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주거용의 연료전지와 결합한 열병합발전시스템의 최신 동향

전문가 제언: ○ 가정용 연료전지 열병합발전 기술은 연료전지 발전과 여기에서 나오는 열을 이용하여 난방이나 온수 등으로 사용한다. 시스템에서 발전된 전력은 발전유닛에 내장된 계통연계 인버터를 사이에 두고 상용전력계통에 연계되어 가정 내에 전력부하로 공급되며 발전유닛에서 회수된 열은 저장탱크에 저장되어 목욕 및 급탕으로 사용한다.

○ 열병합발전(CHP: Combined Heat and Power)은 엔진 계통과 고체고분자형 연료전지( PEMFC : polymer electrolyte membrane fuel cell), 고체산화물형 연료전지( SOFC : solid oxide fuel cell)의 운용상의 차이는 열전비(thermoelectric ratio ; 발전효율과 비열효율의 비율)에 따라 비열출력이 600W～3㎾까지 다르기 때문에 각각의 발전방식 특징에 맞추어 적용분야 및 운전방식이 달라진다.

○ PEMFC 운전제어는 가스엔진의 학습최적운전을 발전시킨 것으로 가동온도가 낮고 고출력밀도로 소형으로 제작하는 것이 가능하며, 발전효율이 높다. SOFC는 촉매가 PEMFC의 백금(Pt)에 비해 가격이 저렴한 니켈 계통을 사용하며 내부개질이 가능하여 고온의 비열이용이 가능한 것이 특징이다.

○ 이 글은 GHG의 발생을 줄이고 에너지 발생 기기의 효율을 최대화하여 발전효율과 열효율을 합쳐서 전체 효율이 90%에 이르게 하는 시도이다. 연료전지는 아직 개발이 진행 중인 기술로 물관리 및 촉매 재료의 첨단화기술 등에서 많은 진전이 있는 가운데 획기적 원천기술이 나올 가능성도 충분히 있는 젊은 분야이다.

○ 국내는 연료전지에 2003-2012년 기간에 기술개발 예산 US$ 118억을 배분하였다. 2004년에 첫 1kW용량의 가정용 연료전지 시스템(RPG, Residential Power Generator)을 시운전에 들어갔다. 그 후 GS Fuel Cell, Fuel Cell Power, HyoSung과 LS 4개 회사가 연료전지 시범을 시작하면서 2006년과 2009년 사이에 보조금을 포함하여 US$ 18백만에 210기를 설치하였다.

저자: Harikishan R. Ellamla, et al.
자료유형: 니즈학술정보