KR102153552B1 - 다단형 연료전지 시스템 - Google Patents

다단형 연료전지 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102153552B1
KR102153552B1 KR1020190133197A KR20190133197A KR102153552B1 KR 102153552 B1 KR102153552 B1 KR 102153552B1 KR 1020190133197 A KR1020190133197 A KR 1020190133197A KR 20190133197 A KR20190133197 A KR 20190133197A KR 102153552 B1 KR102153552 B1 KR 102153552B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fuel cell
solid oxide
oxide fuel
fuel cells
molten carbonate
Prior art date
Application number
KR1020190133197A
Other languages
English (en)
Inventor
이태원
류보현
장인갑
Original Assignee
(주)에프씨아이
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)에프씨아이 filed Critical (주)에프씨아이
Application granted granted Critical
Publication of KR102153552B1 publication Critical patent/KR102153552B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/249—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells comprising two or more groupings of fuel cells, e.g. modular assemblies
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04097—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with recycling of the reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04746—Pressure; Flow
    • H01M8/04761—Pressure; Flow of fuel cell exhausts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04858—Electric variables
    • H01M8/04925—Power, energy, capacity or load
    • H01M8/0494—Power, energy, capacity or load of fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H01M2008/1293—Fuel cells with solid oxide electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/14—Fuel cells with fused electrolytes
    • H01M2008/147—Fuel cells with molten carbonates
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

본 발명은 다단형 연료전지 시스템에 관한 것으로, 화학반응을 통해 전류를 생성하기 위한 용융탄산염 연료전지, 상기 용융탄산염 연료전지의 연료극 출력단에서 배출되는 가스를 제공받아 화학반응을 통해 전류를 생성하기 위한 복수의 고체산화물 연료전지, 및 상기 복수의 고체산화물 연료전지를 선택적으로 구동하기 위한 컨트롤러를 포함하는 다단형 연료전지 시스템이 제공된다.

Description

다단형 연료전지 시스템{MULTI-STAGE FUEL CELL SYSTEM}
본 발명은 다단형 연료전지 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고온형 연료전지인 용융탄산염 연료전지(Molten Carbonate Fuel Cell)와 고체산화물 연료전지(Solid Oxide Fuel Cell)를 유기적으로 구성하여 전체 시스템의 구동 및 발전 효율성을 증가시킬 수 있는 다단형 연료전지 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 연료전지는 산화에 의해서 생기는 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 전지를 말한다. 연료전지는 화학전지와 달리 반응물이 외부에서 연속적으로 공급되고 반응생성물이 외부에서 제거된다. 연료전지의 가장 대표적 형태에는 수소-산소 연료전지가 있고 이 연료전지는 동작온도에 따라 고온형 연료전지와 저온형 연료전지로 나뉜다.
한편, 가정용 및 산업용 연료전지 시스템은 일반적으로 전력과 열을 동시에 생산하는 열병합 발전을 특징으로 한다. 이러한 연료전지 시스템은 천연가스를 연료로 이용하며 개질기에서 천연가스에 포함된 수소를 추출하여 연료전지의 스택에 공급한다. 연료전지의 스택은 전기화학반응에 의해 수소로부터 전기를 생산하며 발전과정에서 발생하는 폐열은 열회수장치로 회수하여 축열조에 저장한 후 보조 보일러 등을 통해 난방 또는 온수를 위한 열원으로 사용된다.
이하, 연료전지의 간단한 작동원리를 설명하기로 한다.
천연가스로부터 추출된 수소는 연료전지의 양극(Anode)을 통과하고 산소는 음극(Cathode)을 통과한다. 수소와 산소는 전기 화학적으로 반응하여 물과 열을 생성한다. 이때, 전자가 전해질을 통과하면서 전극에는 직류전류가 흐르게 되며, 직류전류는 직류 전동기의 동력으로 사용되거나 전력변환기에 의해 교류전류로 바꾸어 사용된다. 연료전지에서 발생된 열은 증기를 발생시키거나 냉난방 열로 사용될 수 있으며, 사용되지 않을 경우에는 배기열로 배출된다.
이러한 연료전지는 전해질의 종류에 따라 구분되는데, 전해질로 용융탄산염을 사용하고 통상 650℃의 고온에서 작동하는 연료전지를 용융탄산염 연료전지(Molten Carbonate Fuel Cell)라 한다.
이러한 용융탄산염 연료전지는 가정용/건물용/차량용으로 사용하는 고분자 전해질 연료전지(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell)에 비하여 효율이 높고, 장시간 운전 성능이 좋아 발전용으로 사용하고 있다. 또한, 용융탄산염 연료전지는 설비규모 대비 대용량 출력이 가능하고, 수명도 다른 연료전지들에 비해 길기 때문에 선박의 구동원으로 사용하기 위한 연구가 다양하게 이루어지고 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 용융탄산염 연료전지와 고체산화물 연료전지를 직접 연계하도록 구성하여 전체 시스템의 구동 및 발전 효율을 높일 수 있는 다단형 연료전지 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 용융탄산염 연료전지의 전력 생산량이 가변하더라도 고체산화물 연료전지가 나머지 전력 생산량을 보완해 주기 때문에 전체 시스템에서 생산하는 전력량을 항상 일정하게 유지해 줄 수 있는 다단형 연료전지 시스템을 제공하는데 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 복수의 고체산화물 연료전지에 이상이 발생하더라도 이를 대체할 수 있는 리페어용 고체산화물 연료전지를 구비하는 다단형 연료전지 시스템을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 본 발명의 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 자신의 연료극 입력단으로 수소를 제공받아 화학반응을 통해 전류를 생성하기 위한 용융탄산염 연료전지; 상기 용융탄산염 연료전지의 연료극 출력단에서 배출되는 가스를 제공받아 화학반응을 통해 전류를 생성하기 위한 복수의 고체산화물 연료전지; 및 상기 용융탄산염 연료전지의 전력 생산량에 따라 상기 복수의 고체산화물 연료전지를 선택적으로 구동하기 위한 컨트롤러를 포함하는 다단형 연료전지 시스템이 제공된다.
본 발명에 있어서 상기 용융탄산염 연료전지에서 배출되는 가스를 필터링하여 상기 복수의 고체산화물 연료전지로 제공하기 위한 필터를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서 상기 컨트롤러는 상기 용융탄산염 연료전지의 연료극 출력단에 배치되고 상기 용융탄산염 연료전지의 전력 생산량에 대응하는 제1 센싱정보를 검출하기 위한 제1 센서부; 상기 복수의 고체산화물 연료전지의 연료극 출력단에 배치되고 상기 복수의 고체산화물 연료전지 중 활성화된 고체산화물 연료전지의 전력 생산량에 대응하는 제2 센싱정보를 검출하기 위한 제2 센서부; 및 상기 제1 및 제2 센싱정보에 응답하여 상기 복수의 고체산화물 연료전지 중 해당하는 고체산화물 연료전지의 활성화 및 비활성화 구동을 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 제어부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서 상기 컨트롤러의 제어에 따라 상기 복수의 고체산화물 연료전지 각각에 연료를 주입하기 위한 연료 주입부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서 상기 복수의 고체산화물 연료전지는 적어도 2개 이상의 고체산화물 연료전지를 포함하며, 상기 컨트롤러는 상기 복수의 고체산화물 연료전지 중 적어도 하나를 활성화시키는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서 상기 복수의 고체산화물 연료전지는 각각 서로 다른 전력 생산량을 가지는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서 상기 복수의 고체산화물 연료전지의 이상 여부를 검출하기 위한 고장 감지부; 및 상기 고장 감지부의 검출결과에 응답하여 활성화되는 리페어용 고체산화물 연료전지를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서 상기 리페어용 고체산화물 연료전지는 서로 다른 전력 생산량을 가지는 고체산화물 연료전지를 다수개 구비하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서 상기 용융탄산염 연료전지의 공기극 출력단에서 배출되는 가스를 예정된 온도로 가열하기 위한 가열기; 및 상기 가열기에서 배출되는 가스와 외기의 열교환을 위한 열교환기를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서 상기 용융탄산염 연료전지와 상기 복수의 고체산화물 연료전지에 연료를 제공하기 위한 공용 연료공급기를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서 상기 용융탄산염 연료전지와 상기 복수의 고체산화물 연료전지가 일체로 배치되는 핫 베슬을 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서 상기 핫 베슬 내에는 상기 용융탄산염 연료전지가 예정된 간격만큼 이격되어 적어도 2개 배치되며, 상기 복수의 고체산화물 연료전지는 상기 예정된 간격에 마련되는 공간에 배치되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서 상기 복수의 고체산화물 연료전지는 상기 핫 베슬과 상기 용융탄산염 연료전지 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 다단형 연료전지 시스템은 다음과 같은 효과를 제공한다.
본 발명은 용융탄산염 연료전지와 고체산화물 연료전지를 구비하여 전력 생산량을 항상 일정하게 유지시켜 줌으로써 전력 관리가 용이하고 기복없이 안정적인 전력을 제공해 줄 수 있는 효과가 있다.
특히, 용융탄산염 연료전지의 경시변화로 인하여 미반응 연료가 증가하는 경우 고체산화물 연료전지의 활용범위를 높여 전체 시스템의 출력을 일정하게 유지해 줄 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 복수의 고체산화물 연료전지에 이상이 발생하더라도 즉각적인 대처가 가능하기 때문에 시스템을 지속적으로 구동하여 안정적인 전력을 생산할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 다단형 연료전지 시스템을 설명하기 위한 블록도.
도 2 는 도 1 의 컨트롤러를 설명하기 위한 블록도.
도 3 은 도 2 의 복수의 고체산화물 연료전지의 일실시예를 설명하기 위한 도면.
도 4 는 도 2 의 복수의 고체산화물 연료전지의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면.
도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 다단형 연료전지 시스템의 주요 내부배치를 설명하기 위한 배치도.
도 6 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다단형 연료전지 시스템의 주요 내부배치를 설명하기 위한 배치도.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백히 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 다단형 연료전지 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 1 을 참조하면, 다단형 연료전지 시스템은 자신의 연료극 입력단(AI1)으로 수소를 제공받아 화학반을을 통해 전류를 생성하기 위한 용융탄산염 연료전지(100)와, 용융탄산염 연료전지(100)의 연료극 출력단(AO1)에서 배출되는 가스를 제공받아 화학반응을 통해 전류를 생성하기 위한 복수의 고체산화물 연료전지(200), 및 용융탄산염 연료전지의 전력 생산량에 따라 복수의 고체산화물 연료전지(200)를 선택적으로 구동하기 위한 컨트롤러(300)를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 다단형 연료전지 시스템은 용융탄산염 연료전지(100)와 복수의 고체산화물 연료전지(200)을 유기적으로 결합하여 사용하는 것을 특징으로 하며, 우선 용융탄산염 연료전지(100)와 관련된 구성을 설명하고 이후 복수의 고체산화물 연료전지(200)에 대응하는 구성을 설명하기로 한다.
용융탄산염 연료전지(100)는 열교환기(600)를 통해 전달되는 가스를 공기극 입력단(CI1)으로 제공받으며, 공용 연료공급기(400)를 통해 전달되는 수소를 연료극 입력단(AI1)으로 제공받는다. 용융탄산염 연료전지(100)는 이렇게 제공된 가스를 화학반응하여 전기를 생성하고 미반응된 가스를 배출한다.
용융탄산염 연료전지(100)의 연료 반응율이 약 70% 임을 고려하였을 때 용융탄산염 연료전지(100)에서 배출되는 미반응된 가스를 이용하여 복수의 고체산화물 연료전지(200)를 구동하는 것은 충분히 가능하다.
아래 [표 1]은 용융탄산염 연료전지(100)의 연료극 출력단(AO1)에서 배출되는 가스의 조성비율이다.
온도
(℃) 		조성(mole, %)
H2 CO CO2 H2O N2
600~620 9~11 4~6 40~46 39~43 0.1
[표 1]에서 볼 수 있듯이, 용융탄산염 연료전지(100)는 산소와 수소의 화학반응을 통해 용융탄산염 연료전지(100)의 연료극 출력단(AO1)으로 H2, CO, CO2, H2O를 배출한다. 이 부산물은 이후 설명하겠지만 복수의 고체산화물 연료전지(200)의 연료극 입력단(AI2)으로 전달된다.이어서, 아래 [표 2]은 용융탄산염 연료전지(100)의 공기극 출력단(CO1)에서 배출되는 가스의 조성비율이다.
온도
(℃) 		조성(mole, %)
CO2 H2O N2 O2
360~380 4~5 17~20 66~69 8~10
[표 2]에서 볼 수 있듯이, 용융탄산염 연료전지(100)의 공기극 출력단(CO1)은 산소와 수소의 화학반응을 통해 CO2, H2O, N2, O2를 부산물로 배출한다.이어서, 용융탄산염 연료전지(100)의 공기극 출력단(CO1)에서 배출되는 가스는 가열기(500)로 전달되고, 가열기(500)는 이를 예정된 온도로 가열하여 열교환기(600)로 전달한다. 그리고 열교환기(600)는 가열기(500)에서 배출되는 가스를 이용한 열교환을 통해 외기(OA)의 온도를 상승시키고 고온의 공기를 용융탄산염 연료전지(100)의 공기극 입력단(CI1)으로 전달한다. 열교환기(600)에서 열교환이 이루어진 나머지 가스는 외부(EA)로 배기된다.
이어서, 용융탄산염 연료전지(100)의 연료극 출력단(AO1)에서 배출되는 가스는 필터(700)로 전달되어 필터링된 이후 복수의 고체산화물 연료전지(200)의 연료극 입력단(AI2)으로 전달된다.
다음으로, 복수의 고체산화물 연료전지(200)는 열교환기(600)를 통해 전달되는 가스를 공기극 입력단(CI2)으로 제공받으며, 필터(700)를 통해 전달되는 가스와 공용 연료공급기(400)에서 제공되는 가스를 연료극 입력단(AI2)으로 제공받는다. 복수의 고체산화물 연료전지(200)는 이렇게 제공된 가스를 화학반응하여 전기를 생성하고 미반응된 가스를 배출한다.
본 발명의 실시예에 따른 다단형 연료전지 시스템는 용융탄산염 연료전지(100)에서 배출되는 가스를 복수의 고체산화물 연료전지(200)에 제공하는 특징적 구조를 가지고 있으며, 이때 용융탄산염 연료전지(100)에서 배출되는 가스는 필터(700)에서 필터링됨으로써 복수의 고체산화물 연료전지(200)의 구동 효율을 높일 수 있는 연료가 된다.
이어서, 복수의 고체산화물 연료전지(200)에서 배출되는 가스는 가열기(500)로 전달되고, 가열기(500)는 이를 예정된 온도로 가열하여 열교환기(600)로 전달한다. 열교환기(600)는 가열기(500)에서 배출되는 가스를 이용한 열 교환을 통해 외기(OA)의 온도를 상승시키고 고온의 공기를 복수의 고체산화물 연료전지(200)의 공기극 입력단(CI2)으로 전달한다. 열교환기(600)에서 열교환이 이루어진 나머지 가스는 배기(EA)로 배출된다.
마지막으로, 컨트롤러(300)는 용융탄산염 연료전지(100)의 전력 생산량에 따라 복수의 고체산화물 연료전지(200) 중 적어도 하나의 고체산화물 연료전지를 선택적으로 구동하기 위한 것으로서 복수의 고체산화물 연료전지(200)는 컨트롤러(300)에서 생성되는 제어신호(CMD)에 따라 복수의 고체산화물 연료전지(200) 중 해당하는 고체산화물 연료전지의 활성화 및 비활성화 구동이 제어된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 다단형 연료전지 시스템는 핫 베슬(점선)을 포함한다. 핫 베슬은 용융탄산염 연료전지(100)와 복수의 고체산화물 연료전지(200)를 보온하기 위한 구성이며, 핫 베슬 내에는 용융탄산염 연료전지(100), 필터(700), 복수의 고체산화물 연료전지(200), 및 가열기(500)를 포함한다.
따라서, 용융탄산염 연료전지(100)의 구동에 의해 발생하는 열은 핫 베슬 내로 전이되고 이에 따라 복수의 고체산화물 연료전지(200)는 별도의 열 관리를 위한 구성이나 동작 없이도 고온 상태를 유지하는 것이 가능하다. 이에 대한 설명은 도 5 에서 다시 하기로 한다.
도 2 는 도 1 의 컨트롤러(300)를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2 를 참조하면, 컨트롤러(300)는 제1 센서부(310)와, 제2 센서부(320), 및 제어부(330)를 포함한다.
우선, 제1 센서부(310)는 용융탄산염 연료전지(100)의 연료극 출력단(AO1)에 배치되어 용융탄산염 연료전지에서 배출되는 가스의 유량 및 압력을 검출한다. 제1 센서부(310)에서 검출된 결과는 용융탄산염 연료전지(100)의 전력 생산량에 대응하며 제1 센서부(310)는 이를 제1 센싱정보(INF1)로써 제어부(330)에 제공한다.
이어서, 제2 센성부(320)는 복수의 고체산화물 연료전지(200)의 연료극 출력단(AO2)에 배치되어 복수의 고체산화물 연료전지(200) 중 활성화된 고체산화물 연료전지의 유량 및 압력을 검출한다. 제2 센서부(320)에서 검출된 결과는 복수의 고체산화물 연료전지(200) 중 활성화된 고체산화물 연료전지의 전력 생산량에 대응하며 제2 센서부(320)는 이를 제2 센싱정보(INF2)로써 제어부(330)에 제공한다.
마지막으로, 제어부(330)는 제1 센싱정보(INF1)와 제2 센싱정보(INF2)에 응답하여 복수의 고체산화물 연료전지(200) 중 해당하는 고체산화물 연료전지의 활성화 및 비활성화 구동을 제어하기 위한 제어신호(CMD)를 생성한다. 이후 다시 설명하겠지만, 복수의 고체산화물 연료전지(200)는 제어부(330)에서 생성되는 제어신호(CMD)에 응답하여 복수의 고체산화물 연료전지(200) 중 해당하는 고체산화물 연료전지가 선택적으로 활성화 구동되거나 비활성화 구동되는 것이 가능하다.
한편, 용융탄산염 연료전지(100)는 구동시간이 길어지는 경우 전력 생산량이 줄어드는 경시변화 상태가 발생될 수 있다. 경시변화 상태에서는 용융탄산염 연료전지(100)에서 배출되는 미반응된 연료가 증가하며 이를 통해 복수의 고체산화물 연료전지(200)를 충분히 구동하는 것이 가능하다.
본 발명의 실시예에 따른 다단형 연료전지 시스템는 이러한 경시변화 상태에서 복수의 고체산화물 연료전지(200)를 구동해 줌으로써 경시변화 상태에 대한 즉각적인 대응이 가능하며, 이는 곧 전체 시스템의 출력이 항상 일정하게 유지될 수 있음을 의미한다.
도 3 은 도 2 의 복수의 고체산화물 연료전지(200)의 일실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 을 참조하면, 복수의 고체산화물 연료전지(200)는 연료 주입부(210)와 적어도 2개 이상의 고체산화물 연료전지를 포함한다. 도 3 에서는 제1 고체산화물 연료전지(220_1)와 제2 고체산화물 연료전지(220_2)를 포함하여 n(여기서, n은 2이상의 자연수)개의 고체산화물 연료전지를 포함하는 것을 일례로 하였다.
우선, 연료 주입부(210)는 복수의 고체산화물 연료전지(200)의 연료극 입력단(AI2)으로 유입되는 가스를 제1 내지 제n 고체산화물 연료전지(220_1, 220_2, … 220_n) 각각에 선택적으로 주입하기 위한 구성이며, 컨트롤러(300)에서 제공되는 제어신호(CMD)에 따라 제1 내지 제n 고체산화물 연료전지(220_1, 220_2, … 220_n) 중 해당하는 고체산화물 연료전지에 선택적으로 연료를 주입한다.
여기서, 고체산화물 연료전지에 선택적으로 연료를 주입한다는 것은 해당하는 고체산화물 연료전지가 주입된 연료를 사용하여 전력을 생산한다는 것을 의미하며, 이는 곧 컨트롤러(300)가 제1 내지 제n 고체산화물 연료전지(220_1, 220_2, … 220_n)에 대한 선택적 활성화 동작 및 비활성화 동작을 제어할 수 있음을 의미한다.
그래서 만약, 용융탄산염 연료전지(100)의 전력 생산량이 줄어드는 경우 컨트롤러(300)는 이를 도 2 의 제1 센서부(310)를 통해 감지하여 제1 내지 제n 고체산화물 연료전지(220_1, 220_2, … 220_n) 중 용융탄산염 연료전지(100)에서 줄어든 전력 생산량을 보완해줄 수 있는 고체산화물 연료전지를 선택적으로 구동함으로써 전체 시스템의 총 전력 생산량을 항상 일정하게 유지시켜 주는 것이 가능하다.
한편, 제1 내지 제n 고체산화물 연료전지(220_1, 220_2, … 220_n)는 각각 전력 생산량이 서로 다르게 구성할 수 있다. 즉, 예컨대, 제1 고체산화물 연료전지(220_1)는 1 만큼의 전력 생산량을 가질 수 있으며, 제2 고체산화물 연료전지(220_2)는 2 만큼의 전력 생산량을 가질 수 있으며, 제n 고체산화물 연료전지(220_n)는 n 만큼의 전력 생산량을 가질 수 있다.
따라서, 만약 용융탄산염 연료전지(100)의 전력 생산량이 1만큼 줄어드는 경우 컨트롤러(300)는 이를 검출하여 제1 고체산화물 연료전지(220_1)만 활성화시키고, 만약 용융탄산염 연료전지(100)의 전력 생산량이 2만큼 줄어드는 경우 컨트롤러(300)는 이를 검출하여 제2 고체산화물 연료전지(220_2)만 활성화시키는 것이 가능하다.
그리고 만약 용융탄산염 연료전지(100)의 전력 생산량이 3만큼 줄어드는 경우 컨트롤러(300)를 이를 검출하여 제3 고체산화물 연료전지(도면에 도시되지 않음)만 활성화시키거나 또는 제1 고체산화물 연료전지(220_1)와 제2 고체산화물 연료전지(220_2)를 모두 활성화시킴으로써 용융탄산염 연료전지(100)에서 줄어든 3 만큼의 전력 생산량을 복수의 고체산화물 연료전지(200) 중 해당하는 고체산화물 연료전지를 선택적으로 활성화 시켜줌으로써 보완해 주는 것이 가능하다.
본 발명의 실시예에 따른 다단형 연료전지 시스템은 용융탄산염 연료전지(100)의 전력 생산량에 따라 복수의 고체산화물 연료전지(200) 중 해당 하는 고체산화물 연료전지를 선택적으로 활성화시켜 구동해줌으로써 전체 시스템에서 생산하는 전력량을 항상 일정하게 유지시켜 주는 것이 가능하다.
도 4 는 도 2 의 복수의 고체산화물 연료전지(200)의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 를 참조하면, 복수의 고체산화물 연료전지(200)는 연료 주입부(230)와 적어도 2개 이상의 고체산화물 연료전지를 포함한다. 도 4 에서는 제1 고체산화물 연료전지(240_1)와 제2 고체산화물 연료전지(240_2)와 제3 고체산화물 연료전지(240_3)을 포함하고 있으며 추가적으로 리페어용 고체산화물 연료전지(250)를 포함하는 것을 일례로 하였다.
우선, 연료 주입부(210)는 복수의 고체산화물 연료전지(200)의 연료극 입력단(AI2)으로 유입되는 가스를 제1 고체산화물 연료전지(240_1)와 제2 고체산화물 연료전지(240_2)와 제3 고체산화물 연료전지(240_3)와, 리페어용 고체산화물 연료전지(250) 각각에 선택적으로 주입하기 위한 구성이며, 컨트롤러(300)에서 제공되는 제어신호(CMD)와 이후 설명될 고장 감지부(260)에서 검출되는 검출신호(D)에 따라 제1 고체산화물 연료전지(240_1)와 제2 고체산화물 연료전지(240_2)와 제3 고체산화물 연료전지(240_3)와 리페어용 고체산화물 연료전지(250)에 선택적으로 연료를 주입한다.
이어서, 리페어용 고체산화물 연료전지(250)는 제1 내지 제3 고체산화물 연료전지(240_1, 240_2, 240_3) 중 고장이 발생한 고체산화물 연료전지를 대신하여 구동하기 위한 구성이다. 즉, 제1 내지 제3 고체산화물 연료전지(240_1, 240_2, 240_3) 중에서 고장이나 이상이 발생하는 경우 해당 고체산화물 연료전지를 비활성화시키고 리페어용 고체산화물 연료전지(250)를 활성화시켜 줌으로써 제1 내지 제3 고체산화물 연료전지(240_1, 240_2, 240_3)에 발생한 고장에 즉각적인 대응이 가능하다.
마지막으로, 고장 감지부(260)는 제1 고체산화물 연료전지(240_1)와 제2 고체산화물 연료전지(240_2)와 제3 고체산화물 연료전지(240_3)와, 리페어용 고체산화물 연료전지(250)의 고장 여부를 판단하여 검출신호(D)를 생성하기 위한 구성이다. 고장 감지부(260)는 제1 내지 제3 고체산화물 연료전지(240_1, 240_2, 240_3)와 리페어용 고체산화물 연료전지(250) 각각에서 배출되는 가스의 유량과 압력을 감지하여 해당 고체산화물 연료전지의 고장 여부를 판단하는 것이 가능하다.
고장 감지부(260)에서 출력되는 검출신호(D)는 연료 주입부(230)로 전달되며, 연료 주입부(230)는 검출신호(D)에 따라 고장이 발생한 고체산화물 연료전지에 대한 연료 공급을 중단하고 리페어용 고체산화물 연료전지(250)에 연료를 공급하는 것이 가능하다. 고장이 발생한 고체산화물 연료전지에 연료 공급을 중단한다는 것은 고장이 발생한 고체산화물 연료전지를 비활성화시킨다는 것을 의미하며, 리페어용 고체산화물 연료전지(250)에 연료를 공급한다는 것은 리페어용 고체산화물 연료전지(250)를 활성화시킨다는 것을 의미한다.
그래서 만약, 제1 내지 제3 고체산화물 연료전지(240_1, 240_2, 240_3) 중 어느 하나 또는 그 이상의 고체산화물 연료전지에 고장이 발생하는 경우 리페어용 고체산화물 연료전지(250)가 이를 대체하여 활성화시켜 줌으로써 전체 시스템에서 생산하는 전력량을 항상 일정하게 유지시켜 주는 것이 가능하다.
한편, 리페어용 고체산화물 연료전지(250)는 제1 내지 제3 고체산화물 연료전지(240_1, 240_2, 240_3) 각각에 대응하도록 서로 다른 전력 생산량을 가지는 복수의 리페어용 고체산화물 연료전지를 포함하는 것이 가능하다.
예컨대, 제1 고체산화물 연료전지(240_1)가 1 만큼의 전력 생산량을 가지고, 제2 고체산화물 연료전지(240_2)가 2 만큼의 전력 생산량을 가지고, 제3 고체산화물 연료전지(240_3)가 3 만큼의 전력 생산량을 가진다고 가정하면, 리페어용 고체산화물 연료전지(250)는 1, 2, 3 만큼의 전력 생산량에 대응하는 리페어용 고체산화물 연료전지를 필요로 한다. 즉, 리페어용 고체산화물 연료전지는 제1 고체산화물 연료전지(240_1)와 제2 고체산화물 연료전지(240_2)와 제3 고체산화물 연료전지(240_3) 각각에 대응하는 3 개의 리페어용 고체산화물 연료전지로 구성될 수 있다.
다른 실시예로 리페어용 고체산화물 연료전지(250)는 1, 2 만큼의 전력 생산량에 대응하는 2 개의 리페어용 고체산화물 연료전지로 구성될 수도 있다. 그래서 만약 제3 고체산화물 연료전지(240_3)에 고장이 발생하는 경우 2 개의 리페어용 고체산화물 연료전지를 모두 활성화시켜 3 만큼의 전력을 생산함으로써 제3 고체산화물 연료전지(240_3)를 대체하는 것이 가능하다.
본 발명의 실시예에 따른 다단형 연료전지 시스템은 용융탄산염 연료전지(100)에 이상이 발생하는 경우 이를 즉각적으로 리페어용 고체산화물 연료전지(250)로 대체해 줌으로써 생산되는 전력량의 기복 없이 계속적인 시스템 구동이 가능하다.
도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 다단형 연료전지 시스템의 주요 내부배치를 설명하기 위한 배치도이다.
위에서 설명하였듯이 본 발명의 실시예에 따른 다단형 연료전지 시스템은 핫 베슬 내부에 용융탄산염 연료전지(100)와 복수의 고체산화물 연료전지(200)를 포함한다. 이하 도 5 에서는 4 개의 용융탄산염 연료전지(100A, 100B, 100C, 100D)가 배치되는 것을 일례로 한다.
도 5 를 참조하면, 핫 베슬(V) 내에는 제1 내지 제4 용융탄산염 연료전지(100A, 100B, 100C, 100D)가 배치되며, 핫 베슬(V)의 중앙에는 공용 가열기(500)가 배치된다. 여기서, 공용 가열기(500)는 제1 내지 제4 용융탄산염 연료전지(100A, 100B, 100C, 100D)에서 배출되는 가스를 가열하기 위한 구성이다.
한편, 제1 내지 제4 용융탄산염 연료전지(100A, 100B, 100C, 100D)는 하나의 핫 베슬(V) 내부에 예정된 간격만큼 이격되어 배치된다. 즉, 제1 용융탄산염 연료전지(100A)와 제2 용융탄산염 연료전지(100B) 사이, 제2 용융탄산염 연료전지(100B)와 제3 용융탄산염 연료전지(100C) 사이, 제3 용융탄산염 연료전지(100C)와 제4 용융탄산염 연료전지(100D) 사이, 마지막으로 제4 용융탄산염 연료전지(100D)와 제1 용융탄산염 연료전지(100A) 사이에는 각각 예정된 간격만큼의 공간(S1, S2, S3, S4)이 형성된다.
본 발명의 실시예에 따른 다단형 연료전지 시스템은 이 예정된 공간(S1, S2, S3, S4)에 복수의 고체산화물 연료전지(200)를 배치하는 것이 가능하다. 따라서, 제1 내지 제4 용융탄산염 연료전지(100A, 100B, 100C, 100D)를 구동하는데 발생하는 열은 핫 베슬(V) 내로 전이되어 대류하며, 이에 따라 복수의 고체산화물 연료전지(200)는 별도의 열 관리를 위한 구성이나 동작 없이도 고온 상태를 유지하는 것이 가능하다. 이는 곧 전체 시스템의 동작 효율 및 열 효율을 높여줄 수 있음을 의미한다.
또한, 도면에서 볼 수 있듯이 제1 내지 제4 용융탄산염 연료전지(100A, 100B, 100C, 100D)가 배치되는 하나의 핫 베슬(V) 내에 마련되는 공간(S1, S2, S3, S4)에 복수의 고체산화물 연료전지(200)가 함께 배치되기 때문에 시스템 전체 규모를 다이나믹하게 줄여주는 것이 가능하다.
도 6 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다단형 연료전지 시스템의 주요 내부배치를 설명하기 위한 배치도이며, 도 5 와 마찬가지로 핫 베슬(V) 내에 제1 내지 제4 용융탄산염 연료전지(100A, 100B, 100C, 100D)가 배치되는 것을 일례로 하였다.
도 6 를 참조하면, 핫 베슬(V) 내에는 제1 내지 제4 용융탄산염 연료전지(100A, 100B, 100C, 100D)가 배치되며, 핫 베슬(V)의 중앙에는 공용 가열기(500)가 배치된다. 이때 핫 베슬(V)과 제1 내지 제4 용융탄산염 연료전지(100A, 100B, 100C, 100D)는 일정 간격 이격되어 있으며, 복수의 고체산화물 연료전지는 이 간격에 마련되는 공간에 배치되는 것이 가능하다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 다단형 연료전지 시스템은 제1 용융탄산염 연료전지(100A)와 핫 베슬(V) 사이에 마련되는 공간에 제1 복수의 고체산화물 연료전지(200A)가 배치되고, 제2 용융탄산염 연료전지(100B)와 핫 베슬(V) 사이에 마련되는 공간에 제2 복수의 고체산화물 연료전지(200B)가 배치되고, 제3 용융탄산염 연료전지(100C)와 핫 베슬(V) 사이에 마련되는 공간에 제3 복수의 고체산화물 연료전지(200C)가 배치되며, 제4 용융탄산염 연료전지(100D)와 핫 베슬(V) 사이에 마련되는 공간에 제4 복수의 고체산화물 연료전지(200D)가 배치된다.
참고로, 도 6 에서는 핫 베슬(V) 내에 배치되는 제1 내지 제4 복수의 고체산화물 연료전지(200A, 200B, 200C, 200D) 각각이 2개씩 배치되는 것을 일례로 하였지만 1개 또는 그 이상의 고체산화물 연료전지가 배치되는 것도 가능하다.
정리하면, 본 발명의 실시예에 따른 다단형 연료전지 시스템은 용융탄산염 연료전지(100)의 경시변화 상태에서 복수의 고체산화물 연료전지(200)를 구동해 줌으로써 전체 시스템에 대한 안정적인 전력 생산량을 확보할 수 있다.
이어서, 경시변화상태에서 볼 수 있듯이 시스템 전체의 출력 전력을 균등하게 하는 것이 가능하기 때문에 전력의 수요공급 균등화를 목적으로 하는 출력변동이 가능하다. 또한, 용융탄산염 연료전지(100)의 출력 전력을 복수의 고체산화물 연료전지(200)의 출력 전력만큼 줄여서 구동할 수 있기 때문에 용융탄산염 연료전지(100)의 수명을 증가시켜 주는 것이 가능하다.
또한, 복수의 고체산화물 연료전지(200)에서 고장이 발생하더라도 이를 리페어용 고체산화물 연료전지(250)가 즉각적으로 대체하는 것이 가능하기 때문에 시스템을 정지하지 않더라도 안정적인 전력 생산이 가능하다.
본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 용융탄산염 연료전지 200 : 복수의 고체산화물 연료전지
300 : 컨트롤러 400 : 공용 연료 공급기
500 : 가열기 600 : 열교환기
700 : 필터

Claims (13)

  1. 연료극 입력단으로 수소를 제공받아 화학반응을 통해 전류를 생성하기 위한 용융탄산염 연료전지;
    상기 용융탄산염 연료전지의 연료극 출력단에서 배출되는 가스에 포함된 수소를 제공받아 화학반응을 통해 전류를 생성하기 위한 복수의 고체산화물 연료전지; 및
    상기 용융탄산염 연료전지의 전력 생산량에 따라 상기 복수의 고체산화물 연료전지를 선택적으로 구동하여 전력 생산량을 일정하게 유지하기 위한 컨트롤러
    를 포함하는 다단형 연료전지 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 용융탄산염 연료전지에서 배출되는 가스를 필터링하여 상기 복수의 고체산화물 연료전지로 제공하기 위한 필터를 더 포함하는 다단형 연료전지 시스템
  3. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는
    상기 용융탄산염 연료전지의 연료극 출력단에 배치되고 상기 용융탄산염 연료전지의 전력 생산량에 대응하는 제1 센싱정보를 검출하기 위한 제1 센서부;
    상기 복수의 고체산화물 연료전지의 연료극 출력단에 배치되고 상기 복수의 고체산화물 연료전지 중 활성화된 고체산화물 연료전지의 전력 생산량에 대응하는 제2 센싱정보를 검출하기 위한 제2 센서부; 및
    상기 제1 및 제2 센싱정보에 응답하여 상기 복수의 고체산화물 연료전지 중 해당하는 고체산화물 연료전지의 활성화 및 비활성화 구동을 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 제어부
    를 포함하는 다단형 연료전지 시스템
  4. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러의 제어에 따라 상기 복수의 고체산화물 연료전지 각각에 연료를 주입하기 위한 연료 주입부를 더 포함하는 다단형 연료전지 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 고체산화물 연료전지는 적어도 2개 이상의 고체산화물 연료전지를 포함하며,
    상기 컨트롤러는 상기 복수의 고체산화물 연료전지 중 적어도 하나를 활성화시키는 것을 특징으로 하는 다단형 연료전지 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 고체산화물 연료전지는 각각 서로 다른 전력 생산량을 가지는 것을 특징으로 하는 다단형 연료전지 시스템.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 고체산화물 연료전지의 이상 여부를 검출하기 위한 고장 감지부; 및
    상기 고장 감지부의 검출결과에 응답하여 활성화되는 리페어용 고체산화물 연료전지를 더 포함하는 다단형 연료전지 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 리페어용 고체산화물 연료전지는 서로 다른 전력 생산량을 가지는 고체산화물 연료전지를 다수개 구비하는 것을 특징으로 하는 다단형 연료전지 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 용융탄산염 연료전지의 공기극 출력단에서 배출되는 가스를 예정된 온도로 가열하기 위한 가열기; 및
    상기 가열기에서 배출되는 가스와 외기의 열교환을 위한 열교환기를 더 포함하는 다단형 연료전지 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 용융탄산염 연료전지와 상기 복수의 고체산화물 연료전지에 연료를 제공하기 위한 공용 연료공급기를 더 포함하는 다단형 연료전지 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 용융탄산염 연료전지와 상기 복수의 고체산화물 연료전지가 일체로 배치되는 핫 베슬을 더 포함하는 다단형 연료전지 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 핫 베슬 내에는 상기 용융탄산염 연료전지가 예정된 간격만큼 이격되어 적어도 2개 배치되며,
    상기 복수의 고체산화물 연료전지는 상기 예정된 간격에 마련되는 공간에 배치되는 것을 특징으로 하는 다단형 연료전지 시스템.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 고체산화물 연료전지는 상기 핫 베슬과 상기 용융탄산염 연료전지 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 다단형 연료전지 시스템.
KR1020190133197A 2019-07-19 2019-10-24 다단형 연료전지 시스템 KR102153552B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20190087586 2019-07-19
KR1020190087586 2019-07-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102153552B1 true KR102153552B1 (ko) 2020-09-08

Family

ID=72451040

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190122479A KR102153551B1 (ko) 2019-07-19 2019-10-02 다단형 연료전지 시스템
KR1020190133197A KR102153552B1 (ko) 2019-07-19 2019-10-24 다단형 연료전지 시스템

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190122479A KR102153551B1 (ko) 2019-07-19 2019-10-02 다단형 연료전지 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (2) KR102153551B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003529196A (ja) * 2000-03-29 2003-09-30 アイダテック， エル．エル．シー． 負荷管理機能を備えた燃料電池システム
KR20150079444A (ko) * 2013-12-31 2015-07-08 제네럴 일렉트릭 컴퍼니 고체 산화물 연료 전지 시스템
KR20180026395A (ko) * 2015-06-05 2018-03-12 퓨얼 셀 에너지, 인크 이산화탄소 포집 어셈블리를 갖는 고효율 연료 전지 시스템 및 방법

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100405142B1 (ko) * 2000-10-23 2003-11-12 한국전력공사 연료전지 발전시스템

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003529196A (ja) * 2000-03-29 2003-09-30 アイダテック， エル．エル．シー． 負荷管理機能を備えた燃料電池システム
KR20150079444A (ko) * 2013-12-31 2015-07-08 제네럴 일렉트릭 컴퍼니 고체 산화물 연료 전지 시스템
KR20180026395A (ko) * 2015-06-05 2018-03-12 퓨얼 셀 에너지, 인크 이산화탄소 포집 어셈블리를 갖는 고효율 연료 전지 시스템 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR102153551B1 (ko) 2020-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7276307B2 (en) Method and apparatus for controlling a combined heat and power fuel cell system
KR0123727B1 (ko) 연료전지의 적층체
US10763527B2 (en) Fuel cell device
US20050233188A1 (en) Fuel cell operation method
KR20140114021A (ko) 알로써멀 수소 생성을 수반하는 고온 수증기 전기분해 설비
CN201238067Y (zh) 一种燃料电池电堆活化系统
CN107819141B (zh) 集成燃料电池系统
JP2014116199A (ja) 燃料電池及びその運転方法
CN115939469A (zh) 一种热电联产的一体式可再生燃料电池系统
JP5617592B2 (ja) ２次電池型燃料電池システム
KR102153552B1 (ko) 다단형 연료전지 시스템
CN101512815B (zh) 燃料电池系统
JP6304430B1 (ja) 燃料電池システム及びその運転方法
US20230317979A1 (en) Fuel cell, system comprising a fuel cell and method for controlling the system
KR102148377B1 (ko) 용융탄산염형 연료전지와 고체산화물 수전해전지를 구비하는 융복합 시스템
JP2018186075A (ja) 燃料電池システム及びその運転方法
KR101656993B1 (ko) 실시간 부하 추종이 가능한 연료전지 시스템 및 그 제어 방법
EP2139060B1 (en) Fuel battery system and its operating method
KR101747067B1 (ko) 연료 전지 시스템 동작 상태의 천이 장치 및 프로세스
US20180069250A1 (en) Fuel cell system and its operation method
JP5679097B1 (ja) ２次電池型燃料電池システム
CN219716907U (zh) 多堆燃料电池系统
EP4398352A2 (en) Systems and methods for operating a fuel cell
KR20240052650A (ko) 연료전지 시스템
CN115101789A (zh) 共用系统辅助部件的可逆固体氧化物燃料电池系统及方法

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant