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문제 정의
- 본 논문에서는 위와 같이 수소충전소의 정의뿐만 아니라 종류, 국내외 수소충전소 현황, 수소 충전소의 경제성, 수소 충전소의 안전성과 같은 교육자료 개발을 포함한다. 또한 차세대 에너지로서의 수소 에너지가 차지하는 경제성과 수소가 제조, 수송, 저장, 분배되는 기술, 수소의 안전기술등에 관한 교육 자료개발도 포함된다.
- 본 논문은 수소충전소에서 일어날수 있는 사고 시나리오에 대한 다이나믹 시뮬레이션 결과를 상용화된 CFD 툴을 이용하여 나타내었다. 기본 지오메트리는 가상체험공간에서의 수소 충전소 유형을 그대로 가져와 수행하였으며 그 누출 및 폭발 결과 파일은 간단한 시나리오 설명과 함께 동영상 화면으로 나타내어 수소가 누출 및 폭발이 일어 났을 경우에 대한 영향 범위 및 농도, 압력에 대한 양상을 쉽게 볼 수 있도록 나타내었다.
- 본 연구에서는 조업자가 수소 충전소를 가상체험 함으로써 충전소 시설 및 안전장치에 대해 미리 체험 할 수있는 프로그램을 개발하였다. 또한 수소 충전소에서 일어날 수 있는 20가지의 시나리오를 개발하여 동적 모사를 통해 그 결과와 영향을 평가 하였다.
- 따라서 안전한 수소 이용을 위해서는 반드시 위험요소를 고려하여 수소충전소 설비의 안전 대책을 세워야 하며 만일 누출된다고 해도 폭발 한계에 들어가지 않도록 충분히 환기시키거나 점화 원인을 없애기 위한 대책이 마련되어야 한다. 이와 같이 수소 충전소에서 안전운전을 위해 수소 충전소 조업자의 교육과 훈련을 할 수 있도록 본 논문에서는 수소 충전소의 설비 및 안전장치와 구조를 가상으로 체험 할수 있는 프로그램을 개발하였고 또한 수소 충전소에서 발생할 수 있는 사고에 대해 동적 모사로 사고모사를 하였다. 이를 기반으로 사고가 일어났을 경우 피해를 최소화하기 위한 ERP, SOP를 개발하였다.
가설 설정
- 각 누출 사고에 대한 시나리오는 상용화된 공정모사 툴을 이용하여 각 누출지점에서의 압력, 온도, 대기상태, 부력, k-ε모델 변수 등을 고려하여 분석하였고 시나리오에 의한 결과와 같은 요소에 주된 영향을 받게 되므로그 외 변수는 이상기체로 가정하여 나타내었다.
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