 운전이 가능해야 하기 때문에 많은 연구가 진행되고 있다. 발전용 연료전지는 그 용량에 따라 1) 소형(10[kW]이하) 가정용 2) 중형(10~300[kW]) 산업 및 상업용 3) 대형(수 [MW] 정도) 발전용으로 구분할 수 있다. 연료전지시스템은 수소개질기, 연료전지스택, 운전에 필요한 보조계통, 인버터 등 여러 구성요소를 가지고 있다.
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참고문헌 (8)

  1. W.P. Hong, “Multi-agent system based control and management technology for a small scale building microgrid”, KESRI report 3, 2010. 

  2. W.P. Hong, “Multi-agent system based control and management technology for a small scale building microgrid”, KESRI report 1, 2008. 

  3. M. H. Nehrir, “Modeling and Control of Fuel Cells” John Wiley & Sons, 2009. 

  4. O.C. Onar, M. Uzunoglu, M.S. Alam, “Modeling, control and simulation of an autonomous wind turbine/photovoltaic/fuel cell/ultra-capacitor hybrid power system,” Journal of Power Sources 185, pp. 1273-1283, 2008. 

  5. Abou El-Maaty Metwally Metwally Aly Abd El-Aal, “Modelling and Simulation of a Photovoltaic Fuel Cell Hybrid System”, Ph.D Dissertation, Electrical Engineering, University of Kassel in Germany, April 15, 2005. 

  6. J. T. Pukrushpan, A. G. Stefanopoulou, H, Peng, Control of Fuel Cell Power Systems, Principles, Modeling, Analysis and Feedback Design, Springer, 2004. 

  7. A. Rahman, et.al., “A dynamic model of a stand-alone PEM fuel cell power plant for residential application”, J. of Power Sources, Vol. 138, no. 1-2, pp. 192-204, Nov. 2004. 

  8. Electric Double Layer Capacitor: BOOSTCAP Ultracapacitor.Available from: http://www.maxwell.com/pdf/uc/datasheets/mc_power_series_48_1009365_rev3.pdf. 

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