CNG 충전시스템

천연가스를 주행연료로 사용하는 자동차 즉 NGV(Natural Gas Vehicle)에 연료인 천연가스를 공급하는 시스템을 CNG(Compressed Natural Gas) 충전시스템이라 합니다.
특히, NGV는 천연가스를 연료로 사용함으로 석유 에너지를 완전히 대체 할 수 있으며 청정연료 사용에 의한 도심지의 대기오염을 방지하는데 큰 효과가 있습니다. 천연가스를 연료로 사용시, 배기가스는 가솔린 대비 NO계열 및 CO가 30~50%, CO2도 20~30% 적고 SO계열의 가스는 발생하지 않습니다. 또한 옥탄가가 가솔린의 96보다 높은 130으로 엔진의 압축비 향상으로 연료 소비량을 절약할 수 있습니다. 낮은 온도에서의 시동이 양호하고 내 노킹성이 우수합니다. 그리고 전국적인 배관망으로 연료에 대한 물류비를 절감 할 수 있습니다.

천연가스(NG : Natural Gas)

해저, 유전지대 등의 지하에서 채취하는 저급 탄화수소의 혼합물로, 메탄(CH4)이 주성분인 가연성가스를 총칭하는 것이며, 수송 및 저장을 위하여 -162℃로 냉각하면 부피가 1/600로 축소되어 무색투명한 액화천연가스(LNG : Liquefied Natural Gas)가 됩니다. 액화천연가스는 다시 기화과정을 거친 후 배관망을 통해 공급되어 발전용, 산업용, 가정용 등으로 사용되어집니다. 천연가스는 매장지역이 석유계 연료처럼 중동지역에 편중되어 있지 않고 세계 각지에 분포되어 있으며, 매장량도 풍부하여 장기적인 공급이 가능한 석유대체 에너지입니다.

- 천연가스의 안전성

천연가스는 공기보다 가볍기 때문에(공기비중 대비 0.65), 누출되어도 대기 중으로 빠르게 확산됩니다. 또한 연소 하한계(연소될 수 있는 공기 중의 연료농도의 하한)가 다른 연료에 비해 높고(약 4.5%), 자연발화온도도 높기 때문에 다른 연료보다 안전합니다.

- 천연가스의 경제성

천연가스는 전기나 석유보다 열효율이 뛰어나며, 지하배관으로 공급되므로 안정성이 뛰어나고 저장비용 및 집진비용이 절감되는 등 경제적인 연료입니다.

CNG 충전소

CNG 압축기

연료배관에서 저압의 가스를 고압(250bar)으로 압축하여 저장용기 또는 Dispenser로 공급하는 가장 중요한 역할을 수행합니다.
압축기 정지시에 각 배관에 남아있는 고압가스를 완화시키는 장치가 내장되어 있어야 합니다.
가스를 고압으로 압축할 때에 발생하는 열에 의한 온도 상승을 감소시키는 열교환기와 포함되어 있을 이 물질을 제거하기 위한 Filter가 장치되어 있어야 합니다.

CNG 충전기

광신의 CNG Dispenser는 200Bar의 압력으로 차량에 천연가스를 충전하는데 사용됩니다. 3-Line System을 기본 사양으로 채택하고 있으며 Single-line System도 공급 가능합니다. 3/4" SS Turbing과 Micromotion의 CNG-050 Mass Flow Meter를 탑재하여 77kg/min(4620m3/hr)의 충전 속도를 가지며, 실린더에 압력이 충전되었을 경우 140m3을 충전하는데 4분 이내에 가능합니다.

PRIORITY PANEL

CNG Fueling System은 일반적으로 Cascade 방식과 Buffer 방식을 사용하고 있습니다. 광신에서 제안하는 Cascade 방식은 동일 용량의 압축기로 더 많은 자동차를 충전할 수 있다는 장점이 있습니다. 다시 말해서 상대적으로 적은 용량의 압축기 만으로도 Buffer 방식을 사용하는 충전설비와 동등 이상의 충전능력을 가지고 있습니다. 이런 Cascade 방식에서 오케스트라의 지휘자와 같은 역할을 하는 것이 Priority Panel입니다.

광신의 Priority Panel은 압축기로부터 압축된 Gas를 High Pressure Bank, Medium Pressure Bank 그리고 Low Pressure Bank의 순서로 분배하는 기능을 수행하지만 모든 Bank(저장 실린더)가 비어있는 상태에서 차량의 충전이 필요한 경우 Bank로의 충전 없이 즉시 차량에 충전하는 기능 또한 가지고 있습니다.
일반적으로 Priority Panel은 복잡한 배관과 여러개의 Pressure switch, Solenoid valve, Block valve 등으로 구성되어 있어 잦은 고장과 많은 Maintenance를 필요로 하는 불편이 있기 때문에 우수한 방식임에도 불구하고 Buffer 방식을 수용하는 경우가 있습니다. 그러나 광신의 Priority Panel은 매우 간단한 기계식 구조로서 Maintenance가 거의 필요없는 탁월한 성능의 장치입니다.
또한 고객의 요구를 만족시키기 위해 자체 개발된 밸브를 사용함으로써 타사의 Priority Panel과 비교하여 충전속도가 빠르므로 에너지를 절약하는 효과가 있는 우수한 개발품입니다.

SCADA System

광신의 Scada 시스템은 크게 MMI System, PLC Control System, Auto Valve 등으로 구성되어 있으며 현장의 모든 제어 기기 및 측정 기기는 PLC System의 입,출력 Module로 제어가 이루어집니다. 즉 설치된 모든 센서(압력, 온도 등)의 아날로그 신호는 PLC A/D Module을 통해 디지털 신호로 변환되어 MMI System을 통하여 모니터링 되며, 또한 운영자는 설정치를 설정하여 원하는 설정값으로 제어가 가능합니다.

압축기 및 각종 밸브는 현재의 운전상태를 PLC Input Module을 통해 입력되어 모니터링이 가능하며, 충전소 관리동의 운영자는 이 모니터를 통하여 현장의 운전상태를 점검할 수 있습니다.
모든 운전기록(주요 부위의 온도 및 압력) 및 경보 발생 상황이 Data로 저장되어 각각의 압축기 별로 일간, 주간, 월간 및 연간 운전기록을 출력할 수 있으며, 전체 시스템의 운전기록도 동일하게 출력할 수 있습니다.
또한 모든 이상 발생 유무와 기타 상황에 대한 정보를 운영자에게 전달함으로써 전반적인 중앙감시체계 조건을 형성하고 Ethernet 또는 Internet을 통해 Main Computer와의 시스템 통합, 데이터 분석, 문제 발생시 조치 등을 수행합니다.

POS System

광신이 제공하는 Card Key System은 안정성, 효율성, 편리성을 갖춘 POS System으로 어떤 충전기 기종에서도 완벽한 호환성을 갖춘 PAM장비입니다.
이는 현재 사용중인 시스템 중에서 가장 안정적이며 확장성이 뛰어난 시스템으로써 사용자 위주의 편리성을 위하여 Windows 환경으로 구축하였기에 누구나 쉽게 사용 가능합니다.

STORAGE

광신의 저장실린더는 ASME 설계의 내용적 1300리터 용기 6개로 구성되어 있습니다. High Pressure Bank 1개, Medium Pressure Bank 2개 및 Low Pressure Bank 3개로 분류되는 저장실린더는 모두 250bar의 압력으로 저장할 수 있도록 설계되어 있습니다.

충전소의 연속 운전 중에는 Low Pressure Bank에서 120bar로 저장된 Gas를 차량에 100bar까지 충전하며, Medium Pressure Bank에서는 180bar로 저장된 Gas를 차량에 160bar까지 충전하고, 이어서 High Pressure Bank에서 220bar 이상으로 저장된 Gas를 차량에 200bar까지 충전합니다. 이때 최초 충전 속도의 17%까지 떨어지면 Low에서 Medium, High Pressure Bank로 충전 순서가 옮겨 갑니다.
그러나 충전을 요하는 자동차가 없을 경우 6개의 저장 실린더는 모두 압력 250 bar까지 압축된 Gas를 저장하고 있게 됩니다.
그러므로 1000리터 내외의 Buffer Vessel에서 15% 미만을 사용할 수 있는 Buffer System과는 비교할 수 없을 정도로 충분한 용량을 가짐으로써 급속 충전이 가능하고, 압축기의 Start/Stop 빈도를 현저히 줄임으로써 압축기의 수명을 연장하고 전력비를 절감할 수 있는 이점이 있습니다.