KR101911119B1 - Fuel Cell Combination Hybrid System - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액화천연가스를 저장하기 위한 저장부, 상기 저장부에 저장된 액화천연가스로부터 생성되는 보일오프가스(BOG)를 이용하여 전기를 생산하는 연료전지부, 상기 저장부로부터 배출되는 액화천연가스 및 상기 연료전지부로부터 배출되는 연료가스를 열교환시켜서 액화천연가스가 기화된 기화가스를 생성하는 제1열교환부, 및 상기 제1열교환부로부터 배출되는 기화가스를 연료로 이용하는 엔진부를 포함하는 연료전지 복합 하이브리드 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a liquefied natural gas (LNG) discharged from a storage unit, a storage unit for storing liquefied natural gas, a fuel cell unit for generating electricity using boil-off gas (BOG) generated from the liquefied natural gas stored in the storage unit, And a fuel cell unit including a first heat exchanging unit for exchanging heat between the fuel gas discharged from the fuel cell unit and the fuel gas discharged from the fuel cell unit to generate a vaporized gas in which the liquefied natural gas is vaporized and an engine unit for using the gasified gas discharged from the first heat exchanging unit as a fuel. Hybrid hybrid system.

Description

연료전지 복합 하이브리드 시스템{Fuel Cell Combination Hybrid System}[0001] Fuel Cell Combination Hybrid System [0002]

본 발명은 보일오프가스를 이용하여 연료전지를 구동하고, 연료전지에서 배출되는 연료가스로 엔진에 공급하는 액화천연가스를 기화시키기 위한 연료전지 복합 하이브리드 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel cell hybrid hybrid system for driving a fuel cell using a boil-off gas and for vaporizing a liquefied natural gas to be supplied to the engine by the fuel gas discharged from the fuel cell.

일반적으로 LNG(Liquefied Natural Gas) 선박은 천연가스의 저장 밀도 문제로 천연가스를 액화상태로 저장한다. 천연가스는 영하 162 ℃ 의 초저온 상태로 LNG 저장탱크에 저장되어 있기 때문에 LNG 저장탱크 내에서는 항시 가스가 증발하고 있다. 이렇게 증발하는 가스를 보일오프가스(Boil Off Gas)라 한다. 보일오프가스는 저장탱크 또는 배관을 통한 입열(入熱)에 의해 발생하거나 액 층상화에 따른 대류현상에 의해 발생할 수 있다. 보일오프가스는 LNG 저장용량이 170,000 ㎥ 이라고 가정하면, 하루에 대략 저장용량의 0.15 % 가 발생한다. 이는 시간당 4.5톤의 보일오프가스가 발생하는 것을 의미하며, 에너지로 환산하면 시간당 66 ㎿ 의 전력을 생산할 수 있는 양이다. 이러한 보일오프가스는 LNG 저장탱크가 폭발하는 것을 방지하기 위해 압축기로 인출되어 재액화 처리된 후 저장탱크로 다시 보내지거나 보일오프가스의 양이 많을 경우에는 압력조절밸브를 이용하여 저장탱크 외부로 배출된다.In general, Liquefied Natural Gas (LNG) vessels store natural gas in a liquefied state due to the storage density problem of natural gas. Since the natural gas is stored in the LNG storage tank at an extremely low temperature of minus 162 ° C, the gas is always evaporating in the LNG storage tank. This evaporating gas is called a boil off gas. The boil-off gas may be generated by heat input through the storage tank or piping, or by convection due to the liquid layer. Assuming that the boil-off gas has an LNG storage capacity of 170,000 m3, approximately 0.15% of the storage capacity occurs per day. This means that a boil-off gas of 4.5 tons / hour is generated, and it can produce 66 MW of electricity per hour. In order to prevent the LNG storage tank from exploding, the boil-off gas is discharged to the outside of the storage tank by the pressure regulating valve when the liquefied gas is re-liquefied and sent back to the storage tank or when the amount of boil- do.

최근에는 셰일가스 등 천연가스 자원의 보급 확대와 환경오염방지에 대한 관심 고조로 유해물질 배출오염원에 대한 규제가 강화되고 있다. 이에 따라, 선박에는 외부로 배출되는 유해물질의 배출을 감소시키기 위해 보일오프가스에 대한 별도의 정화장치가 설치된다. 따라서, LNG 저장탱크에서 발생하는 보일오프가스를 이용하여 에너지를 생성하고, 외부로 배출되는 유해물질의 배출량을 감소시킬 수 있는 기술의 개발이 필요하다.In recent years, there has been a growing demand for natural gas resources such as shale gas and the growing interest in the prevention of environmental pollution. Accordingly, the ship is provided with a separate purification device for the boil-off gas in order to reduce the emission of the harmful substances discharged to the outside. Therefore, it is necessary to develop a technology capable of generating energy using the boil-off gas generated in the LNG storage tank and reducing the amount of emission of harmful substances discharged to the outside.

본 발명은 상술한 바와 같은 요구를 해소하고자 안출된 것으로, 보일오프가스를 이용하여 연료전지를 구동할 수 있는 연료전지 복합 하이브리드 시스템을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a fuel cell hybrid hybrid system capable of driving a fuel cell using a boil-off gas.

본 발명은 연료전지를 구동하고 배출되는 연료가스를 이용하여 엔진에 공급하는 액화천연가스를 기화시킬 수 있는 연료전지 복합 하이브리드 시스템을 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a fuel cell hybrid hybrid system capable of vaporizing liquefied natural gas to be supplied to an engine by using a fuel gas to drive the fuel cell and discharge the fuel gas.

본 발명은 연료전지를 구동하고 배출되는 연료가스를 엔진에 공급할 수 있는 연료전지 복합 하이브리드 시스템을 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a fuel cell hybrid hybrid system capable of driving a fuel cell and supplying the discharged fuel gas to the engine.

상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 하기와 같은 구성을 포함할 수 있다.In order to solve the above-described problems, the present invention can include the following configuration.

본 발명에 따른 연료전지 복합 하이브리드 시스템은 액화천연가스를 저장하기 위한 저장부; 상기 저장부에 저장된 액화천연가스로부터 생성되는 보일오프가스(BOG)를 이용하여 전기를 생산하는 연료전지부; 상기 저장부로부터 배출되는 액화천연가스 및 상기 연료전지부로부터 배출되는 연료가스를 열교환시켜서 액화천연가스가 기화된 기화가스를 생성하는 제1열교환부; 및 상기 제1열교환부로부터 배출되는 기화가스를 연료로 이용하는 엔진부를 포함할 수 있다.The fuel cell hybrid hybrid system according to the present invention includes: a storage unit for storing liquefied natural gas; A fuel cell unit for generating electricity using a boil-off gas (BOG) generated from the liquefied natural gas stored in the storage unit; A first heat exchange unit for exchanging heat between the liquefied natural gas discharged from the storage unit and the fuel gas discharged from the fuel cell unit to generate a vaporized gas in which liquefied natural gas is vaporized; And an engine unit using the vaporized gas discharged from the first heat exchanging unit as fuel.

본 발명에 따른 연료전지 복합 하이브리드 시스템은 상기 연료전지부로부터 배출되는 연료가스 및 중유저장부로부터 배출되는 중유를 열교환시키는 제2열교환부를 포함할 수 있다. 상기 엔진부는 중유와 천연가스에 의해 구동하는 혼소엔진(Dual Fuel Engine)일 수 있다. 상기 제2열교환부는 연료가스에 의해 가열된 중유를 상기 엔진부에 공급할 수 있다. 상기 제1열교환부는 상기 제2열교환부를 거친 연료가스 및 상기 저장부로부터 배출되는 액화천연가스를 열교환시킬 수 있다.The fuel cell hybrid hybrid system according to the present invention may include a second heat exchanger for exchanging fuel gas discharged from the fuel cell unit and heavy oil discharged from the heavy oil storage unit. The engine unit may be a dual fuel engine driven by heavy oil and natural gas. The second heat exchanger may supply heavy oil heated by the fuel gas to the engine. The first heat exchanging unit may heat-exchange the fuel gas passed through the second heat exchanging unit and the liquefied natural gas discharged from the storing unit.

본 발명에 따른 연료전지 복합 하이브리드 시스템은 상기 제1열교환부를 거친 연료가스를 응축시키는 응축부를 포함할 수 있다. 상기 응축부는 연료가스를 응축시켜서 생성된 물을 상기 연료전지부에 공급할 수 있다. 상기 연료전지부는 상기 응축부로부터 공급된 물을 이용하여 전기를 생산할 수 있다.The fuel cell hybrid hybrid system according to the present invention may include a condenser for condensing the fuel gas passed through the first heat exchanger. The condenser can condense the fuel gas and supply the generated water to the fuel cell unit. The fuel cell unit can generate electricity using water supplied from the condenser unit.

본 발명에 따른 연료전지 복합 하이브리드 시스템은 상기 제1열교환부를 거친 연료가스를 응축시키는 응축부를 포함할 수 있다. 상기 응축부는 연료가스를 응축시켜서 생성된 물을 제외한 나머지 잔여가스를 상기 엔진부에 공급할 수 있다.The fuel cell hybrid hybrid system according to the present invention may include a condenser for condensing the fuel gas passed through the first heat exchanger. The condenser can condense the fuel gas and supply remaining gas except for the generated water to the engine.

본 발명에 따른 연료전지 복합 하이브리드 시스템은 상기 연료전지부에 연결되게 설치되는 폐열회수부를 포함할 수 있다. 상기 연료전지부는 보일오프가스 및 공기를 이용하여 전기를 생산할 수 있다. 상기 폐열회수부는 상기 연료전지부로부터 배출되는 공기 및 물을 열교환시켜서 증기를 생산할 수 있다.The fuel cell hybrid hybrid system according to the present invention may include a waste heat recovery unit connected to the fuel cell unit. The fuel cell unit may generate electricity using boil-off gas and air. The waste heat recovering unit may generate steam by heat-exchanging air and water discharged from the fuel cell unit.

본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, the following effects can be obtained.

본 발명은 천연가스를 저장하는 저장부에서 발생하는 보일오프가스를 이용하여 연료전지를 구동하도록 구현됨으로써 전기를 생산하는데 소모되는 연료를 절감할 수 있다.The present invention can be implemented to drive a fuel cell using a boil-off gas generated in a storage unit for storing natural gas, thereby saving fuel consumed in producing electricity.

본 발명은 연료전지를 구동하고 배출되는 연료가스를 이용하여 엔진에 공급하는 액화천연가스를 기화시킴으로써 액화천연가스를 기화시키기 위한 가열장치에 대한 설치비용을 절감할 수 있다.The present invention can reduce the installation cost of the heating apparatus for vaporizing the liquefied natural gas by vaporizing the liquefied natural gas to be supplied to the engine by using the fuel gas to drive the fuel cell.

본 발명은 전기를 생산하고 배출되는 연료가스를 선박을 추진시키는 연료로 이용하도록 구현됨으로써, 친환경 발전시스템을 구현할 수 있을 뿐만 아니라 보일오프가스를 정화하는데 필요한 정화장치 및 운영비용을 줄이는데 기여할 수 있다.The present invention can be implemented to utilize the fuel gas produced and discharged as fuel for propelling the ship, thereby contributing to the reduction of the purification apparatus and the operating cost necessary for purifying the boil-off gas as well as implementing the environmentally friendly power generation system.

도 1은 본 발명에 따른 연료전지 복합 하이브리드 시스템을 설명하기 위한 개락적인 블록도
도 2는 본 발명에 따른 연료전지 복합 하이브리드 시스템에서 제1열교환부 및 제2열교환부를 설명하기 위한 개략적인 블록도
도 3은 본 발명에 따른 연료전지 복합 하이브리드 시스템에서 응축부를 설명하기 위한 개략적인 블록도
도 4는 본 발명에 따른 연료전지 복합 하이브리드 시스템에서 폐열회수부를 설명하기 위한 개략적인 블록도FIG. 1 is a schematic block diagram for explaining a fuel cell hybrid hybrid system according to the present invention.
2 is a schematic block diagram for explaining the first heat exchanger and the second heat exchanger in the fuel cell hybrid hybrid system according to the present invention.
3 is a schematic block diagram for explaining a condenser in the fuel cell hybrid hybrid system according to the present invention.
4 is a schematic block diagram for explaining a waste heat recovery unit in a fuel cell hybrid hybrid system according to the present invention.

이하에서는 본 발명에 따른 연료전지 복합 하이브리드 시스템의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of a fuel cell hybrid hybrid system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 연료전지 복합 하이브리드 시스템을 설명하기 위한 개락적인 블록도, 도 2는 본 발명에 따른 연료전지 복합 하이브리드 시스템에서 제1열교환부 및 제2열교환부를 설명하기 위한 개략적인 블록도, 도 3은 본 발명에 따른 연료전지 복합 하이브리드 시스템에서 응축부를 설명하기 위한 개략적인 블록도, 도 4는 본 발명에 따른 연료전지 복합 하이브리드 시스템에서 폐열회수부를 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.2 is a schematic block diagram for explaining a first heat exchanger and a second heat exchanger in a fuel cell hybrid hybrid system according to the present invention. FIG. 1 is a schematic block diagram for explaining a fuel cell hybrid hybrid system according to the present invention. FIG. 3 is a schematic block diagram for explaining a condenser in the fuel cell hybrid hybrid system according to the present invention, and FIG. 4 is a schematic block diagram for explaining a waste heat collector in the fuel cell hybrid hybrid system according to the present invention.

도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 연료전지 복합 하이브리드 시스템(100)은 천연가스를 액화시켜 저장하는 저장부에서 발생하는 보일오프가스(Boil Off Gas)를 연료전지부의 연료로 이용하여 전기를 생성하기 위한 것이다. 본 발명에 따른 연료전지 복합 하이브리드 시스템(100)은 상기 연료전지부에서 전기를 생산하고 배출되는 고온의 연료가스를 이용하여 상기 저장부에서 선박을 추진시키는 엔진부로 공급되는 액화천연가스를 기화시킬 수 있다. 본 발명에 따른 연료전지 복합 하이브리드 시스템(100)은 상기 액화천연가스를 기화시키고 배출되는 연료가스를 외부로 배출하지 않고 상기 엔진부에 공급하도록 구현되었다.Referring to FIG. 1, the fuel cell hybrid system 100 according to the present invention uses a boil-off gas generated in a storage unit for liquefying and storing natural gas as fuel for a fuel cell, . The fuel cell hybrid hybrid system 100 according to the present invention can vaporize the liquefied natural gas supplied from the storage section to the engine section for propelling the ship using the fuel gas at a high temperature produced and discharged from the fuel cell section have. The fuel cell hybrid system 100 according to the present invention is configured to vaporize the liquefied natural gas and supply the discharged fuel gas to the engine without discharging the fuel gas to the outside.

본 발명에 따른 연료전지 복합 하이브리드 시스템(100)은 액화천연가스를 저장하기 위한 저장부(110), 상기 저장부에 저장된 액화천연가스로부터 생성되는 보일오프가스(BOG) 이용하여 전기를 생산하는 연료전지부(120), 상기 저장부로부터 배출되는 액화천연가스 및 상기 연료전지부로부터 배출되는 연료가스를 열교환시켜서 액화천연가스가 기화된 기화가스를 생성하는 제1열교환부(130), 및 상기 제1열교환부로부터 배출되는 기화가스를 연료로 이용하는 엔진부(140)를 포함한다.The fuel cell hybrid hybrid system 100 according to the present invention includes a storage unit 110 for storing liquefied natural gas, a fuel 110 for generating electricity using boiling off gas (BOG) generated from the liquefied natural gas stored in the storage unit, A first heat exchanging unit 130 for exchanging heat between the liquefied natural gas discharged from the storage unit and the fuel gas discharged from the fuel cell unit to generate a vaporized gas in which liquefied natural gas is vaporized, And an engine unit 140 using vaporized gas discharged from the heat exchange unit as fuel.

상기 저장부(110)는 천연가스의 저장 용량을 증가시키기 위해 액화된 상태로 천연가스를 저장한다. 상기 보일오프가스는 상기 저장부(110) 또는 배관을 통한 입열에 의해 발생하거나 액 층상화에 따른 대류현상에 의해 상기 액화천연가스로부터 발생한다. 상기 연료전지부(120)는 전해질, 연료(Fuel), 및 공기(Air)에 의해 발생되는 전기화학 반응을 통해 전기를 생성할 수 있다. 이 경우, 상기 연료전지부(120)에 사용되는 연료는 상기 보일오프가스가 된다. 상기 연료전지부(120)에서 배출되는 연료가스는 전기화학 반응을 거치면서 고온이 되므로 상기 제1열교환부(130)에서 상기 액화천연가스를 기화시킬 수 있다. 상기 엔진부(140)는 천연가스를 연료로 이용하여 구동함으로써 선박을 추진시킬 수 있다.The storage unit 110 stores natural gas in a liquefied state in order to increase the storage capacity of the natural gas. The boil-off gas is generated from the liquefied natural gas by heat input through the storage unit 110 or piping or by a convection phenomenon caused by the liquidization of the liquid layer. The fuel cell unit 120 may generate electricity through an electrochemical reaction generated by an electrolyte, a fuel, and air. In this case, the fuel used in the fuel cell unit 120 becomes the boil-off gas. The fuel gas discharged from the fuel cell unit 120 becomes a high temperature through an electrochemical reaction, so that the first heat exchanging unit 130 can vaporize the liquefied natural gas. The engine unit 140 can propel the ship by driving using natural gas as fuel.

이에 따라, 본 발명에 따른 연료전지 복합 하이브리드 시스템(100)은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.Accordingly, the fuel cell hybrid hybrid system 100 according to the present invention can achieve the following operational effects.

첫째, 본 발명에 따른 연료전지 복합 하이브리드 시스템(100)은 상기 저장부(110)에서 발생하는 보일오프가스를 이용하여 연료전지부(120)를 구동시키도록 구현됨으로써, 추가로 전기를 생성할 수 있을 뿐만 아니라 보일오프가스를 재액화시키는 설비를 생략할 수 있으므로 재액화에 소모되는 설치비용을 절감할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 연료전지 복합 하이브리드 시스템(100)은 선박을 추진시키기 위한 엔진이 가동되지 않더라도 보일오프가스를 이용하여 상기 연료전지부(120)가 전기를 생성함으로써 전기를 생성하는데 소모되는 연료를 절감할 수 있다.First, the fuel cell hybrid system 100 according to the present invention is configured to drive the fuel cell unit 120 using the boil-off gas generated in the storage unit 110, The apparatus for re-liquefaction of the boil-off gas can be omitted and the installation cost consumed for re-liquefaction can be reduced. In addition, the fuel cell hybrid system 100 according to the present invention may be configured such that even when the engine for propelling the ship is not operated, the fuel cell unit 120 generates electricity by using the boil- Can be saved.

둘째, 본 발명에 따른 연료전지 복합 하이브리드 시스템(100)은 상기 연료전지부(120)를 구동하고 배출되는 연료가스를 이용하여 엔진에 공급하는 액화천연가스를 기화시킴으로써 액화천연가스를 기화시키기 위한 가열장치에 대한 설치비용을 절감할 수 있다.Second, the fuel cell hybrid system 100 according to the present invention drives the fuel cell unit 120 and uses the discharged fuel gas to vaporize the liquefied natural gas to be supplied to the engine, thereby heating the liquefied natural gas The installation cost for the device can be reduced.

셋째, 본 발명에 따른 연료전지 복합 하이브리드 시스템(100)은 상기 제1열교환부(130)로부터 배출되는 연료가스를 외부로 배출하지 않고 선박을 추진시키는 엔진에 공급하도록 구현됨으로써, 상기 보일오프가스를 바로 외부로 배출했을 경우에 비해 유해물질 배출량을 감소시켜 친환경 발전시스템을 구현할 수 있을 뿐만 아니라 상기 보일오프가스를 정화하는데 필요한 설비 및 운영비용을 줄일 수 있다.Third, the fuel cell hybrid system 100 according to the present invention is configured to supply the fuel gas discharged from the first heat exchanger 130 to an engine that propels the ship without discharging the fuel gas to the outside, The environmentally friendly power generation system can be realized by reducing the emission amount of harmful substances as compared with the case where it is directly discharged to the outside, as well as facilities and operation cost required for purifying the boiling off gas can be reduced.

이하에서는 상기 저장부(110), 상기 연료전지부(120), 상기 제1열교환부(130), 및 상기 엔진부(140)에 관해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the storage unit 110, the fuel cell unit 120, the first heat exchanging unit 130, and the engine unit 140 will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1을 참고하면, 상기 저장부(110)는 액화천연가스를 저장한다. 상기 저장부(110)는 저장 밀도를 증가시키기 위해 천연가스를 초저온으로 액화시킨 액화천연가스를 저장한다. 예컨대, 상기 저장부(110)에 저장되는 액화천연가스의 온도는 영하 162도에 이른다. 이에 따라, 상기 저장부(110)는 초저온에 견딜 수 있도록 설계 및 시공된다. 상기 저장부(110)에는 초저온의 액화천연가스가 저장되므로 배관을 통한 입열 등 다양한 경로를 통해 보일오프가스(Boil Off Gas)가 발생된다. 이러한 보일오프가스(BOG)는 상기 저장부(110)의 내부 압력을 높이기 때문에 폭발사고가 발생될 가능성이 있다. 이를 방지하기 위해, 상기 저장부(110)는 상기 연료전지부(120)에 연결되게 설치됨으로써, 상기 보일오프가스를 상기 연료전지부(120)로 배출시킨다. 이에 따라, 상기 저장부(110)의 내부 압력은 낮아질 수 있다. 이 경우, 상기 보일오프가스는 상기 연료전지부(120)의 연료로 기능한다. 상기 저장부(110)에 발생하는 보일오프가스는 송풍기 또는 임펠러(Impeller) 등을 통해 상기 연료전지부(120)로 이동될 수 있다. 상기 저장부(110)는 선박을 추진시키기 위한 엔진부(140)에 연결되게 설치됨으로써 천연가스를 연료로 공급할 수도 있다.Referring to FIG. 1, the storage unit 110 stores liquefied natural gas. The storage unit 110 stores liquefied natural gas obtained by liquefying natural gas at a cryogenic temperature to increase the storage density. For example, the temperature of the liquefied natural gas stored in the storage unit 110 reaches minus 162 degrees Celsius. Accordingly, the storage unit 110 is designed and constructed to withstand extremely low temperatures. Since the cryogenic liquefied natural gas is stored in the storage unit 110, boil-off gas is generated through various paths such as heat input through the piping. Such a boil-off gas (BOG) may increase the internal pressure of the storage unit 110, thus causing an explosion accident. In order to prevent this, the storage unit 110 is connected to the fuel cell unit 120 to discharge the boil-off gas to the fuel cell unit 120. Accordingly, the internal pressure of the storage part 110 can be lowered. In this case, the boil-off gas functions as the fuel of the fuel cell unit 120. The boil-off gas generated in the storage unit 110 may be transferred to the fuel cell unit 120 through a blower or an impeller. The storage unit 110 may be connected to the engine unit 140 for propelling the ship to supply natural gas as fuel.

도 1을 참고하면, 상기 연료전지부(120)는 상기 저장부(110)에 저장된 액화천연가스로부터 생성되는 보일오프가스를 이용하여 전기를 생성한다. 상기 연료전지부(120)는 연료전지용 셀이 적층되어 형성된 연료전지스택(미도시)을 포함하고, 상기 연료전지스택에 공급되는 연료와 공기로부터 발생하는 전기화학 반응으로부터 전기를 생성할 수 있다. 상기 연료전지용 셀은 전해질, 양극 및 음극으로 구성된다. 상기 전해질은 충분한 전기를 발생시키기 위하여 이온 전도성이 높은 물질을 사용한다. 예컨대, 상기 전해질은 산화세륨(CeO2), 지르코니아(ZrO2)일 수 있다. 상기 음극(Anode)은 연료 연소시 촉매반응이 일어나고, 환원시 전기 전도도가 높은 소재로 형성될 수 있다. 상기 양극(Cathode)은 전기 전도도가 높고, 쉽게 산화되지 않는 소재로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 양극과 음극은 세라믹(Ceramic)일 수 있다. 상기 연료전지스택은 상기 연료전지용 셀이 적층되게 형성되고, 연료 및 공기가 통과하여 흐름으로써 전기화학 반응이 일어나게 된다. 예컨대, 상기 전기화학 반응은 수소와 산소가 결합될 경우 물과 전기가 생성되는 반응일 수 있다. 이에 따라, 상기 연료전지스택은 전기를 생성할 수 있다. 예컨대, 상기 연료전지용 셀의 음극에는 연료가 통과하여 흐르고, 상기 연료전지용 셀의 양극에는 공기가 통과하여 흐를 수 있다. 상기 전해질은 상기 음극과 상기 양극 사이에 위치됨으로써 전기화학 반응에 의해 전기가 생성되도록 할 수 있다. 상기 연료전지부(120)에 공급되는 연료 및 공기는 서로 교차되어 상기 연료전지부(120)에서 배출되는 방향이 서로 다를 수 있다. 상기 연료전지부(120)를 거친 연료가스(Anode Off Gas)는 선박을 추진시키기 위한 엔진부(140)로 공급된다. 이에 따라, 상기 저장부(110)에서 배출되는 보일오프가스는 상기 연료전지부(120)에서 전기를 생성한 후 상기 엔진부(140)에 공급되어 선박을 추진시키는 연료로 재활용될 수 있다. 또한, 상기 연료전지부(120)를 거친 상기 연료가스는 약 600 - 800 ℃ 의 고온으로, 상기 저장부(110)에서 상기 엔진부(140)로 공급되는 액화천연가스를 기화시키기 위한 열원으로 사용될 수도 있다. 상기 연료전지부(120)를 거친 공기(Cathode O2 Depleted Air, 도 4에 도시됨)는 약 600 ℃ 의 고온으로 물을 가열하는 열원으로 사용될 수 있다.Referring to FIG. 1, the fuel cell unit 120 generates electricity using a boil-off gas generated from the liquefied natural gas stored in the storage unit 110. The fuel cell unit 120 includes a fuel cell stack (not shown) formed by stacking cells for fuel cells, and can generate electricity from an electrochemical reaction generated from fuel and air supplied to the fuel cell stack. The fuel cell cell is composed of an electrolyte, a positive electrode and a negative electrode. The electrolyte uses a substance having a high ionic conductivity to generate sufficient electricity. For example, the electrolyte may be cerium oxide (CeO2), zirconia (ZrO2). The anode may be formed of a material having a high electrical conductivity at the time of the catalytic reaction when the fuel is burned. The cathode may be formed of a material having high electrical conductivity and not easily oxidized. For example, the positive electrode and the negative electrode may be ceramics. The fuel cell stack is formed such that the cells for fuel cells are stacked, and an electrochemical reaction takes place as fuel and air flow and flow. For example, the electrochemical reaction may be a reaction in which water and electricity are generated when hydrogen and oxygen are combined. Accordingly, the fuel cell stack can generate electricity. For example, fuel flows through the negative electrode of the fuel cell cell, and air can flow through the positive electrode of the fuel cell cell. The electrolyte is positioned between the cathode and the anode so that electricity can be generated by an electrochemical reaction. The fuel and air supplied to the fuel cell unit 120 may cross each other and be discharged in different directions from the fuel cell unit 120. The fuel gas (Anode Off Gas) passing through the fuel cell unit 120 is supplied to the engine unit 140 for propelling the ship. Accordingly, the boil-off gas discharged from the storage unit 110 can be recycled as the fuel that is supplied to the engine unit 140 and propels the ship after generating electricity in the fuel cell unit 120. The fuel gas passing through the fuel cell unit 120 may be used as a heat source for vaporizing the liquefied natural gas supplied from the storage unit 110 to the engine unit 140 at a high temperature of about 600 to 800 ° C. It is possible. The air passing through the fuel cell unit 120 (Cathode O 2 Depleted Air, shown in FIG. 4) can be used as a heat source for heating water at a high temperature of about 600 ° C.

이에 따라, 본 발명에 따른 연료전지 복합 하이브리드 시스템(100)은 상기 저장부(110)에서 발생되는 보일오프가스를 이용하여 전기를 생성할 뿐만 아니라, 선박을 추진시키는 연료로 이용함으로써 친환경 발전시스템을 구현하고, 선박을 추진하는데 소모되는 연료를 절감할 수 있다.Accordingly, the fuel cell hybrid system 100 according to the present invention not only generates electricity using the boil-off gas generated in the storage unit 110, but also uses the fuel as fuel for propelling the ship, And to save the fuel consumed in propelling the ship.

도 1을 참고하면, 상기 제1열교환부(130)는 선박을 추진시키는 엔진부(140)에 천연가스를 공급하기 위해 상기 저장부(110)로부터 배출되는 액화천연가스와 상기 연료전지부(120)로부터 배출되는 연료가스(AOG, 도 1에 도시됨)를 열교환시킨다. 이에 따라, 상기 제1열교환부(130)는 액화천연가스를 기화시켜 기화가스를 생성할 수 있다. 상기 연료전지부(120)를 거친 연료가스는 약 600 - 800 ℃ 의 고온이다. 이에 따라, 상기 액화천연가스는 상기 제1열교환부(130)를 통과하면서 연료가스에 의해 가열됨으로써 가스화된다. 이 경우, 상기 연료전지부(120)를 거친 연료가스가 열원으로 기능한다. 예컨대, 상기 연료가스는 수소(H2), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2), 수증기(H2O) 등을 포함할 수 있다. 액화천연가스가 가스화된 기화가스는 상기 엔진부(140)에 공급됨으로써 선박을 추진시키는 연료로 사용된다. 상기 제1열교환부(130)를 거친 연료가스는 상기 엔진부(140)에 공급되어 선박을 추진시키는 연료로 사용될 수 있다.1, the first heat exchanging unit 130 includes a liquefied natural gas discharged from the storage unit 110 to supply natural gas to the engine unit 140 for propelling the ship, (AOG, shown in Fig. 1). Accordingly, the first heat exchanging unit 130 can vaporize the liquefied natural gas to generate the vaporized gas. The fuel gas passing through the fuel cell unit 120 has a high temperature of about 600 to 800 ° C. Accordingly, the liquefied natural gas is gasified by being heated by the fuel gas while passing through the first heat exchanging unit 130. In this case, the fuel gas passing through the fuel cell unit 120 functions as a heat source. For example, the fuel gas may include hydrogen (H2), carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO2), water vapor (H2O), and the like. The gasified vaporized natural gas is used as fuel for propelling the ship by being supplied to the engine unit 140. The fuel gas passing through the first heat exchanging unit 130 may be supplied to the engine unit 140 and used as fuel for propelling the ship.

도 1을 참고하면, 상기 엔진부(140)는 상기 제1열교환부(130)로부터 배출되는 기화가스를 연료로 이용한다. 상기 엔진부(140)는 선박을 이동시키기 위한 추진력을 발생시킨다. 상기 엔진부(140)는 상기 선박의 외부에 설치된 추진장치(미도시)를 회전시킴으로써, 추진력을 발생시킬 수 있다. 상기 엔진부(140)는 액화천연가스를 기화시킨 기화가스를 연료로 사용하여 추진력을 발생시킬 수 있지만, 경유를 연료로 사용하여 추진력을 발생시킬 수도 있다. 예컨대, 상기 엔진부(140)는 경유와 천연가스 중 적어도 하나를 연료로 사용하는 혼소엔진(Dual Fuel Engine)일 수 있다. 상기 엔진부(140)는 상기 저장부(110)에 저장된 액화천연가스가 상기 제1열교환부(130)를 거치면서 기화된 기화가스를 연료로 사용하여 선박을 추진시킬 수 있다.Referring to FIG. 1, the engine 140 uses vaporized gas discharged from the first heat exchanger 130 as fuel. The engine unit 140 generates a driving force for moving the ship. The engine unit 140 may generate propulsive force by rotating a propulsion unit (not shown) installed outside the ship. The engine unit 140 may generate propulsive force by using vaporized gas vaporized from liquefied natural gas as fuel, but may generate propulsion by using gas oil as fuel. For example, the engine unit 140 may be a dual fuel engine that uses at least one of light oil and natural gas as fuel. The liquefied natural gas stored in the storage unit 110 can be propelled through the first heat exchanging unit 130 by using the vaporized gas as fuel.

이에 따라, 본 발명에 따른 연료전지 복합 하이브리드 시스템(100)은 상기 연료전지부(120)를 거친 연료가스가 상기 제1열교환부(130)에서 액화천연가스를 가스화시키는 열원으로 작용하도록 구현됨으로써, 상기 엔진부(140)에 공급되는 천연가스를 기화시키기 위한 가열장치를 생략할 수 있으므로 가열장치를 설치하는데 소모되는 비용을 절감할 수 있다.Accordingly, the fuel cell hybrid hybrid system 100 according to the present invention is configured such that the fuel gas passing through the fuel cell unit 120 functions as a heat source for gasifying the liquefied natural gas in the first heat exchange unit 130, Since the heating device for vaporizing the natural gas supplied to the engine 140 can be omitted, the cost for installing the heating device can be reduced.

도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 연료전지 복합 하이브리드 시스템(100)은 중유저장부(150) 및 제2열교환부(160)를 더 포함할 수 있다.2, the fuel cell hybrid system 100 according to the present invention may further include a heavy oil storage unit 150 and a second heat exchange unit 160.

상기 중유저장부(150)는 상기 엔진부(140)에 공급하기 위한 중유를 저장한다. 상기 중유저장부(150)는 상기 엔진부(140)에 연결됨으로써 중유를 공급할 수 있다. 예컨대, 상기 중유저장부(150)는 중유가 이동할 수 있는 파이프 등과 같은 관로를 통해 상기 엔진부(140)에 연결될 수 있다. 상기 관로에는 상기 중유저장부(150)에서 상기 엔진부(140)로 중유를 이송하기 위한 이송력을 제공하는 임펠러, 펌프 등이 설치될 수 있다. 상기 중유저장부(150)는 전체적으로 내부가 비어 있는 직방체 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 내부에 중유를 저장할 수 있는 형태이면 내부가 비어 있는 원통 형태, 구(球) 형태 등 다른 형태로 형성될 수도 있다. 상기 중유저장부(150)는 상기 저장부(110)로부터 소정 거리 이격되게 선박에 설치될 수 있다.The heavy oil storage unit 150 stores the heavy oil to be supplied to the engine unit 140. The heavy oil storage part 150 may be connected to the engine part 140 to supply heavy oil. For example, the heavy oil storage part 150 may be connected to the engine part 140 through a pipe such as a pipe through which heavy oil can move. The pipe may be provided with an impeller, a pump, or the like that provides a transfer force for transferring the heavy oil from the heavy oil storage unit 150 to the engine unit 140. The heavy oil storage unit 150 may be formed in a rectangular parallelepiped shape having an empty interior as a whole. However, the heavy oil storage unit 150 may have other forms such as a hollow cylindrical shape or a spherical shape, . The heavy oil storage unit 150 may be installed on the ship at a predetermined distance from the storage unit 110.

상기 제2열교환부(160)는 상기 연료전지부(120)로부터 배출되는 연료가스 및 상기 중유저장부(150)로부터 배출되는 중유를 열교환시킨다. 상기 중유는 상기 중유저장부(150)에서 상기 제2열교환부(160)를 통과하면서 상기 연료가스에 의해 가열된 후에 상기 엔진부(140)에 공급된다. 이 경우, 상기 연료전지부(120)를 거친 연료가스가 상기 중유를 가열시키는 열원으로 기능한다. 상기 제2열교환부(160)를 거친 연료가스는 상기 제1열교환부(130)에 공급되어 액화천연가스를 가스화시키는 열원으로 기능할 수 있다. 이 경우, 상기 제1열교환부(130)는 상기 제2열교환부(160)를 거친 연료가스 및 상기 저장부(110)로부터 배출되는 액화천연가스를 열교환시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 엔진부(140)는 상기 제2열교환부(160)에서 가열된 중유를 공급받아 선박을 추진시킬 수 있을 뿐만 아니라, 상기 제1열교환부(130)에서 기화된 기화가스를 공급받아 선박을 추진시킬 수도 있다. 상기 엔진부(140)는 상기 저장부(110)에 저장된 액화천연가스 및 상기 중유저장부(150)에 저장된 중유 중 적어도 하나를 이용하여 선박을 추진시킬 수 있다.The second heat exchanging unit 160 exchanges heat between the fuel gas discharged from the fuel cell unit 120 and the heavy oil discharged from the heavy oil storage unit 150. The heavy oil is supplied to the engine 140 after being heated by the fuel gas while passing through the second heat exchanger 160 in the heavy oil storage 150. In this case, the fuel gas passing through the fuel cell unit 120 functions as a heat source for heating the heavy oil. The fuel gas passing through the second heat exchanging unit 160 may be supplied to the first heat exchanging unit 130 and function as a heat source for gasifying the liquefied natural gas. In this case, the first heat exchanging unit 130 can exchange heat between the fuel gas passing through the second heat exchanging unit 160 and the liquefied natural gas discharged from the storing unit 110. Accordingly, the engine 140 can receive the heavy oil heated by the second heat exchanging unit 160 and propel the ship, as well as supply the vaporized gas vaporized in the first heat exchanging unit 130 The ship may be propelled. The engine 140 may propel the ship using at least one of the liquefied natural gas stored in the storage unit 110 and the heavy oil stored in the heavy oil storage unit 150.

따라서, 본 발명에 따른 연료전지 복합 하이브리드 시스템(100)은 다음과 같은 작용효과를 도모할 수 있다.Therefore, the fuel cell hybrid hybrid system 100 according to the present invention can achieve the following operational effects.

첫째, 본 발명에 따른 연료전지 복합 하이브리드 시스템(100)은 상기 엔진부(140)에 공급되는 연료를 가열하기 위한 가열장치를 생략할 수 있으므로, 설치비용 및 운영비용을 절감할 수 있다. First, since the fuel cell hybrid hybrid system 100 according to the present invention can omit the heating device for heating the fuel supplied to the engine 140, the installation cost and the operating cost can be reduced.

둘째, 본 발명에 따른 연료전지 복합 하이브리드 시스템(100)은 보일오프가스를 이용하여 전기를 생산할 수 있을 뿐만 아니라 상기 엔진부(140)에 공급되는 연료를 가열할 수 있으므로, 운영비용을 더 절감할 수 있다.Second, the fuel cell hybrid hybrid system 100 according to the present invention can not only generate electricity using the boil-off gas but also can heat the fuel supplied to the engine unit 140, .

셋째, 본 발명에 따른 연료전지 복합 하이브리드 시스템(100)은 액화천연가스 및 중유 중 적어도 하나를 이용하여 선박을 추진시키도록 구현됨으로써, 적재되어 있는 연료량 또는 배출제한구역(ECA, Emission Control Area)에 따라 효율적으로 연료를 사용하여 선박을 추진시킬 수 있다.Third, the fuel cell hybrid system 100 according to the present invention is implemented to propel a ship using at least one of liquefied natural gas and heavy oil, thereby enabling the fuel quantity or the emission control area (ECA) Accordingly, the ship can be propelled efficiently by using the fuel.

도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 연료전지 복합 하이브리드 시스템(100)은 응축부(170)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the fuel cell hybrid hybrid system 100 according to the present invention may further include a condenser 170.

상기 응축부(170)는 상기 제1열교환부(130)를 거친 연료가스를 응축시킨다. 이에 따라, 상기 응축부(170)는 물(H2O)을 회수할 수 있다. 상기 제1열교환부(130)를 거친 연료가스는 수소(H2), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2), 수증기(H2O) 등을 포함한다. 상기 응축부(170)는 상기 연료가스에 포함된 수증기(H2O)로부터 물을 회수한다. 예컨대, 상기 응축부(170)는 냉각장치(미도시)를 통해 상기 수증기를 냉각하여 응축 및 액화시킴으로써 물을 회수할 수 있다. 예컨대, 상기 응축부(170)는 상기 제1열교환부(130)에서 연료가스가 액화천연가스를 가스화시키는 과정에서 냉각됨에 따라 물을 회수할 수도 있다. 상기 응축부(170)는 회수한 물을 상기 연료전지부(120)에 공급할 수 있다. 상기 연료전지부(120)에 공급된 물은 상기 연료전지부(120)에 수소(H2) 및 산소(02)의 양을 증가시킨다. 이에 따라, 상기 연료전지부(120)는 상기 응축부(170)로부터 공급된 물을 이용하여 전기 생산량을 향상시킬 수 있다. 상기 응축부(170)는 연료가스를 응축시켜서 생성된 물을 제외한 나머지 잔여가스를 상기 엔진부(140)에 공급한다. 예컨대, 상기 응축부(170)는 관 또는 파이프와 같은 관로를 이용하여 상기 엔진부(140)에 연결되고, 임펠러 등 이송장치(미도시)를 통해 상기 잔여가스를 상기 엔진부(140)에 공급할 수 있다. 상기 잔여가스에는 수소(H2)가 포함되어 있으므로 상기 엔진부(140)의 출력을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 연료전지 복합 하이브리드 시스템(100)은 기화가스 및 중유 이외에 상기 응축부(170)를 거친 잔여가스를 상기 엔진부(140)에 공급함으로써 선박을 추진시키는데 필요한 연료를 절감할 수 있을 뿐만 아니라 출력을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 연료전지 복합 하이브리드 시스템(100)은 상기 응축부(170)를 거친 잔여가스를 상기 엔진부(140)로 공급함으로써, 상기 잔여가스를 바로 외부로 배출할 경우에 비해 유해물질의 배출량을 감소시킬 수 있다.The condenser 170 condenses the fuel gas passing through the first heat exchanger 130. Accordingly, the condenser 170 can recover the water (H2O). The fuel gas passing through the first heat exchanging unit 130 includes hydrogen (H2), carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO2), water vapor (H2O), and the like. The condenser 170 recovers water from water vapor (H2O) contained in the fuel gas. For example, the condenser 170 can recover the water by cooling the condensed water vapor through a cooling device (not shown) and condensing and liquefying it. For example, the condenser 170 may collect the water as the fuel gas is cooled in the process of gasifying the liquefied natural gas in the first heat exchanging unit 130. The condenser 170 can supply the recovered water to the fuel cell unit 120. The water supplied to the fuel cell unit 120 increases the amount of hydrogen (H2) and oxygen (O2) in the fuel cell unit 120. Accordingly, the fuel cell unit 120 can improve the electricity production using water supplied from the condenser 170. The condenser 170 condenses the fuel gas and supplies remaining gas except water generated to the engine 140. For example, the condenser 170 is connected to the engine 140 using a pipe such as a pipe or a pipe, and supplies the residual gas to the engine 140 through a transfer device (not shown) such as an impeller . Since the residual gas includes hydrogen (H2), the output of the engine unit 140 can be improved. Accordingly, the fuel cell hybrid system 100 according to the present invention reduces the fuel required to propel the ship by supplying residual gas through the condenser 170 to the engine 140 in addition to the vaporized gas and heavy oil But also the output can be improved. In addition, the fuel cell hybrid system 100 according to the present invention can supply the residual gas passing through the condenser 170 to the engine 140, thereby reducing the amount of harmful substances Can be reduced.

도 4를 참고하면, 본 발명에 따른 연료전지 복합 하이브리드 시스템(100)은 폐열회수부(180)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, the fuel cell hybrid system 100 according to the present invention may further include a waste heat recovery unit 180.

상기 폐열회수부(180)는 상기 연료전지부(120)에 연결되게 설치된다. 예컨대, 상기 폐열회수부(180)는 관 또는 파이프와 같은 관로로 상기 연료전지부(120)에 연결된다. 상기 연료전지부(120)에서 배출되는 공기(CDA)는 전기화학 반응에 따른 온도 상승으로 약 600 - 800 ℃ 의 온도를 가진다. 상기 폐열회수부(180)는 상기 공기로부터 열을 흡수하기 위한 열교환 매체를 이용한다. 예컨대, 상기 열교환 매체는 물일 수 있다. 이 경우, 상기 연료전지부(120)에서 배출되는 공기는 상기 열교환 매체를 가열하는 열원이 된다. 이에 따라, 상기 폐열회수부(180)는 상기 연료전지부(120)로부터 배출되는 공기 및 물을 열교환시켜서 증기(Steam)를 생산할 수 있다. 상기 폐열회수부(180)에서 열을 흡수한 열교환 매체는 증기가 되어, 온수 및 난방 등에 이용되거나 증기터빈을 가동시켜 전기를 생성할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 연료전지 복합 하이브리드 시스템(100)은 온수 및 난방에 사용되는 설비의 크기를 소형화시킬 수 있을 뿐만 아니라 추가로 전기를 생성할 수도 있다.The waste heat recovery unit 180 is installed to be connected to the fuel cell unit 120. For example, the waste heat recovery unit 180 is connected to the fuel cell unit 120 by a pipe such as a pipe or a pipe. The air (CDA) discharged from the fuel cell unit 120 has a temperature of about 600-800 ° C due to a temperature rise due to an electrochemical reaction. The waste heat recovering unit 180 uses a heat exchange medium for absorbing heat from the air. For example, the heat exchange medium may be water. In this case, the air discharged from the fuel cell unit 120 becomes a heat source for heating the heat exchange medium. Accordingly, the waste heat recovering unit 180 can generate steam by exchanging heat between the air discharged from the fuel cell unit 120 and water. The heat exchange medium that absorbs heat in the waste heat recovery unit 180 becomes steam, and can be used for hot water, heating or the like, or can generate electricity by operating the steam turbine. Accordingly, the fuel cell hybrid system 100 according to the present invention can miniaturize the facilities used for hot water and heating as well as generate electricity.

본 발명에 따른 연료전지 복합 하이브리드 시스템(100)은 선박에 설치될 수 있으나 이에 한정되지 않으며, 보일오프가스를 이용하여 추진력을 얻거나 발전할 수 있으면 다른 장비에도 설치될 수 있다.The fuel cell hybrid hybrid system 100 according to the present invention may be installed in a ship but is not limited thereto. The fuel cell hybrid hybrid system 100 may be installed in other equipment as long as it can obtain or generate propulsion using boil-off gas.

따라서, 본 발명에 따른 연료전지 복합 하이브리드 시스템(100)은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.Therefore, the fuel cell hybrid hybrid system 100 according to the present invention can achieve the following operational effects.

첫째, 본 발명에 따른 연료전지 복합 하이브리드 시스템(100)은 상기 연료전지부(120)를 거친 연료가스를 상기 엔진부(140)에 공급함으로써, 천연가스 또는 중유만 공급하였을 경우에 비해 상기 엔진부(140)의 출력을 향상시킬 수 있다.First, the fuel cell hybrid system 100 according to the present invention supplies the fuel gas passing through the fuel cell unit 120 to the engine unit 140, so that compared with the case where only natural gas or heavy oil is supplied, It is possible to improve the output of the control unit 140.

둘째, 본 발명에 따른 연료전지 복합 하이브리드 시스템(100)은 종래에 비해 더 적은 천연가스 및 중유를 사용하여 동일한 출력을 발생시킴으로써, 실질적으로 연료를 절감하는 효과를 발생시킬 수 있다.Second, the fuel cell hybrid hybrid system 100 according to the present invention generates substantially the same output by using fewer natural gas and heavy oil than the prior art, so that it is possible to substantially reduce fuel consumption.

셋째, 본 발명에 따른 연료전지 복합 하이브리드 시스템(100)은 외부로 배출하던 보일오프가스를 상기 연료전지부(120)에 공급하도록 구현됨으로써, 보일오프가스를 이용하여 추가로 전기를 생산할 수 있다.Third, the fuel cell hybrid system 100 according to the present invention is configured to supply a boil-off gas discharged to the outside to the fuel cell unit 120, thereby further producing electricity using the boil-off gas.

넷째, 본 발명에 따른 연료전지 복합 하이브리드 시스템(100)은 상기 연료전지부(120)를 거친 연료가스를 다시 상기 엔진부(140)에 재공급하도록 구현됨으로써, 엔진의 출력을 향상시킬 뿐만 아니라 상기 보일오프가스를 상기 저장부(110)에서 외부로 바로 배출시켰을 경우에 비해 보일오프가스에 포함된 유해물질을 더 감소시킬 수 있다.Fourth, the fuel cell hybrid hybrid system 100 according to the present invention is configured to re-supply the fuel gas passing through the fuel cell unit 120 to the engine unit 140, thereby improving the output of the engine, It is possible to further reduce the toxic substances contained in the boil-off gas as compared with the case where the boil-off gas is directly discharged from the storage unit 110 to the outside.

다섯째, 본 발명에 따른 연료전지 복합 하이브리드 시스템(100)은 상기 엔진부(140)가 혼소엔진으로 구현됨으로써, 상기 저장부(110)와 상기 엔진부(140) 및 상기 중유저장부(150)와 상기 엔진부(140)를 연결하는 관로 중 하나가 손상 내지 파손되어도 나머지 하나의 연료를 공급받을 수 있으므로 추진이 정지되는 것을 방지할 수 있다.Fuel cell hybrid hybrid system 100 according to the present invention is characterized in that the engine unit 140 is implemented as a coarse engine so that the storage unit 110, the engine unit 140, the heavy oil storage unit 150, Even if one of the conduits connecting the engine unit 140 is damaged or broken, the remaining one fuel can be supplied, thereby preventing the propulsion from being stopped.

여섯째, 본 발명에 따른 연료전지 복합 하이브리드 시스템(100)은 상기 엔진부(140)가 혼소엔진으로 구현됨으로써, 유해물질 배출이 제한되는 배출제한구역(Emission Control Area) 내에서는 천연가스를 연료로 사용하여 추진함으로써 상기 중유를 사용하여 추진하거나 상기 2개의 연료를 사용하여 추진할 경우에 비해 유해물질의 배출량을 더 감소시킬 수 있다.Sixth, in the fuel cell hybrid system 100 according to the present invention, since the engine unit 140 is implemented as a coarse engine, in the emission control area where the emission of harmful substances is restricted, natural gas is used as fuel The emission of harmful substances can be further reduced as compared with the case of propelling by using the heavy oil or using the two fuels.

100 : 연료전지 복합 하이브리드 시스템
110 : 저장부 120 : 연료전지부
130 : 제1열교환부 140 : 엔진부
150 : 중유저장부 160 : 제2열교환부
170 : 응축부 180 : 폐열회수부100: Fuel cell hybrid hybrid system
110: storage unit 120: fuel cell unit
130: first heat exchanger 140:
150: heavy oil storage part 160: second heat exchange part
170: condensing part 180: waste heat recovery part

Claims (5)

액화천연가스를 저장하기 위한 저장부;
상기 저장부에 저장된 액화천연가스로부터 생성되는 보일오프가스(BOG)를 이용하여 전기를 생산하는 연료전지부;
상기 저장부로부터 배출되는 액화천연가스 및 상기 연료전지부로부터 배출되는 연료가스를 열교환시켜서 액화천연가스가 기화된 기화가스를 생성하는 제1열교환부; 및
상기 제1열교환부로부터 배출되는 기화가스 및 상기 연료가스를 연료로 이용하여 선박을 추진시키는 엔진부; 및
상기 연료전지부로부터 배출되는 연료가스 및 중유저장부로부터 배출되는 중유를 열교환시키는 제2열교환부를 포함하고,
상기 엔진부는 중유와 천연가스에 의해 구동하는 혼소엔진(Dual Fuel Engine)이며,
상기 제2열교환부는 연료가스에 의해 가열된 중유를 상기 엔진부에 공급하는 연료전지 복합 하이브리드 시스템.A storage for storing liquefied natural gas;
A fuel cell unit for generating electricity using a boil-off gas (BOG) generated from the liquefied natural gas stored in the storage unit;
A first heat exchange unit for exchanging heat between the liquefied natural gas discharged from the storage unit and the fuel gas discharged from the fuel cell unit to generate a vaporized gas in which liquefied natural gas is vaporized; And
An engine unit for propelling a ship using vaporized gas discharged from the first heat exchange unit and the fuel gas as fuel; And
And a second heat exchanger for exchanging heat between the fuel gas discharged from the fuel cell unit and the heavy oil discharged from the heavy oil storage unit,
The engine unit is a dual fuel engine driven by heavy oil and natural gas,
And the second heat exchanger supplies the heavy oil heated by the fuel gas to the engine section. 제1항에 있어서,
상기 제1열교환부는 상기 제2열교환부를 거친 연료가스 및 상기 저장부로부터 배출되는 액화천연가스를 열교환시키는 것을 특징으로 하는 연료전지 복합 하이브리드 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the first heat exchanging unit exchanges heat between the fuel gas passing through the second heat exchanging unit and the liquefied natural gas discharged from the storing unit. 제1항에 있어서,
상기 제1열교환부를 거친 연료가스를 응축시키는 응축부를 포함하고,
상기 응축부는 연료가스를 응축시켜서 생성된 물을 상기 연료전지부에 공급하며,
상기 연료전지부는 상기 응축부로부터 공급된 물을 이용하여 전기를 생산하는 것을 특징으로 하는 연료전지 복합 하이브리드 시스템.The method according to claim 1,
And a condenser for condensing the fuel gas passed through the first heat exchanger,
Wherein the condenser cools the fuel gas and supplies the generated water to the fuel cell unit,
Wherein the fuel cell unit generates electricity using water supplied from the condenser unit. 제1항에 있어서,
상기 제1열교환부를 거친 연료가스를 응축시키는 응축부를 포함하고,
상기 응축부는 연료가스를 응축시켜서 생성된 물을 제외한 나머지 잔여가스를 상기 엔진부에 공급하는 것을 특징으로 하는 연료전지 복합 하이브리드 시스템.The method according to claim 1,
And a condenser for condensing the fuel gas passed through the first heat exchanger,
Wherein the condenser is configured to condense the fuel gas and to supply remaining gas except for the generated water to the engine unit. 제1항에 있어서,
상기 연료전지부에 연결되게 설치되는 폐열회수부를 포함하고;
상기 연료전지부는 보일오프가스 및 공기를 이용하여 전기를 생산하며;
상기 폐열회수부는 상기 연료전지부로부터 배출되는 공기 및 물을 열교환시켜서 증기를 생산하는 것을 특징으로 하는 연료전지 복합 하이브리드 시스템.The method according to claim 1,
A waste heat recovery unit connected to the fuel cell unit;
Wherein the fuel cell unit generates electricity using boil-off gas and air;
Wherein the waste heat recovering unit generates heat by exchanging heat between air and water discharged from the fuel cell unit.
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