| 초록 |
스택과 BOP의 모델링 및 Steady state와 Dynamic state에서의 특성에 대해 연구를 진행하였다. 먼저 스택에 대한 세부 모델식을 수립하여 Simulation을 진행하였으며, Dynamic state에서의 변화를 위치 별로 자세하게 알아 보았다. 비교적 간단하면서도 스택 내부의 변화를 잘 표현 할 수 있는 모델이 필요하게 되었으며, 이에 위의 Dynamic simulation결과를 적절히 활용할 수 있는 Gain Matrix를 구하였다. 이러한 Gain을 사용하여 스택 내부의 열, 물질 관계식을 만족시키는 모델을 제시하였고, 여기에 각각의 BOP 유닛을 추가하여 Aspen Plus 모델을 제시하였다. 스택 모델은 ACM(Aspen Custom Modeler) 내에서 CH4, H2, O2, H2O, CO2의 key components를 도입하여 평형 모델식을 구성하였고, 부하 변화에 따른 시스템의 영향을 고려하기 위해 H2O, CO2, H2의 물질 구성식에를 추가로 고려하여 전류밀도에 따른 반응량의 변화를 나타내었다. 다음으로 Aspen Plus에서 스택 모델과 BOP 시스템을 연결하여 약 266.7kW급 연료전지 발전 시스템을 모사하였다. MCFC 시스템의 성능을 분석하고, 제어변수와 제어루프를 구성하였으며 Load, Set point, 재순환비 등의 변화에 대해 연구하였다. 주요 조업변수로는 연료이용률, 전류밀도, S/C ratio, 재순환 비를 선택하였고, 이에 따른 시스템의 성능을 분석하였다. |
