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스마트에너지캠퍼스 마이크로그리드에서 사물인터넷 융합 PEM 전기분해와 PEM 연료전지 모니터링 및 운영 연구

A Study of Monitoring and Operation for PEM Water Electrolysis and PEM Fuel Cell Through the Convergence of IoT in Smart Energy Campus Microgrid

한국융합학회논문지 = Journal of the Korea Convergence Society, v.7 no.6, 2016년, pp.13 - 21  

장휘일 (광주대학교 전기전자공학과) ,  쁘러까스 타파 (목포대학교 전자공학과)

초록
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본 논문은 현재 진행 중인 대한민국 남부지역에 위치한 대학 내 스마트에너지캠퍼스 마이크로그리드에서 대학 내 빌딩에 설치될 수소전기분해 이용 연료전지 시스템 운용을 위한 선행 연구로써 고분자전해질막 전기분해(PEMWE)과 고분자전해질막 연료전지(PEMFC) 장치에서 동시에 온도변화 효과를 연구하고자 한다. 전반적으로 실험실에서 50W 고분자전해질막 연료전지(PEMFC)을 사용하여 수행하였다. 모니터링 프로세스는 무선 로라 노드와 게이트웨이 네트워크를 구성하여 실행하였다. 그리고 PEMWE와 PEMFC에 대한 수학적 모델링과 운전 알고리즘을 제안하였으며 제안한 모델에서 PEMWE는 낮은 발열 기준에서 효율이 더 높음을, 반면에 PEMFC는 높은 발열기준에서 효율이 더 높음을 을 알 수 있었다. 향후 대학 구내 빌딩에 설치될 실증시스템 성능을 높이기 위해 PEMWE와 PEMFC의 온도와 압력을 모니터링, 통신 및 제어 등 연구개발을 통하여 구현할 예정이다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper we are trying to explain the effect of temperature on polymer membrane exchange water electrolysis (PEMWE) and polymer membrane exchange fuel cell (PEMFC) simultaneously. A comprehensive studying approach is proposed and applied to a 50Watt PEM fuel cell system in the laboratory. The m...

주제어

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문제 정의

  • As a result performance of the system will be changed [10, 11]. So in this experiment we studied about temperature effect and trying to monitor and control in real time and increased the performance of the system.
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참고문헌 (18)

  1. J. Peng and S.J. Lee, 'Numerical Simulation of Proton Exchange Membrane Fuel Cells at High Operating Temperature', Journal of Power Sources, Vol. 162, No. 2, pp. 1182 - 1191,2006. 

  2. A Scheme on Energy Efficiency Through the Convergence of Micro-grid and Small Hydro Energy, Bo-Seon Kang, Keun-Ho Lee, KONS. v.6, no.1, pp.29-34, Feb. 2015. 

  3. PEM Electrolysis for Hydrogen Production: Principles and Applications, Edited by Dmitri Bessarabov, Haijiang Wang, Hui Li,Nana, CRC Press, ISBN-13:978-1-4822-5232-3, Dec. 2015. 

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  5. http://www.greencarcongress.com/2005/03/hsub2sub_genera.html 

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  10. D. Giusto, A. Iera, G. Morabito and L. Atzori (Eds.), "The Internet of Things", Springer, ISBN: 978-1-4419- 1673-0, (2010). 

  11. L. Atzori, A. Iera and G. Morabito, "The Internet of Things: A survey", Computer Networks, 2010). 

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  13. L. Xun, G. Qing-wu and Q. Hui, "The application of IOT in power systems", Power System Protection and Control, vol. 38, no. 22, (2010), pp. 232-236 

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  18. Um, S.K.; Wang, C.Y.; Chen, K.S. Computational Fluid Dynamics Modeling of Proton Exchange Membrane Fuel Cells. J. Electrochem. Soc. 2000, 147, 4485-4493. 

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