KR101380671B1 - Fuel cell power generator and method of controlling the same - Google Patents

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Abstract

연료 전지 발전기 및 그 제어 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 연료 전지 발전기는, 연료와 산화제의 전기 화학적 반응에 의해 전력을 생산하는 연료 전지부와; 제 1 스위치를 통해 연료 전지부와 전기적으로 연결되며, 연료 전지부의 기동 시 발생하는 램프 업 구간에서 발생하는 잉여 전력을 저장하는 배터리와; 제 2 스위치를 통해 배터리와 전기적으로 연결되는 열 저항과; 배터리의 충전 전력이 미리 정해진 상한 기준을 초과하면 제 2 스위치를 온 시켜서 배터리의 충전 전력이 열 저항을 통해 소모되도록 제 2 스위치를 제어하는 제어부를 포함한다.A fuel cell generator and control method thereof are disclosed. Fuel cell generator according to an embodiment of the present invention, the fuel cell unit for producing electric power by the electrochemical reaction of the fuel and the oxidant; A battery electrically connected to the fuel cell unit through a first switch, the battery storing surplus power generated in a ramp-up period generated when the fuel cell unit is started; A thermal resistance electrically connected to the battery via the second switch; And a controller configured to control the second switch to turn on the second switch when the charging power of the battery exceeds a predetermined upper limit criterion so that the charging power of the battery is consumed through the thermal resistance.

Figure R1020120041449
Figure R1020120041449

Description

연료 전지 발전기 및 그 제어 방법{FUEL CELL POWER GENERATOR AND METHOD OF CONTROLLING THE SAME}FUEL CELL POWER GENERATOR AND METHOD OF CONTROLLING THE SAME

본 발명은 연료 전지 발전기에 관한 것으로, 특히 용융 탄산염(Molten Carbonate Fuel Cell, MCFC) 타입의 연료 전지 발전기에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel cell generator, and more particularly to a fuel cell generator of the molten carbonate (Molten Carbonate Fuel Cell, MCFC) type.

연료 전지는 산화에 의해서 생기는 화학 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 전지로서, 화학 전지와 달리 반응물이 외부에서 연속적으로 공급되고 반응 생성물이 계외로 제거된다. 연료 전지의 가장 대표적 형태는 수소-산소 연료 전지이고, 작동온도에 따라 고온형과 저온형(예컨대, 300℃이상은 고온형, 그 이하는 저온형)으로 구분한다.A fuel cell is a cell that directly converts chemical energy generated by oxidation into electrical energy. Unlike a chemical cell, a reactant is continuously supplied from the outside and a reaction product is removed out of the system. The most typical type of fuel cell is a hydrogen-oxygen fuel cell, which is classified into a high temperature type and a low temperature type (eg, a high temperature type at 300 ° C or higher, and a low temperature type thereof) depending on the operating temperature.

연료 전지의 구체적인 원리를 살펴보면, 수소는 양극(Anode)을 통과하고 산소는 음극(Cathode)을 통과하면서, 수소는 전기 화학적으로 산소와 반응하여 물을 생성하면서 전극에 전류를 발생시킨다. 전자가 전해질을 통과하면서 직류 전력이 발생하며 열도 부수적으로 생산된다. 직류 전류는 직류 전동기의 동력으로 사용되거나 인버터에 의해 교류 전류로 변환되어 사용된다. 연료 전지에서 발생된 열은 개질을 위한 증기를 발생시키거나 냉난방 열로 사용될 수 있으며, 사용되지 않을 경우에는 배기 열로 배출된다.Looking at the specific principle of the fuel cell, hydrogen passes through the anode and oxygen passes through the cathode, while hydrogen reacts with oxygen electrochemically to generate water, generating current at the electrode. As electrons pass through the electrolyte, direct current power is generated and heat is incidentally produced. DC current is used as the power of a DC motor or converted into AC current by an inverter. The heat generated by the fuel cell can be used to generate steam for reforming or to be used for heating and cooling, or when not used, it is discharged as exhaust heat.

금속 촉매를 사용하지 않는 고온형의 MCFC를 제 2 세대 연료 전지로 구분하고, 보다 높은 효율로 발전을 하는 고분자 전해질 막 연료 전지(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell, PEMFC)를 제 3 세대의 연료 전지로 구분한다.High-temperature MCFC without metal catalyst is classified into 2nd generation fuel cell, and Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (PEMFC), which generates power with higher efficiency, is classified into 3rd generation fuel cell. do.

이 가운데, 특히 MCFC는 대용량 출력이 가능하고, 수명도 다른 연료 전지들에 비해 길기 때문에 선박용 연료 전지로 사용하기 위한 연구가 다양하게 이루어지고 있다.Among them, in particular, the MCFC is capable of large-capacity output and has a long life compared to other fuel cells, and thus various researches for use as a marine fuel cell have been made.

이와 같은 MCFC 타입의 연료 전지는 매우 고온에서 전기 화학적 반응이 일어나 전력이 생성되기 때문에, 초기 기동 시 전기 화학적 반응이 일어나기 위한 온도에 도달하기까지의 시간(램프 업 구간) 동안 정격 출력에 해당하는 전력을 생산하지 못하기 때문에, 이에 대한 대책이 요구된다고 할 수 있다.Since the MCFC type fuel cell generates electric power by an electrochemical reaction at a very high temperature, the electric power corresponding to the rated power during the time (lamp up period) to reach a temperature for the electrochemical reaction at the initial startup is generated. Since it does not produce, it can be said that countermeasures are required.

본 발명의 실시 예에 따른 연료 전지 발전기 및 그 제어 방법은, MCFC 타입의 연료 전지 발전기의 초기 기동 시 램프 업 구간에서 발생하는 잉여 전력에 효과적으로 대응할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.A fuel cell generator and a control method thereof according to an embodiment of the present invention have an object to effectively cope with the surplus power generated in the ramp-up period during the initial startup of the MCFC type fuel cell generator.

본 발명의 일 측면에 따르면, 연료와 산화제의 전기 화학적 반응에 의해 전력을 생산하는 연료 전지부; 제 1 스위치를 통해 상기 연료 전지부와 전기적으로 연결되며, 상기 연료 전지부의 기동 시 발생하는 램프 업 구간에서 발생하는 잉여 전력을 저장하는 배터리; 제 2 스위치를 통해 상기 배터리와 전기적으로 연결되는 열 저항; 제 3 스위치를 통해 상기 배터리와 전기적으로 연결되는 부하; 제 4 스위치를 통해 상기 연료 전지부와 전기적으로 연결되어 상기 부하에 전력을 공급하는 전력 공급부; 및 상기 배터리의 충전 전력이 미리 정해진 상한 기준을 초과하면 상기 제 2 스위치를 온 시켜서 상기 배터리의 충전 전력이 상기 열 저항을 통해 소모되도록 상기 제 2 스위치를 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 전력 공급부의 블랙아웃 발생 시 상기 제 3 스위치를 온 시켜서 상기 배터리의 충전 전력이 상기 부하에 공급되도록 하는 연료 전지 발전기가 제공될 수 있다.According to an aspect of the invention, the fuel cell unit for producing electric power by the electrochemical reaction of the fuel and the oxidant; A battery electrically connected to the fuel cell unit through a first switch and configured to store surplus power generated in a ramp-up period generated when the fuel cell unit is started; A thermal resistance electrically connected to the battery via a second switch; A load electrically connected to the battery via a third switch; A power supply unit electrically connected to the fuel cell unit through a fourth switch to supply power to the load; And a controller configured to control the second switch to turn on the second switch when the charging power of the battery exceeds a predetermined upper limit reference value so that the charging power of the battery is consumed through the thermal resistance. When the blackout occurs in the power supply, a fuel cell generator may be provided to turn on the third switch so that charging power of the battery is supplied to the load.

상술한 연료 전지 발전기에서, 상술한 연료 전지부가 용융 탄산염(Molten Carbonate Fuel Cell, MCFC) 타입일 수 있다.In the above-described fuel cell generator, the fuel cell unit may be a molten carbonate (MCFC) type.

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상술한 연료 전지 발전기에서, 상술한 제어부는, 배터리의 충전 전력이 미리 정해진 하한 기준 미만으로 감소하면 제 2 스위치를 오프 시켜서 열 저항을 통한 배터리의 충전 전력의 소모를 중지시킬 수 있다.In the above-described fuel cell generator, the controller may stop the consumption of the charging power of the battery through the thermal resistance by turning off the second switch when the charging power of the battery decreases below a predetermined lower limit.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 연료와 산화제의 전기 화학적 반응에 의해 전력을 생산하는 연료 전지부와, 제 1 스위치를 통해 상기 연료 전지부와 전기적으로 연결되는 배터리와, 제 2 스위치를 통해 상기 배터리와 전기적으로 연결되는 열 저항과, 제 3 스위치를 통해 상기 배터리와 전기적으로 연결되는 부하와, 제 4 스위치를 통해 상기 연료 전지부와 전기적으로 연결되어 상기 부하에 전력을 공급하는 전력 공급부를 포함하는 연료 전지 발전기의 제어 방법에 있어서, 상기 연료 전지부를 기동시키고; 상기 연료 전지부의 기동 시 발생하는 램프 업 구간에서 발생하는 잉여 전력이 상기 배터리에 저장되도록 상기 제 1 스위치를 온 시키며; 상기 배터리를 충전하는 동안 상기 배터리의 충전 전력이 미리 정해진 상한 기준을 초과하면 상기 제 2 스위치를 온 시켜서 상기 배터리의 충전 전력이 상기 열 저항을 통해 소모되도록 하되, 상기 전력 공급부의 블랙아웃 발생 시 상기 제 3 스위치를 온 시켜서 상기 배터리의 충전 전력이 상기 부하에 공급되도록 하는 연료 전지 발전기의 제어 방법이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a fuel cell unit that generates electric power by an electrochemical reaction between a fuel and an oxidant, a battery electrically connected to the fuel cell unit through a first switch, and the battery through a second switch. A heat resistance electrically connected to the battery; a load electrically connected to the battery through a third switch; and a power supply unit electrically connected to the fuel cell unit through a fourth switch to supply power to the load. A control method of a fuel cell generator, comprising: starting the fuel cell unit; Turning on the first switch so that surplus power generated in a ramp-up period generated at startup of the fuel cell unit is stored in the battery; If the charging power of the battery exceeds a predetermined upper limit while charging the battery, the second switch is turned on so that the charging power of the battery is consumed through the thermal resistance. A control method of a fuel cell generator may be provided by turning on a third switch so that charging power of the battery is supplied to the load.

상술한 연료 전지 발전기의 제어 방법에 있어서, 연료 전지부가 용융 탄산염(Molten Carbonate Fuel Cell, MCFC) 타입일 수 있다.In the above-described method for controlling a fuel cell generator, the fuel cell unit may be a molten carbonate (MCFC) type.

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상술한 연료 전지 발전기의 제어 방법에 있어서, 배터리의 충전 전력이 미리 정해진 하한 기준 미만으로 감소하면 제 2 스위치를 오프 시켜서 열 저항을 통한 배터리의 충전 전력의 소모를 중지시킬 수 있다.In the above-described control method of the fuel cell generator, when the charging power of the battery decreases below a predetermined lower limit, the second switch may be turned off to stop the consumption of the charging power of the battery through the thermal resistance.

본 발명의 실시 예에 따른 연료 전지 발전기 및 그 제어 방법은, MCFC 타입의 연료 전지 발전기의 초기 기동 시 램프 업 구간에서 발생하는 잉여 전력에 효과적으로 대응할 수 있도록 한다.The fuel cell generator and its control method according to an embodiment of the present invention can effectively cope with the surplus power generated in the ramp-up period during the initial startup of the MCFC type fuel cell generator.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 연료 전지 발전기를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 연료 전지 발전기의 기동 시의 출력 전력의 특성을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 연료 전지 발전기의 기동 시의 잉여 전력 처리 방법을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 연료 전지 발전기의 램프 업 구간 종료 후 전력 공급부의 블랙아웃 발생 시의 제어 방법을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 연료 전지 발전기의 램프 업 구간 종료 후 전력 공급부가 정상 상태일 때의 제어 방법을 나타낸 도면.1 is a view showing a fuel cell generator according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing the characteristics of the output power at the start of the fuel cell generator according to the present invention.
3 is a diagram illustrating a method of processing surplus power at startup of a fuel cell generator according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 is a view illustrating a control method when a blackout occurs in the power supply unit after the ramp up period of the fuel cell generator according to the exemplary embodiment of the present invention.
5 is a view illustrating a control method when the power supply unit is in a normal state after the ramp-up period of the fuel cell generator according to the exemplary embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed according to the intentions or customs of the user, the operator, and the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 연료 전지 발전기를 나타낸 도면이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 연료 전지 발전기는, 연료 전지부(102)와 배터리(104), 제어부(106), 복수의 스위치(152a)(152b)(152c)(152d)를 포함할 수 있다. 연료 전지부(102)는 산화에 의해 발생하는 화학 에너지를 전기 에너지로 변환하여 직류 전력 및 교류 전력을 생산한다. 연료 전지부(102)에서 생산되는 교류 전력은 스위치(152a)(제 4 스위치)를 통해 전력 공급부(108)에 전달되고, 전력 공급부(108)는 전달된 전력을 선박의 각 부하(110)로 공급한다. 전력 공급부(108)는 선박의 전력 공급 계통 전체를 의미할 수 있다. 여기서 부하(110)는 선박을 구성하는 여러 장치들 가운데 전력 공급부(108)를 통해 전력을 공급받아 동작하는 여러 장치들이다. 연료 전지부(102)에서 생산되는 직류 전력은 스위치(152b)(제 1 스위치)를 통해 배터리(104)에 전달되고, 배터리(104)는 연료 전지부(102)로부터 전달되는 직류 전력에 의해 충전된다. 배터리(104)의 충전 전력은 전력 공급부(108)에 이상이 발생하여 정상적인 전력 공급이 이루어지지 못할 때 스위치(152c)(제 3 스위치)를 통해 부하(110)에 공급되어 부하(110)에서 필요로 하는 필수적인 전력 공급이 이루어질 수 있도록 한다. 이 경우 배터리(110)의 전력이 직류 전력이므로, 만약 교류 전력을 필요로 하는 부하인 경우에는 배터리(110)의 직류 전력이 도시되지 않은 별도의 교류 변환기를 통해 교류로 변환되어 공급될 수 있다. 또 배터리(104)의 충전 전력은 스위치(152d)(제 2 스위치)를 통해 열 저항(112)에 공급되어 열 발산의 형태로 소비될 수 있다. 예를 들면 배터리(104)가 완전히 충전된 상태임에도 불구하고 연료 전지 스택(168)에서 계속해서 잉여 전력이 발생하는 경우 열 저항(112)을 통해 잉여 전력을 소비할 수 있다. 열 저항(112)은 연료 전지 스택(168)의 최대 발전 용량을 감당할 수 있는 저항 값을 갖는다. 제어부(106)는 전력 공급부(108)와 통신하여 전력 공급부(108)의 이상 유무(예를 들면 블랙아웃 등)를 판별하고, 배터리(104)의 충전 상태를 확인하며, 복수의 스위치(152a)(152b)(152c)(152d)를 온/오프 제어한다.1 is a view showing a fuel cell generator according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a fuel cell generator according to an exemplary embodiment of the present invention includes a fuel cell unit 102, a battery 104, a control unit 106, and a plurality of switches 152a, 152b, 152c ( 152d). The fuel cell unit 102 converts chemical energy generated by oxidation into electrical energy to produce DC power and AC power. The AC power produced by the fuel cell unit 102 is transmitted to the power supply unit 108 through the switch 152a (fourth switch), and the power supply unit 108 transfers the transmitted power to each load 110 of the ship. Supply. The power supply unit 108 may mean the entire power supply system of the ship. Here, the load 110 is a plurality of devices that operate by receiving power through the power supply unit 108 of the various devices constituting the ship. The direct current power produced by the fuel cell unit 102 is transferred to the battery 104 through the switch 152b (first switch), and the battery 104 is charged by the direct current power transmitted from the fuel cell unit 102. do. The charging power of the battery 104 is supplied to the load 110 through the switch 152c (third switch) when an abnormality occurs in the power supply unit 108 and the normal power supply is not performed, thereby requiring the load 110. To ensure that the necessary power supply is achieved. In this case, since the power of the battery 110 is DC power, in the case of a load requiring AC power, the DC power of the battery 110 may be converted into AC through a separate AC converter and not supplied. In addition, the charging power of the battery 104 may be supplied to the thermal resistance 112 through the switch 152d (second switch) and consumed in the form of heat dissipation. For example, if excess power continues to be generated in the fuel cell stack 168 even when the battery 104 is fully charged, the surplus power may be consumed through the thermal resistance 112. The thermal resistance 112 has a resistance value that can bear the maximum power generation capacity of the fuel cell stack 168. The control unit 106 communicates with the power supply unit 108 to determine whether there is an abnormality of the power supply unit 108 (for example, blackout, etc.), confirms the state of charge of the battery 104, and controls the plurality of switches 152a. (152b) 152c and 152d are controlled on / off.

연료 전지부(102)는 수소 저장 탱크(162)와 연료 저장 탱크(164), 연료 개질기(166), 연료 전지 스택(168), 산소 저장 탱크(170), DC/DC 인버터(172), DC/AC 인버터(174)를 포함할 수 있다. 수소 저장 탱크(162)는 수소를 저장하기 위한 것이고, 연료 저장 탱크(164)는 액화 천연 가스(LNG)와 같은 연료를 저장하기 위한 것이며, 산소 저장 탱크(170)는 산소를 저장하기 위한 것이다. 도 1에 나타낸 연료 전지부(102)는 용융 탄산염(Molten Carbonate Fuel Cell, MCFC) 타입으로서, 기본적으로 수소와 산소를 반응시켜 전력을 생산하며, 이를 위해 수소 저장 탱크(162)로부터 수소를 공급받고 산소 저장 탱크(170)로부터 산소를 공급받아 전력을 생산한다. 또는 연료 저장 탱크(164)로부터 공급되는 연료(액화 천연 가스)를 연료 개질기(166)를 통해 개질(改質)하여 여기서 수소를 얻을 수도 있다. 연료 전지 스택(168)에서 발생한 전력은 DC/DC 인버터(172)를 통해 직류로 정류된 후 다시 DC/AC 인버터(174)를 통해 특정 상(相)의 교류 전력(예를 들면 3상 교류 전력 등)으로 변환되어 스위치(152a)를 통해 전력 공급부(108)에 전달된다. 또한 DC/DC 인버터(172)에서 만들어진 직류 전력은 스위치(152b)를 통해 배터리(104)로 전달되어 충전된다.The fuel cell unit 102 includes a hydrogen storage tank 162, a fuel storage tank 164, a fuel reformer 166, a fuel cell stack 168, an oxygen storage tank 170, a DC / DC inverter 172, a DC. / AC inverter 174 may be included. The hydrogen storage tank 162 is for storing hydrogen, the fuel storage tank 164 is for storing fuel, such as liquefied natural gas (LNG), and the oxygen storage tank 170 is for storing oxygen. The fuel cell unit 102 shown in FIG. 1 is a molten carbonate (Molten Carbonate Fuel Cell, MCFC) type, which basically generates power by reacting hydrogen and oxygen, and receives hydrogen from the hydrogen storage tank 162 for this purpose. The oxygen is supplied from the oxygen storage tank 170 to produce power. Alternatively, the fuel (liquefied natural gas) supplied from the fuel storage tank 164 may be reformed through the fuel reformer 166 to obtain hydrogen here. The power generated by the fuel cell stack 168 is rectified by DC through the DC / DC inverter 172 and then again by the DC / AC inverter 174 in the specific phase AC power (for example, three-phase AC power). Etc.) and is transmitted to the power supply 108 through the switch 152a. In addition, the DC power generated by the DC / DC inverter 172 is transferred to the battery 104 through the switch 152b and charged.

도 2는 본 발명에 따른 연료 전지 발전기의 기동 시의 출력 전력의 특성을 나타낸 도면이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 연료 전지 발전기의 기동 시에는 출력 전력이 정격 출력에 도달하기까지 출력 전력이 점차 상승하는 램프 업(Ramp Up) 구간이 존재한다. 다양한 형태의 연료 전지 가운데 용융 탄산염 타입의 연료 전지는 고온형 연료 전지로서 약 600℃의 비교적 고온에 도달해야 정격 출력의 전력 생산이 이루어진다. 따라서 용융 탄산염 타입의 연료 전지 발전기가 정지한 상태에서 정격 출력의 전력 생산이 이루어지기 위해서는 용융 탄산염 타입의 연료 전지를 약 600℃까지 예열하는 과정을 거쳐야 한다. 도 2의 램프 업 구간은 용융 탄산염 타입의 연료 전지 발전기가 기동을 시작한 이후 정격 출력의 전력을 생산하기까지의 예열 시간에 해당한다. 용융 탄산염 타입의 연료 전지의 예열 온도 상승률은 약 20℃/h ? 30℃/h 정도로 알려져 있으며, 이 경우 600℃에 도달하기 위해서는 20-30시간 정도의 예열 과정이 필요할 수 있다.2 is a view showing the characteristics of the output power at the start of the fuel cell generator according to the present invention. As shown in FIG. 2, there is a ramp up section in which the output power gradually increases until the output power reaches the rated output at the start of the fuel cell generator. Among the various types of fuel cells, the molten carbonate type fuel cell is a high temperature fuel cell, and reaches a relatively high temperature of about 600 ° C. to produce power at rated output. Therefore, the molten carbonate fuel cell generator has to be preheated to about 600 ° C. in order to produce power at the rated output while the fuel cell generator of the molten carbonate fuel cell is stopped. The ramp-up section of FIG. 2 corresponds to a preheating time after the molten carbonate type fuel cell generator starts to produce power at rated output. The preheat temperature rise rate of the molten carbonate type fuel cell is about 20 ° C./h? It is known as about 30 ℃ / h, in which case it may require 20-30 hours of preheating process to reach 600 ℃.

이와 같은 램프 업 구간에서 생산되는 전력은 부하 측에서 요구하는 정격 출력에 미치지 못하기 때문에 일반적인 부하(110)에 공급할 수 없는데, 본 발명에서는 용융 탄산염 타입의 연료 전지 발전기의 램프 업 구간에서 발생하는 잉여 전력을 효율적으로 제거 및 활용하기 위한 장치 및 방법을 제안하고자 한다. 예를 들면, 열 저항(112)을 통해 열 발산의 형태로 소비하거나, 또는 전력 공급부(108)에 이상이 발생하여 정상적인 전력 공급이 이루어지지 못할 때 부하(110)에서 필요로 하는 필수적인 전력 공급이 이루어질 수 있도록 한다.Since the power produced in the ramp-up section does not reach the rated output required by the load side, it cannot be supplied to the general load 110. In the present invention, surplus generated in the ramp-up section of the molten carbonate type fuel cell generator An apparatus and method for efficiently removing and utilizing power are proposed. For example, the necessary power supply required by the load 110 may be consumed in the form of heat dissipation through the thermal resistance 112 or when the power supply 108 fails and a normal power supply is not achieved. Make it happen.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 연료 전지 발전기의 기동 시의 잉여 전력 처리 방법을 나타낸 도면이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 연료 전지부(102)의 기동을 시작하면 연료 전지 스택(168)의 출력 전력에 램프 업이 시작된다(302). 연료 전지부(102)의 기동과 함께, 제어부(106)는 스위치(152b)를 온 시키고 나머지 스위치(152a)(152c)(152d)를 오프 시켜서 램프 업 구간에서의 연료 전지부(102)의 출력 전력에 의해 배터리(104)가 충전되도록 한다(304). 배터리(104)가 충전되는 동안, 제어부(106)는 배터리(104)의 충전량이 미리 설정된 상한 기준을 초과하는지를 확인한다(306). 미리 설정된 상한 기준은, 예를 들면 배터리(104)의 완충 시 대비 80-90% 정도로 할 수 있다. 만약 배터리(104)의 충전량이 미리 설정된 상한 기준을 초과하지 않으면(306의 ‘아니오’) 배터리(104)의 충전량이 미리 설정된 상한 기준을 초과할 때까지 배터리(104)의 충전을 계속한다. 이와 달리 배터리(104)의 충전량이 미리 설정된 상한 기준을 초과하면(306의 ‘예’), 제어부(106)는 스위치(152d)를 온 시켜서 배터리(104)의 충전 전력이 열 저항(112)을 통해 소모되도록 한다(308). 배터리(104)의 충전 전력이 열 저항(112)을 통해 소모되는 동안, 제어부(106)는 배터리(104)의 충전량이 미리 설정된 하한 기준 미만으로 감소하는지를 확인한다(310). 미리 설정된 하한 기준은, 예를 들면 배터리(104)의 완충 시 대비 10-20% 정도로 할 수 있다. 만약, 배터리(104)의 충전 전력이 열 저항(112)을 통한 소모로 인해 미리 정해진 하한 기준 미만으로 감소하면(310의 ‘예’), 제어부(106)는 스위치(152d)를 오프 시켜서 열 저항(112)을 통한 배터리(104)의 충전 전력의 소모를 중지시킨다(312). 제어부(106)는 연료 전지부(102)에서의 램프 업 구간이 종료될 때까지 304에서 312까지의 일련의 과정을 반복하여 수행한다(314의 ‘아니오’). 만약 연료 전지부(102)에서의 램프 업 구간이 종료되면(314의 ‘예’), 제어부(106)는 스위치(152b)를 오프 시켜서 배터리(104)의 충전을 중단하고(316), 또 스위치(152a)를 온 시켜서 전력 공급부(108)를 통한 정상적인 전력 공급이 이루어지도록 한다(318). 304에서 312까지의 일련의 과정을 통해, 연료 전지부(102)의 기동 시 발생하는 잉여 전력을 부하(110)에 공급하는 대신 배터리(104)에 충전하되, 배터리(104)의 충전 전력이 미리 설정된 상한 기준과 하한 기준 사이에서 유지되도록 함으로써 배터리(104)의 과충전 또는 부족 충전을 방지한다.3 is a diagram illustrating a method of processing surplus power at startup of a fuel cell generator according to an exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, when the start of the fuel cell unit 102 starts, ramp-up starts at the output power of the fuel cell stack 168 (302). With the start of the fuel cell unit 102, the control unit 106 turns on the switch 152b and turns off the remaining switches 152a, 152c and 152d to output the fuel cell unit 102 in the ramp up period. The battery 104 is charged (304) by power. While the battery 104 is being charged, the controller 106 checks whether the charge amount of the battery 104 exceeds a preset upper limit reference (306). The preset upper limit reference may be, for example, about 80-90% of the battery 104 when fully charged. If the charge amount of the battery 104 does not exceed the preset upper limit reference (No in 306), the charging of the battery 104 is continued until the charge amount of the battery 104 exceeds the preset upper limit reference. On the other hand, if the charge amount of the battery 104 exceeds the preset upper limit reference (YES in 306), the controller 106 turns on the switch 152d so that the charging power of the battery 104 causes the thermal resistance 112 to rise. To be consumed (308). While the charging power of the battery 104 is consumed through the thermal resistance 112, the controller 106 checks whether the charge amount of the battery 104 decreases below a preset lower limit reference (310). The preset lower limit reference may be, for example, about 10-20% compared to when the battery 104 is fully charged. If the charging power of the battery 104 decreases below the predetermined lower limit due to consumption through the thermal resistance 112 (YES at 310), the controller 106 turns off the switch 152d to turn off the thermal resistance. The consumption of the charging power of the battery 104 through the 112 is stopped (312). The controller 106 repeatedly performs a series of processes from 304 to 312 until the ramp-up period in the fuel cell unit 102 ends ('No' in 314). If the ramp-up period in the fuel cell unit 102 ends (YES in 314), the controller 106 turns off the switch 152b to stop charging the battery 104 (316), and the switch 152a is turned on to allow normal power supply through the power supply unit 108 (318). Through a series of processes from 304 to 312, the surplus power generated at the start of the fuel cell unit 102 is charged to the battery 104 instead of being supplied to the load 110, but the charging power of the battery 104 is preliminary. The battery 104 is prevented from being overcharged or undercharged by being kept between the set upper limit and lower limit.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 연료 전지 발전기의 램프 업 구간 종료 후 전력 공급부의 블랙아웃 발생 시의 제어 방법을 나타낸 도면이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 연료 전지부(102)의 램프 업 구간이 종료된 후 전력 공급부(108)를 통해 부하(110)에 정상적인 전력 공급이 이루어지고 있는 상태에서 전력 공급부(108)에서 문제가 발생하여 전력 공급부(108)의 블랙아웃이 발생할 수 있다(402). 전력 공급부(108)의 블랙아웃이 발생하면, 제어부(106)는 스위치(152a)를 오프 시켜서 전력 공급부(108)를 통해 이루어지는 부하(110)로의 전력 전달을 차단한다(404). 전력 공급부(108)의 블랙아웃으로 인해 전력 공급부(108)로 전력을 전달하더라도 부하(110)에 정상적인 전력 공급이 이루어지지 못하기 때문이다. 이어서 제어부(106)는, 스위치(152b)를 온 시켜서 연료 전지부(102)의 출력 전력에 의해 배터리(104)가 충전되도록 한다(406). 그런데 앞서 도 3의 설명에서 언급한 것처럼 배터리(104)는 연료 전지부(102)의 기동 시 램프 업 구간에서 발생하는 잉여 전력을 통해 이미 충전되어 있는 상태이므로, 제어부(106)는 스위치(152c)를 온 시켜서 배터리(104)의 충전 전력이 부하(110)로 공급되도록 한다(408). 이 때 배터리(104)의 충전 전력이 부하(110)에서 요구하는 전력 소비량의 전체를 커버하기 어렵기 때문에 전력 공급이 중단없이 늘 지속되어야 하는 필수 요소들에 대해서만 전력 공급을 수행하는 것이 바람직하다. 예를 들면 선박의 경우, 선박이 운항하는데 필요한 필수 요소라고 할 수 있는 동력 계통과 항법 장치 등이 있다. 배터리(104)에서 부하(110)로 전력 공급이 이루어지는 동안, 제어부(106)는 배터리(104)의 충전량이 미리 설정된 상한 기준을 초과하는지를 확인한다(410). 미리 설정된 상한 기준은, 예를 들면 배터리(104)의 완충 시 대비 80-90% 정도로 할 수 있다. 만약 배터리(104)의 충전량이 미리 설정된 상한 기준을 초과하지 않으면(410의 ‘아니오’) 배터리(104)의 충전량이 미리 설정된 상한 기준을 초과할 때까지 배터리(104)의 충전을 계속한다. 이와 달리 배터리(104)의 충전량이 미리 설정된 상한 기준을 초과하면(410의 ‘예’), 제어부(106)는 스위치(152d)를 온 시켜서 배터리(104)의 충전 전력이 열 저항(112)을 통해 소모되도록 한다(412). 배터리(104)의 충전 전력이 열 저항(112)을 통해 소모되는 동안, 제어부(106)는 배터리(104)의 충전량이 미리 설정된 하한 기준 미만으로 감소하는지를 확인한다(414). 미리 설정된 하한 기준은, 예를 들면 배터리(104)의 완충 시 대비 10-20% 정도로 할 수 있다. 만약, 배터리(104)의 충전 전력이 열 저항(112)을 통한 소모로 인해 미리 정해진 하한 기준 미만으로 감소하면(414의 ‘예’), 제어부(106)는 스위치(152d)를 오프 시켜서 열 저항(112)을 통한 배터리(104)의 충전 전력의 소모를 중지시킨다(416). 제어부(106)는 전력 공급부(108)가 정상화될 때까지 410에서 416까지의 일련의 과정을 반복하여 수행한다(418의 ‘아니오’). 만약 전역 공급부(108)가 정상화되면(418의 ‘예’), 제어부(106)는 스위치(152b)를 오프 시켜서 배터리(104)의 충전을 중단하고(420), 또 스위치(152a)를 온 시켜서 전력 공급부(108)를 통한 정상적인 전력 공급이 이루어지도록 한다(422).4 is a diagram illustrating a control method when a blackout occurs in the power supply unit after the ramp-up period of the fuel cell generator according to the exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, after the ramp-up period of the fuel cell unit 102 ends, a problem occurs in the power supply unit 108 in a state where normal power is supplied to the load 110 through the power supply unit 108. A blackout of the power supply 108 may occur (402). When the blackout of the power supply 108 occurs, the controller 106 turns off the switch 152a to block power transmission to the load 110 made through the power supply 108 (404). This is because the black 110 of the power supply unit 108 does not provide power to the load 110 even when power is transferred to the power supply unit 108. Next, the control unit 106 turns on the switch 152b so that the battery 104 is charged by the output power of the fuel cell unit 102 (406). However, as mentioned in the description of FIG. 3, since the battery 104 is already charged through surplus power generated in the ramp-up period when the fuel cell unit 102 starts up, the controller 106 controls the switch 152c. Turn on so that charging power of the battery 104 is supplied to the load 110 (408). At this time, since the charging power of the battery 104 is difficult to cover the entire power consumption required by the load 110, it is preferable to perform the power supply only for essential elements that must be continuously maintained without interruption. For example, in the case of a ship, there are a power system and a navigation system, which are essential elements for a ship to operate. While power is supplied from the battery 104 to the load 110, the controller 106 checks whether the charge amount of the battery 104 exceeds a preset upper limit reference (410). The preset upper limit reference may be, for example, about 80-90% of the battery 104 when fully charged. If the charge amount of the battery 104 does not exceed the preset upper limit reference (NO in 410), the charging of the battery 104 is continued until the charge amount of the battery 104 exceeds the preset upper limit reference. In contrast, when the charge amount of the battery 104 exceeds a preset upper limit reference (YES in 410), the controller 106 turns on the switch 152d so that the charging power of the battery 104 may cause the thermal resistance 112 to increase. To be consumed through (412). While the charging power of the battery 104 is consumed through the thermal resistance 112, the controller 106 checks whether the charge amount of the battery 104 decreases below a preset lower limit reference (414). The preset lower limit reference may be, for example, about 10-20% compared to when the battery 104 is fully charged. If the charging power of the battery 104 decreases below the predetermined lower limit due to the consumption through the thermal resistance 112 (YES in 414), the controller 106 turns off the switch 152d to turn off the thermal resistance. The consumption of charging power of the battery 104 via 112 is stopped (416). The controller 106 repeatedly performs a series of processes from 410 to 416 until the power supply 108 is normalized (No at 418). If the global supply 108 is normalized (YES at 418), the controller 106 turns off the switch 152b to stop charging the battery 104 (420) and turns on the switch 152a. Normal power supply through the power supply 108 is made (422).

이상 설명한 본 발명의 실시 예에 따른 연료 전지 발전기의 램프 업 구간 종료 후 전력 공급부의 블랙아웃 발생 시의 제어 방법은 일 실시예에 불과하며, 각 단계의 순서는 변경되거나, 생략될 수 있다. 예를 들어, 단계 406 이후에 전력 공급부가 정상화 되는 경우, 이후 단계는 생략되고 단계 418이 실시될 수 있다. The control method when the blackout occurs in the power supply unit after the end of the ramp-up period of the fuel cell generator according to the exemplary embodiment described above is just an example, and the order of each step may be changed or omitted. For example, if the power supply is normalized after step 406, subsequent steps may be omitted and step 418 may be performed.

또한, 배터리 전력이 특정 기준 이상 또는 이하인지에 대한 판단과 그에 따른 전력 대상을 정함에 있어서는 본 발명이 적용되는 환경에 따라 다양하게 변경될 수 있다. In addition, in determining whether or not the battery power is above or below a specific reference and determining the power target accordingly, the battery power may be variously changed according to the environment to which the present invention is applied.

또한, 전력 공급부가 정상화된 경우 제 2 및 제 3 스위치가 오프되거나, 특정 목적을 위하여 온을 유지할 수 있으며, 이에 대한 선택은 본 발명의 기술적 사상에 비추어 당업자에게 자명하다 할 것이다. In addition, when the power supply is normalized, the second and third switches may be turned off or maintained on for a specific purpose, and the selection thereof will be apparent to those skilled in the art in view of the technical idea of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 연료 전지 발전기의 램프 업 구간 종료 후 전력 공급부가 정상 상태일 때의 제어 방법을 나타낸 도면이다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 연료 전지부(102)의 램프 업 구간이 종료된 후 전력 공급부(108)가 정상적으로 동작하면 전력 공급부(108)를 통해 부하(110)에 정상적인 전력 공급이 이루어질 수 있다(502). 따라서 제어부(106)는 스위치(152a)를 온 시켜서 연료 전지부(102)에서 생산되는 전력이 전력 공급부(504)를 통해 부하(110)에 정상적으로 공급되도록 한다(504). 또한, 제어부(506)는 스위치(152b)를 오프 시켜서 배터리(104)를 연료 전지부(102)로부터 전기적으로 분리시킨다(506). 만약 이 때 배터리(104)가 부족 충전 상태라면 배터리(104)를 충분히 충전한 다음에 비로소 스위치(152b)를 오프 시켜서 배터리(104)를 연료 전지부(102)로부터 전기적으로 분리시킬 수도 있다. 또한, 제어부(506)는 스위치(152c)(152d)를 모두 오프 시켜서 부하(110) 및 열 저항(112)을 배터리(104)로부터 전기적으로 분리시킨다(508). 만약 이 때 배터리(104)가 과충전 상태라면 배터리(104)의 충전 전력을 열 저항(112)을 통해 일부 소진시켜서 배터리(104)의 충전 전력이 미리 정해진 상한 기준을 초과하지 않도록 한 다음 비로소 스위치(152d)를 모두 오프 시켜서 열 저항(112)을 배터리(104)로부터 전기적으로 분리시킬 수도 있다.5 is a view illustrating a control method when the power supply unit is in a normal state after the ramp-up period of the fuel cell generator according to the exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, when the power supply unit 108 operates normally after the ramp-up period of the fuel cell unit 102 ends, normal power supply may be performed to the load 110 through the power supply unit 108 ( 502). Therefore, the control unit 106 turns on the switch 152a so that the power produced by the fuel cell unit 102 is normally supplied to the load 110 through the power supply unit 504 (504). In addition, the controller 506 turns off the switch 152b to electrically disconnect the battery 104 from the fuel cell unit 102 (506). If the battery 104 is undercharged at this time, the battery 104 may be electrically disconnected from the fuel cell unit 102 by fully charging the battery 104 and then turning off the switch 152b. In addition, the controller 506 turns off all of the switches 152c and 152d to electrically separate the load 110 and the thermal resistance 112 from the battery 104 (508). If the battery 104 is overcharged at this time, the charging power of the battery 104 is partially exhausted through the thermal resistance 112 so that the charging power of the battery 104 does not exceed a predetermined upper limit criterion. The thermal resistance 112 may be electrically disconnected from the battery 104 by turning off all of 152d.

102 : 연료 전지부 104 : 배터리
106 : 제어부 108 : 전력 공급부
110 : 부하 112 : 열 저항
152a : 스위치(제 4 스위치) 152b : 스위치(제 1 스위치)
152c : 스위치(제 3 스위치) 152d : 스위치(제 2 스위치)
162 : 수소 저장 탱크 164 : 연료 저장 탱크(LNG)
166 : 연료 개질기 168 : 연료 전지 스택(MCFC)
170 : 산소 저장 탱크 172 : DC/DC 인버터
174 : DC/AC 인버102: fuel cell unit 104: battery
106: control unit 108: power supply unit
110: load 112: thermal resistance
152a: switch (fourth switch) 152b: switch (first switch)
152c: switch (third switch) 152d: switch (second switch)
162: hydrogen storage tank 164: fuel storage tank (LNG)
166: fuel reformer 168: fuel cell stack (MCFC)
170: oxygen storage tank 172: DC / DC inverter
174: DC / AC Inverter

Claims (8)

연료와 산화제의 전기 화학적 반응에 의해 전력을 생산하는 연료 전지부;
제 1 스위치를 통해 상기 연료 전지부와 전기적으로 연결되며, 상기 연료 전지부의 기동 시 발생하는 램프 업 구간에서 발생하는 잉여 전력을 저장하는 배터리;
제 2 스위치를 통해 상기 배터리와 전기적으로 연결되는 열 저항;
제 3 스위치를 통해 상기 배터리와 전기적으로 연결되는 부하;
제 4 스위치를 통해 상기 연료 전지부와 전기적으로 연결되어 상기 부하에 전력을 공급하는 전력 공급부; 및
상기 배터리의 충전 전력이 미리 정해진 상한 기준을 초과하면 상기 제 2 스위치를 온 시켜서 상기 배터리의 충전 전력이 상기 열 저항을 통해 소모되도록 상기 제 2 스위치를 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 전력 공급부의 블랙아웃 발생 시 상기 제 3 스위치를 온 시켜서 상기 배터리의 충전 전력이 상기 부하에 공급되도록 하는 연료 전지 발전기.A fuel cell unit generating electric power by an electrochemical reaction between a fuel and an oxidant;
A battery electrically connected to the fuel cell unit through a first switch and configured to store surplus power generated in a ramp-up period generated when the fuel cell unit is started;
A thermal resistance electrically connected to the battery via a second switch;
A load electrically connected to the battery via a third switch;
A power supply unit electrically connected to the fuel cell unit through a fourth switch to supply power to the load; And
And a controller configured to control the second switch so that the charging power of the battery is consumed through the thermal resistance when the charging power of the battery exceeds a predetermined upper limit criterion.
The controller is configured to turn on the third switch when a blackout occurs in the power supply unit, such that the charging power of the battery is supplied to the load. 제 1 항에 있어서,
상기 연료 전지부가 용융 탄산염(Molten Carbonate Fuel Cell, MCFC) 타입인 연료 전지 발전기.The method according to claim 1,
The fuel cell unit is a molten carbonate (Molten Carbonate Fuel Cell, MCFC) type fuel cell generator. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 배터리의 충전 전력이 미리 정해진 하한 기준 미만으로 감소하면 상기 제 2 스위치를 오프 시켜서 상기 열 저항을 통한 상기 배터리의 충전 전력의 소모를 중지시키는 연료 전지 발전기.The apparatus of claim 1,
And when the charging power of the battery decreases below a predetermined lower limit, turning off the second switch to stop consumption of the charging power of the battery through the thermal resistance. 연료와 산화제의 전기 화학적 반응에 의해 전력을 생산하는 연료 전지부와, 제 1 스위치를 통해 상기 연료 전지부와 전기적으로 연결되는 배터리와, 제 2 스위치를 통해 상기 배터리와 전기적으로 연결되는 열 저항과, 제 3 스위치를 통해 상기 배터리와 전기적으로 연결되는 부하와, 제 4 스위치를 통해 상기 연료 전지부와 전기적으로 연결되어 상기 부하에 전력을 공급하는 전력 공급부를 포함하는 연료 전지 발전기의 제어 방법에 있어서,
상기 연료 전지부를 기동시키고;
상기 연료 전지부의 기동 시 발생하는 램프 업 구간에서 발생하는 잉여 전력이 상기 배터리에 저장되도록 상기 제 1 스위치를 온 시키며;
상기 배터리를 충전하는 동안 상기 배터리의 충전 전력이 미리 정해진 상한 기준을 초과하면 상기 제 2 스위치를 온 시켜서 상기 배터리의 충전 전력이 상기 열 저항을 통해 소모되도록 하되,
상기 전력 공급부의 블랙아웃 발생 시 상기 제 3 스위치를 온 시켜서 상기 배터리의 충전 전력이 상기 부하에 공급되도록 하는 연료 전지 발전기의 제어 방법.A fuel cell unit that generates electric power by an electrochemical reaction between a fuel and an oxidant, a battery electrically connected to the fuel cell unit through a first switch, and a thermal resistance electrically connected to the battery through a second switch; And a load electrically connected to the battery through a third switch, and a power supply part electrically connected to the fuel cell through a fourth switch to supply power to the load. ,
Starting the fuel cell unit;
Turning on the first switch so that surplus power generated in a ramp-up period generated at startup of the fuel cell unit is stored in the battery;
If the charging power of the battery exceeds a predetermined upper limit while charging the battery, the second switch is turned on so that the charging power of the battery is consumed through the thermal resistance.
And controlling the third switch to turn on the third switch so that the charging power of the battery is supplied to the load. 제 5 항에 있어서,
상기 연료 전지부가 용융 탄산염(Molten Carbonate Fuel Cell, MCFC) 타입인 연료 전지 발전기의 제어 방법.6. The method of claim 5,
The fuel cell unit is a molten carbonate (Molten Carbonate Fuel Cell, MCFC) type control method of a fuel cell generator. 삭제delete 제 5 항에 있어서,
상기 배터리의 충전 전력이 미리 정해진 하한 기준 미만으로 감소하면 상기 제 2 스위치를 오프 시켜서 상기 열 저항을 통한 상기 배터리의 충전 전력의 소모를 중지시키는 연료 전지 발전기의 제어 방법.6. The method of claim 5,
And when the charging power of the battery decreases below a predetermined lower limit, turning off the second switch to stop consumption of the charging power of the battery through the thermal resistance.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006310327A (en) 2006-08-01 2006-11-09 Equos Research Co Ltd Fuel cell system
KR20080055634A (en) * 2006-12-14 2008-06-19 오므론 가부시키가이샤 A fuel cell system
JP2011228079A (en) 2010-04-19 2011-11-10 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Power supply system and power source operation method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006310327A (en) 2006-08-01 2006-11-09 Equos Research Co Ltd Fuel cell system
KR20080055634A (en) * 2006-12-14 2008-06-19 오므론 가부시키가이샤 A fuel cell system
JP2008152959A (en) 2006-12-14 2008-07-03 Omron Corp Fuel cell system
JP2011228079A (en) 2010-04-19 2011-11-10 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Power supply system and power source operation method

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