일반기술

연료전지 발전시스템

일반적으로, 용융탄산염 연료전지 발전시스템은 천연가스, 석탄가스 등 다양한 연료의 사용이 가능하며 연소과정 없이 650℃의 고온에서 연료가 바로 전기로 바뀌는 전기화학 반응에 의하여 전기를 생산하며 고체산화물 연료전지인 경우 천연가스, 석탄가스, 메탄올 등 다양한 연료사용과 1000℃의 고온에서 작동하므로 연료 전지의 후단에서 발생하는 고온 고압의 스팀을 이용하여 복합발전이 가능하다. 또한 연소과정이 없고 연료에서 전기로 직접 발전인 관계로 소음 및 대기오염 물질 배출이 적어 차세대 발전 방식으로 주목받고 있다. 본 기술은 고온형 연료전지 발전시스템인 용융탄산염 연료전지 스택과 고체산화물 연료전지 스택을 직접 연계 구성함으로써 연료공급 시에 사용되는 공급 열원을 줄이고, 각스택에 부하인버터/전력 제어기를 설치하여 스택에 부하량을 변화시킴으로써 스택 후단에서 사용되는 부가 발전의 가스 조건을 일정하게 맞추어 전체 연료전지 발전시스템의 효율을 높일 수 있는 연료전지 발전시스템인 것이다.본 기술은 용융탄산염연료전지스택과 고체산화물연료전지스택의 사이에 용융탄산염연료전지스택으로부터 전기화학반응된 가스를 고체산화물연료전지스택으로 공급하는 연료극/공기극 히터가 연결되면서, 이 연료극/공기극 히터에 용융탄산염 연료전지스택과 고체산화물 연료전지스택의 부하와 연료극/공기극 히터의 전력을 제어하는 부하인버터/전력 제어기가 연결되어, 용융탄산염 연료전지스택의 미반응된 가스와 공기를 상기 고체산화물 연료전지스택의 공급연료로 사용되는 한편, 고체산화물 연료전시스택에서 배출되는 공기량 또는 폐열원량이 재순환조절수단을 통해 조절되어 스택출구의 가스의 온도 및 압력을 제어할 수 있도록 된 것을 특징이다.이와같은 연료전지 발전 시스템은 용융탄산염 연료전지와 고체산화물 연료전지를 연계한 발전시스템을 구성하여 부가적인 공급 열량을 줄이고 연료 이용률을 증가시켜 연료전지 발전시스템 전체의 효율을 증가시키며, 석탄가스화 복합 발전이 이루어질 경우 생산된 석탄가스는 연계용 스택을 통하여 전기를 생산하게 되고 고온 고압의 배가스는 가스 터빈 및 배열회수 시스템을 통하여 부가 발전을 할 수 있다.