수소 연료전지 3중 열병합 시스템 적용 온실의 BES 모델 설계 및 동적 에너지 분석 = Design of BES Model and Analysis of Dynamic Energy for Greenhouse with Hydrogen Fuel Cell Technology Based Trigeneration System
저자
이승헌 ( Seung-hun Lee ) ; 김락우 ( Rack-woo Kim ) ; 이승기 ( Seung-kee Lee ) ; 김웅 ( Woong Kim ) ; 한재웅 ( Jae-woong Han )
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학술지명
권호사항
발행연도
2021
작성언어
-주제어
자료형태
학술저널
수록면
346-346(1쪽)
제공처
우리나라는 높은 일교차와 사계절로 인한 뚜렷한 기후변화로 인해 작물의 적정생육환경을 유지할 수 있는 시설 재배 농업이 지속적으로 발달 및 증가하고 있다. 시설 재배 농업에서는 작물의 적정생육온도를 유지하기 위해서 필연적으로 냉·난방장치를 가동하여야 한다. 하지만 시설난방에 사용되는 유류와 같은 화석연료 비용의 증가 및 고갈하고 있는 상황을 고려할 때, 시설재배 농가의 경영 안정선을 확보하기 위하여 난방비용을 절감시킬 수 있는 에너지 시스템 개발이 필요하다. 이러한 현실적 문제점과 함께 그린수소 기반의 친환경 에너지 신산업 정책에 따라 수소 연료전지 3중 열병합 시스템은 차세대 냉·난방장치로 부상하고 있다. 수소 연료전지 3중 열병합 시스템은 PEMFC-흡착식 냉방기-온열/난방기-EHP로 구성되어 최적화된 3중 열병합 시스템을 구축하고 냉난방 계절별/일별 외기 변화에 대한 부하가 최적화 되어 있으며 전기 및 난방 비용의 절감 및 온실가스 배출량을 감소 시킬 수 있다. 따라서, 본 연구의 최종 목적은 수소 연료전지 3중 열병합 시스템을 냉·난방장치로써 온실에 적용하기 위하여 대상 온실이 요구하는 에너지 부하량과 운영 조건에 따른 부하 변동을 정확하게 예측하고 적정설계용량을 결정하고자 한다. 본 연구에서는 연구의 초기 단계로 동적해석방법을 활용하여 온실 내외부 열교환을 모의할수 있는 BES(Building Energy Simulation)을 활용하여 토마토를 생육하는 3연동 온실을 대상으로 작물 모델링과 토양에너지 모델링을 진행하였다. 대상지역은 전주로 선정하였으며 2020년의 기상데이터를 바탕으로 온실의 냉난방부하를 산정하였다. 본 연구의 결과를 활용하여 수소 연료전지 3중 열병합 시스템을 적정용량으로 설계하고 각 지역별 다양한 온실에 최적으로 적용할 수 있을 것이라고 기대된다. 더 나아가 기간별 에너지 부하량을 정확하게 예측하여 설치 기준 및 운영 방안을 설정할 수 있을 것이라고 판단된다.
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