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Reverse Air Brayton Cycle 기반 냉각장치 성능평가 및 신뢰성 연구
노철우(Chulwoo Roh),신형기(Hyungki Shin),조종재(Jongjae Cho),이범준(Beomjoon Lee),허균철(Gyunchul Heo),백영진(Young-jin Baik),김선화(Seonhwa Kim) 대한기계학회 2021 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2021 No.4
Reverse Air Brayton Cycle(RABC)은 공기를 냉매로 이용하는 냉동 사이클로서, 환경친화성 뿐만 아니라 신뢰성 또한 매우 높은 장점을 갖고 있으나, 성능계수가 기존 CFC/HFO 냉매를 이용하는 냉동 시스템 대비 다소 낮기 때문에 항공기용 압력제어 및 공기조화와 같은 특수한 용도를 위해서만 주로 사용되었다. 그러나 최근 유럽 및 글로벌 선진사를 중심으로 대응하고 있는 고강도의 환경 규제에 의해 자연 냉매에 대한 관심이 높아지면서, 공기(Air)는 그 중에서도 질식·화재·독성의 위험이 없는 가장 환경친화적이고 안전한 냉매로 새롭게 주목받고 있다. 지난 60 년 이상 항공기용 여압제어 및 공기조화 장치로 적용된 공기 냉동 사이클, RABC는 아직 일반적인 냉동이나 지상용 공기조화 목적으로 거의 사용되지않았기 때문에 이에 대한 연구 자료는 매우 미흡한 실정이다. 그럼에도 불구하고, 다양한 선행 연구결과들을 종합적으로 검토해보면, 압축기와 터빈, 축계에 걸친 요소부품의 성능과 신뢰성이 시스템 경쟁력을 결정하는 가장 중요한 변수로 판단된다. 본 연구에서는 한국에너지기술연구원 열변환시스템연구실이2021 년부터 본격 연구 개발하고 있는 역 브레이튼 공기 사이클(RABC) 냉동 기술과 관련한 최신 연구진행 상황을 공유하고, 해당 냉동 사이클을 제품화하는데 필요한 요소부품인 압축기, 터빈, 축계 등에서의 당면한 신뢰성 이슈를 짚어보고자 한다. The Reverse Air Brayton Cycle (RABC) is a refrigeration cycle that uses air as a refrigerant, and has an advantage not only of environmental friendliness, but also reliability. But its coefficient of performance is somewhat lower than that of existing system using CFC/HFO refrigerants. It has been mainly used only for special applications such as the pressure control of plane’s cabin or air conditioning of it. However, as interest in natural refrigerants has increased due to high-strength environmental regulations that are responding to global warming situations in recent years, ‘air’ is among them the most environmentally friendly and safe refrigerant without the risk of suffocation, fire or toxicity. Since the air refrigeration cycle, which has been applied as a pressurization control and air conditioning device for aircraft for more than 60 years, has not been used for general refrigeration or ground air conditioning purposes, research data on this is very insufficient. Nevertheless, when comprehensively reviewing the results of various previous studies, it is judged that the performance and reliability of component parts across compressors, turbines, and shaft systems are the most important variables that determine system competitiveness. In this study, we would like to share the latest research progress related to the Reverse Brayton Air Cycle (RABC) refrigeration technology, which has been researched and developed by the Korea Institute of Energy Research (Thermal Conversion System Lab) since 2020.
재생에너지 변동성 완화를 위한 고온 전력저장 시스템의 성능 특성 및 경제성 비교에 관한 연구
노철우(Chulwoo Roh),조준현(Junhyun Cho),신형기(Hyungki Shin),백영진(Young-Jin Baik),이길봉(Gilbong Lee),조종재(Jongjae Cho),이범준(Beomjoon Lee),최봉수(Bongsoo Choi) 대한설비공학회 2019 설비공학 논문집 Vol.31 No.5
Electricity storage is a key aspect in mitigating the volatility of renewable energy in sustainable energy systems. Particularly, a new lasting and cost-effective electricity storage technology with a discharge duration of 10 to 100 hours at rated power is required to support the energy time shift and many other stationary electricity storage applications commonly used on the grid today. A high-temperature electricity storage system requires chemical, thermal and mechanical technical approaches to achieve the long-duration and cost-effective electricity storage. This study presents a schematic of the high-temperature electricity storage system. The analysis of the roundtrip efficiency of the system and the levelized cost of storage (LCOS) is conducted based on the various operating conditions.
주택면적의 변화에 따른 가정용 초소형 연료전지 코제너레이션 시스템의 경제성 분석에 관한 연구
노철우(Roh, Chul-Woo),김민수(Kim, Min-Soo) 한국신재생에너지학회 2008 신재생에너지 Vol.4 No.2
The fuel cell system is environment-friendly and energy efficient system. Especially, the fuel cell cogeneration systems providing heat and electricity to buildings have been developed and applied to a lot of sites in the world to cope with the global warming and CO₂ emission problem. This paper presents the result of study on the economic evaluation with super-micro fuel cell (SMFC) cogeneration system by varying the floor area (132m²{sim}331m²) of the house, whose system capacity ranges from 0.10 kWe to 0.50 kWe. The electricity demand, heat demand, saved energy cost, and the simple pay-back period have been simulated for the various capacities of fuel cell cogeneration system. As a result, this study suggests the fuel cell system’s capacity decision strategy for a given house area. Contrary to conventional design assumptions, the smaller capacity fuel cell cogeneration system is appropriate for the house of large floor area to defense the progressive electricity tax, and the larger capacity fuel cell cogeneration system is appropriate for the house of small floor area to sell the electricity.
스마트하이웨이 플랫폼 전략과 스마트카 기술의 차세대 비즈니스 모델
노철우(Chul Woo Roh),이경호(Gyeong Ho Lee),김형태(Hyung Tae Kim),현재호(Jae Ho Hyun),김민수(Min Soo Kim) 한국자동차공학회 2013 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2013 No.5
국토해양부 스마트하이웨이 사업은 정보통신기술(ICT; information and communications technology)을 이용한 고속도로 첨단 선진화를 추구해 왔으며, 이러한 도로의 선진화와 함께 스마트 카(smart car) 기술을 필두로 차량과 정보통신기술 간의 융합을 선도하고 있다. 기존에는 도로기술과 자동차 기술이 분리되어 발전되어 온 측면이 있으나, 미래의 도로 및 자동차 기술은 정보통신기술로 긴밀히 연결됨으로써 주행 경제성과 안전성을 크게 향상시킬 수 있는 기술로 발돋움할 전망이다. 본 연구에서는 국토해양부 스마트하이웨이 사업단(한국도로공사)이 향후 취할 수 있는 플랫폼 전략을 고찰하고, 스마트 카 기술과의 융합을 통한 차세대 비즈니스모델을 발굴하며, 발굴된 비즈니스모델의 실제 사업화 시 발생할 수 있는 다양한 제반사항을 검토 및 분석하였다. 도로교통정보가 단순히 V2I(vehicle-to-Infra) 또는 V2V(vehicle-to-vehicle) 기술로 전달되는 것에 그치지 않고, 막대한 국부를 창출할 수 있는 미래 신성장 동력원으로서의 스마트 카 융합 비즈니스모델에 국가적 관심과 정책적 지원이 절실히 요청된다.
주택면적의 변화에 따른 가정용 초소형 연료전지 코제너레이션 시스템의 경제성 분석에 관한 연구
노철우(Roh, Chul-Woo),김민수(Kim, Min-Soo) 한국신재생에너지학회 2008 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2008 No.05
The fuel cell system is environment-friendly and energy efficient system. Especially, the fuel cell cogeneration systems providing heat and electricity to buildings have been developed and applied to a lot of sites in the world to cope with the global warming and CO₂ emission problem. This paper presents the result of study on the economic evaluation with super-micro fuel cell (SMFC) cogeneration system by varying the floor area (132m²{sim}331m²) of the house, whose system capacity ranges from 0.10 kWe to 0.50 kWe. The electricity demand, heat demand, saved energy cost, and the simple pay-back period have been simulated for the various capacities of fuel cell cogeneration system. As a result, this study suggests the fuel cell system's capacity decision strategy for a given house area. Contrary to conventional design assumptions, the smaller capacity fuel cell cogeneration system is appropriate for the house of large floor area to defense the progressive electricity tax, and the larger capacity fuel cell cogeneration system is appropriate for the house of small floor area to sell the electricity.
플러그인 하이브리드 전기자동차의 스마트 충전에 관한 연구
노철우(Roh, Chul-Woo),김민수(Kim, Min-Soo) 한국신재생에너지학회 2008 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2008 No.10
The most concerning issue in these days is the energy crisis by increasing threat of global warming and depletion of natural resources. In the situations, the Plug-in Hybrid Electric Vehicle (PHEV) is drawing attention from many countries for the next generation's car which has higher fuel efficiency and lower environmental impact. This paper presents simulation results about the limit capacity of central power-grid which doesn't have enough surplus electric power for charging PHEVs. Therefore, this paper also presents a smart charging system that can charge the PHEVs with a function of distributing demands of charging. The smart charging system is an agent facility between the government and consumer, which can recommend the best time to charge the battery of PHEVs by the lowest energy cost. This function of choosing time-slots is the technical system for the government which wants to control the consumption rate of electric power for PHEVs. Finally, this paper presents the economic feasibility of PHEVs from the two kinds of price system, midnight electric price and home electric price.