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연료전지 시스템
(Fuel cell System)

  • 연료전지 시스템이란?

    연료전지 시스템은 도시가스를 이용해 수소를 생산하고 공기중의 산소와의 전기화학반응을 통해 전기와 열을 발생시키는 발전기로서,
    고효율 (발전효율 > 35%, 열효율 > 50%), 친환경성(CO2 40%감소)을 특징으로 하는 제품으로 주택용, 산업용, 상업용 건물에 공급됩니다.

  • 연료전지 원리

    연료전지는 수소와 산소의 화학반응을 이용하여 전기를 생산하는 친환경 수소 발전 기술 입니다.

  • A_연료극(ANODE)

    수소는 연료극으로 투입되어 촉매에 의해
    수소양이온과 전자로 분리됨

  • B_전해질(ELECTROLYTE)

    이온만 통과시키는 물질로
    수소 이온은 연료극에서
    전해질을 통과하여 공기극으로 이동

  • C_공기극(CATHODE)

    전해질을 통과한 수소양이온과
    공기극으로 투입된 산소가
    촉매에 의해 서로 결합해 물이 생성

  • D_전기(ELECTRICITY)

    전자가 외부의 회로를 통해 이동하며
    전기를 생성

연료전지 구조

시스템 구성

연료전지 핵심부품
(Fuel cell core parts)

스택(Stack)

MEA(Membrane Electrode Assembly)는 수소와 산소의 전기화학반응을 담당하는 연료전지의 핵심부품

  • 스택 5kW

    • 정격출력

      1.3kW

    • 최대출력

      3kW

    • 연료

      수소, 개질가스(도시가스)

    • 산화제

      공기

    • 양론비

      1.25 ~ 1.5 (Anode), 2.0 (Cathode)

    • 크기

      210mm x 140mm x 210 mm(W x D x H)

    • 중량

      약 14.7 kg (dry)

    • 운전조건

      온도 65℃

  • 스택 5kW

    • 정격출력

      6.5kW

    • 최대출력

      15kW

    • 연료

      수소, 개질가스(도시가스)

    • 산화제

      공기

    • 양론비

      1.25 ~ 1.5 (Anode), 2.0 (Cathode)

    • 크기

      435mm x 200mm x 380 mm(W x D x H)

    • 중량

      약 53 kg (dry)

    • 운전조건

      온도 65℃

  • 스택 10kW

    • 정격출력

      13kW

    • 최대출력

      30kW

    • 연료

      수소, 개질가스(도시가스)

    • 산화제

      공기

    • 양론비

      1.25 ~ 1.5 (Anode), 2.0 (Cathode)

    • 크기

      620mm x 200mm x 380 mm(W x D x H)

    • 중량

      약 69 kg (dry)

    • 운전조건

      온도 65℃

개질기

개질기는 도시가스의 주성분인 메탄을 수소로 전환시켜 스택에 공급해 주는 장치입니다.

  • 개질기 1kW

    • 타입

      원통형

    • 연료

      LNG , LPG

    • 가스 사용량

      0.26 Nm3/hr (LNG 기준)

    • 연료 전환율

      90% 이상

    • Steam/carbon ratio

      2.7 ~ 3.0

    • Prox O2/CO ratio

      1.5

    • 반응기 구성

      Reformer. CO-shift, Prox, Burner

    • 크기

      직경 270mm 높이 560mm

  • 개질기 10kW

    • 타입

      원통형

    • 연료

      LNG , LPG

    • 가스 사용량

      2.6 Nm3/hr (LNG 기준)

    • 연료 전환율

      90% 이상

    • Steam/carbon ratio

      2.7 ~ 3.0

    • Prox O2/CO ratio

      1.5

    • 반응기 구성

      Reformer. CO-shift, Prox, Burner

    • 크기

      600x700X1700 mm

제원

연료전지 시스템 - PEMFC – 1kW의 제원

구분 단위 1kW
연료 도시가스
시스템 출력 1kW±10%
크기 mm (W * D * H) 500*700*1,620
월간 최대 발전량 kW/월 720
정격 열 생산량 kcal/h 1,200
가스소비량 Nm3/h 0.256
정격 발전효율 %(LHV) 35
정격 열 회수효율 %(LHV) 50
정격 총 효율 %(LHV) ≥ 86
계통연계 계통연계 운전
전원 220V, 단상
중랑 Kg 약 250

연료전지 시스템 - PEMFC – 5kW의 제원

구분 단위 5kW
연료 도시가스
시스템 출력 5kW±10%
크기 mm (W * D * H) 1,700 x 700 x 1,700
월간 최대 발전량 kW/월 3,600
정격 열 생산량 kcal/h 6,000
가스소비량 Nm3/h 1.28
정격 발전효율 %(LHV) 35
정격 열 회수효율 %(LHV) 50
정격 총 효율 %(LHV) ≥ 88
계통연계 계통연계 운전
전원 220V, 단상
중랑 Kg 약 700

연료전지 시스템 - PEMFC – 10kW의 제원

구분 단위 10kW
연료 도시가스
시스템 출력 10kW±10%
크기 mm (W * D * H) 1,700 x 700 x 1,700
월간 최대 발전량 kW/월 7,200
정격 열 생산량 kcal/h 12,000
가스소비량 Nm3/h 2.56
정격 발전효율 %(LHV) 35
정격 열 회수효율 %(LHV) 50
정격 총 효율 %(LHV) ≥ 92
계통연계 계통연계 운전
전원 380V, 3상
중랑 Kg 약 700

설치사례

  • 양천구 신월6동 복합청사 12kW ( 10kW 1 Set / 1kW 2 Sets )

  • 영등포우체국 32kW ( 10kW 3 Sets / 1kW 2 Sets )