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수소연소 동력시스템용 1kW급 리니어 발전기 개발 및 성능평가에 관한 연구

A Study on Performance Evaluation and Development of 1kW Linear Generation System using Hydrogen Fueled Power

한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회, 2007 June 21, 2007년, pp.28 - 32  

노태석 ((주) 효성 중공업연구소) ,  공민석 ((주) 효성 중공업연구소) ,  임희수 ((주) 효성 중공업연구소) ,  오시덕 ((주) 효성 중공업연구소)

초록
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최근 대두되고 있는 에너지 문제와 더불어 대체에너지 개발 및 에너지의 이용효율을 높이려는 연구가 많이 이루어지고 있다. 수소에너지는 비 탄소계 연료로서 그 중요성에 대한 인식이 높아지고 있으며, 다양한 분야에서 수소에너지를 이용하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 수소는 재순환이 가능하고, 환경에 미치는 영향이 적기 때문에 미래형 에너지원으로 각광을 받고 있다. 수소이용 기술 중 연료 전지는 에너지 변환효율이 높고 유해 배출물이 생성되지 않아 차세대 발전시스템으로 유망하지만 비용과 기술적 제약으로 단기간에 상용화하기에는 어려움이 있다. 따라서 저비용, 고효율의 수소에너지를 이용 할 수 있는 시스템 개발이 요구되고 있다. 리니어동력/발전시스템은 저비용으로 제작이 가능하고 기존 기술의 인프라를 활용할 수 있는 장정과, 크랭크 기구가 없기 때문에 얻어지는 변환손실, 열손실을 최소화 할 수 있는 효율의 장점 때문에 고효율의 수소 이용 기관으로 평가되고 있다. 본 연구에서는 수소이용 통력시스템의 직선운동을 전기적인 에너지로 변환 할 수 있는 고효율의 리니어 발전시스템 개발을 위해 Prototype의 평판형 및 원통형의 리니어발전기를 제작했고 각각의 성능에 대한 평가와 엔진과 발전기의 연계운전 결과를 비교하여 시스템 전체에 대한 성능예측을 했으며 연계운전을 통해 출력된 발전기의 출력파형을 PCS로 변환하여 정현파AC 출력을 얻었다.

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문제 정의

  • 본 연구는 고효율 수소에너지 제조.저장이용기술개발 사업단의 21세기 프론티어 연구개발사업 일환으로 수행되었습니다.
  • 본 연구에서는 수소를 연료로 사용하는 리니어 동력 시스템에 적합한 발전시스템 개발과 성능을 평가하기 위한 시험 장치를 구성하여 운전속도별 효율과 손살 특성을 살펴보았고 동력 시스템과 연계하여 즉정한 발전기 출력 파형과 비교하여 발전시스템의 성능에 대한 검증을 실시했다.
  • 본 연구에서는 수소연소 리니어 동력 시스템에 적용될 IkW급 리니어 발전기의 개발을 위한 연구가 시행됐고 그 결과는 다음과 같다.
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