KR102288572B1 - stack module of solid oxide fuel cell - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예인 고체산화물 연료전지 스택은 평판형 고체 연료를 갖는 복수의 연료전지 스택과; 상기 연료전지 스택의 하부에 결합하는 고온시스템주변부; 상기 연료전지 스택과 상기 고온시스템주변부 사이를 절연시키기 위한 절연판; 상기 복수의 연료전지 스택과 상기 고온시스템주변부를 에워싸는 고온박스를 포함하고, 상기 하나의 고온시스템주변부가 상기 복수의 연료전지 스택과 결합할 수 있다.A solid oxide fuel cell stack according to an embodiment of the present invention includes: a plurality of fuel cell stacks having a planar solid fuel; a high-temperature system peripheral portion coupled to a lower portion of the fuel cell stack; an insulating plate for insulating between the fuel cell stack and a periphery of the high temperature system; and a high-temperature box surrounding the plurality of fuel cell stacks and a periphery of the high-temperature system, and the one periphery of the high-temperature system may be coupled to the plurality of fuel cell stacks.

Description

고체산화물 연료전지의 스택 모듈{stack module of solid oxide fuel cell}Stack module of solid oxide fuel cell

본 발명은 고체 산화물 연료전지의 스택 모듈에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 복수의 스택 간, 복수의 스택을 포함하는 모듈 간의 조합이 용이한 구조를 갖는 고체산화물 연료전지의 스택 모듈에 관한 것이다. The present invention relates to a stack module of a solid oxide fuel cell. More particularly, the present invention relates to a stack module of a solid oxide fuel cell having a structure that facilitates combination between a plurality of stacks and modules including a plurality of stacks.

연료전지는 연료의 전기화학적 산화반응을 통해 연료의 화학에너지를 전기에너지로 직접 전환시키는 에너지 변환장치로서, 전지와 달리 연료의 공급에 의해 연속적인 발전이 가능하며, 기존의 발전장치들과 비교할 때 이론적으로 높은 발전효율을 얻을 수 있다. 또한 모듈화가 용이하여 다양한 용량을 얻을 수 있으며, 수소를 연료로 사용할 경우 물 이외의 오염물질을 배출하지 않는 환경 친화적인 발전방식이다.A fuel cell is an energy conversion device that directly converts the chemical energy of a fuel into electrical energy through an electrochemical oxidation reaction of the fuel. Theoretically, high power generation efficiency can be obtained. In addition, it is easy to modularize, so various capacities can be obtained, and when hydrogen is used as a fuel, it is an environmentally friendly power generation method that does not emit pollutants other than water.

연료전지는 구성 소재에 따라 운전조건과 특성이 달라지는데, 특히 사용되는 전해질에 따라 알칼리형(AFC, alkaline fuel cell), 인산형(PAFC, phosphoric acid fuel cell), 고분자형(PEMFC, polymer electrolyte membrane fuel cell), 용융탄산염형(MCFC, molten carbonate fuel cell), 고체산화물형 연료전지(SOFC, solid oxide fuel cell) 등으로 나눌 수 있다. 이 가운데 SOFC는 셀을 구성하는 기본 요소인 전해질 및 전극이 모두 세라믹으로 구성되어 있으며, 작동온도(500-1000℃)가 높아 발전효율이 높고 배기가스의 배열을 이용할 수 있는 장점이 있다. 특히 고온 작동으로 인해 수소 뿐만 아니라 일산화탄소, 메탄, 가솔린, 디젤 등 다양한 연료의 사용이 가능하며, 비귀금속계의 전극을 이용하므로 SOFC를 이용한 발전시스템이 기존의 발전소와 지역난방 시스템을 대체할 수 있을 것으로 전망되고 있다.Fuel cells have different operating conditions and characteristics depending on their constituent materials. In particular, alkaline fuel cell (AFC), phosphoric acid fuel cell (PAFC), and polymer electrolyte membrane fuel (PEMFC) are used depending on the electrolyte used. cell), a molten carbonate fuel cell (MCFC), and a solid oxide fuel cell (SOFC). Among them, the electrolyte and electrode, which are basic elements constituting the cell, of SOFC are all made of ceramic, and the operating temperature (500-1000℃) is high, so the power generation efficiency is high and the exhaust gas arrangement can be used. In particular, due to high-temperature operation, it is possible to use various fuels such as carbon monoxide, methane, gasoline, and diesel as well as hydrogen. is expected to be

SOFC는 산소 이온 전도성 전해질과 그 양면에 자리한 공기극과 연료극으로 이루어져 있다. 기하학적인 모양에 따라 원통형, 평판형, 일체형 등으로 구분된다.SOFC consists of an oxygen ion conductive electrolyte and an anode and an anode located on both sides of the electrolyte. According to the geometric shape, it is divided into cylindrical, flat, and integral types.

원통형 고체산화물 연료전지는 기체 밀봉이 불필요하고, 기계적 강도가 우수하지만, 전류의 이동 경로가 길고 내부저항이 높고 출력밀도가 낮은 단점이 있다.Cylindrical solid oxide fuel cells do not require gas sealing and have excellent mechanical strength, but have disadvantages such as a long current path, high internal resistance, and low power density.

한국특허등록 10-1245626호에 개시된 원통형 고체산화물 연료전지 모듈은 스택을 모듈화하여 대용량으로 사용하는 방법을 나타내고 있다. 원통형 고체산화물 연료전지는 전극의 형상이 달라 번들로 묶을 수 있다. 이때, 집전은 주로 와이어로 가능하며, 와이어의 연결에 따라 직렬 또는 병렬로 구성이 가능하다. 그러나, 와이어의 연결 구성이 어렵고, 부피에 비해 용량이 상대적으로 낮기 때문에, 대형으로 구성하는데 여전히 구조적인 어려움이 있다.The cylindrical solid oxide fuel cell module disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1245626 shows a method of using a large capacity by modularizing the stack. Cylindrical solid oxide fuel cells can be bundled with different electrode shapes. At this time, current collection is mainly possible with a wire, and may be configured in series or in parallel depending on the connection of the wires. However, since the wire connection configuration is difficult and the capacity is relatively low compared to the volume, there is still a structural difficulty in configuring it in a large size.

평판형 고체산화물 연료전지는 전력밀도와 생산성이 높고 전해질 박막화가 가능하다.The flat-panel solid oxide fuel cell has high power density and productivity, and it is possible to thin the electrolyte.

그러나, 대면적 셀의 제조가 어려울 뿐만 아니라 대용량 스택(stack)의 제작도 쉽지 않은 문제점이 있다. 특히, 셀이 대형화될 경우 내부 가스의 공급 불균형, 상/하 온도차이로 인한 성능의 한계가 발생한다.However, there is a problem that not only is it difficult to manufacture a large-area cell, but it is also not easy to manufacture a large-capacity stack. In particular, when the cell size is increased, there is a limitation in performance due to an imbalance in the supply of internal gas and a temperature difference between the top and bottom.

한국특허등록 10-1237735호에 개시된 평판형 고체산화물 연료전지 스택은 단위 셀 단위로 직 병렬로 연결하여 하나의 스택을 구성하고 있다. 스택의 대형화가 가능하면서도 내부에 개질기를 내장하여 대형화의 단점인 온도차이를 개선하고자 하였다. The planar solid oxide fuel cell stack disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1237735 constitutes one stack by being connected in series and parallel in unit cells. Although it is possible to increase the size of the stack, the reformer is built in to improve the temperature difference, which is a disadvantage of the increase in size.

그러나, 평판의 크기를 축소하여 단위 셀을 만들고, 단위 셀을 복수개 연결하여 스택을 구성하고, 각각의 단위 셀마다 개질기를 구비하는 점은 복수의 연료 및 공기 라인을 구성해야 하기 때문에 구조가 복잡하므로 스택의 결합 시 대형화에 구조적인 한계가 명확하다.However, the fact that a unit cell is made by reducing the size of the flat plate, a stack is formed by connecting a plurality of unit cells, and a reformer is provided for each unit cell is complicated because a plurality of fuel and air lines must be configured. When stacks are combined, there is a clear structural limit to enlargement.

대한민국 특허 등록 10-1245626호 (2013. 03. 14)Korean Patent Registration No. 10-1245626 (2013. 03. 14) 대한민국 특허 등록 10-1237735호 (2013. 02. 19)Republic of Korea Patent Registration No. 10-1237735 (2013. 02. 19)

본 발명의 목적은 평판형 고체산화물 연료전지의 양산성, 안정성이 확보된 기본 스택을 활용하여 직렬/병렬 구성의 변형이 용이하고, 구성요소의 간소화하여 복수의 모듈을 결합할 수 있는 고체산화물 연료전지의 스택 모듈을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to utilize a basic stack in which mass productivity and stability of a planar solid oxide fuel cell are secured, so that the series/parallel configuration can be easily modified, and a plurality of modules can be combined by simplifying the components. To provide a battery stack module.

본 발명의 일 실시예인 고체산화물 연료전지 스택은 평판형 고체 연료를 갖는 복수의 연료전지 스택과; 상기 연료전지 스택의 하부에 결합하는 고온시스템주변부; 상기 연료전지 스택과 상기 고온시스템주변부 사이를 절연시키기 위한 절연판; 상기 복수의 연료전지 스택과 상기 고온시스템주변부를 에워싸는 고온박스를 포함할 수 있다.A solid oxide fuel cell stack according to an embodiment of the present invention includes: a plurality of fuel cell stacks having a planar solid fuel; a high-temperature system peripheral portion coupled to a lower portion of the fuel cell stack; an insulating plate for insulating between the fuel cell stack and a periphery of the high temperature system; and a high-temperature box surrounding the plurality of fuel cell stacks and a periphery of the high-temperature system.

상기 하나의 고온시스템주변부가 상기 복수의 연료전지 스택과 결합할 수 있다.The one high-temperature system periphery may be coupled to the plurality of fuel cell stacks.

상기 복수의 연료전지 스택은 상기 스택의 양끝에 위치한 플레이트 형태의 양극 및 음극과, 상기 양극 플레이트 및 음극 플레이트와 연결되며 고온박스 외부로 이어져 있는 집전부스바를 직렬과 병렬로 조합할 수 있는 조작부를 포함하고, 상기 조작부는 원하는 출력에 따라 모두 직렬, 모두 병렬, 직렬과 병렬의 혼합 중 적어도 하나를 선택할 수 있다.The plurality of fuel cell stacks includes an operation unit capable of combining plate-shaped positive and negative electrodes located at both ends of the stack, and a current collector bus bar connected to the positive and negative plates and connected to the outside of the high-temperature box, in series and in parallel. Including, the manipulation unit may select at least one of all series, all parallel, and a mixture of series and parallel according to a desired output.

상기 고온시스템주변부는 스택 배기가스의 연소를 위한 촉매 연소기와, 연소 후 배기가스의 폐열회수를 위한 원통다관형 공기예열기와, 물을 스팀으로 상변환하는 스팀발생기와, 연료를 예열하는 연료예열기와, 수소가 다량 함유된 가스로 변환시키는 연료개질기와, 생산된 직류전기의 전압을 조절해 주고 교류전기로 변환시키는 전력변환부와, 상기 연료가 상기 연료예열기를 지나고, 상기 연료개질기로 공급되기 위해 이동하는 연료라인과, 상기 공기가 열을 흡수할 수 있도록 상기 공기예열기 및 상기 연료전지 스택을 지나가고, 상기 가열된 공기의 열이 회수될 수 있도록 상기 연료개질기를 지나가는 공기라인과, 상기 물을 스팀으로 변환하는 스팀발생기를 지나고, 상기 스팀을 연료개질기로 공급하는 스팀라인과, 상기 연료전지 스택 내의 배기가스를 내보내는 배기라인과, 상기 연료개질기에서 생성된 수소가 다량 함유된 가스를 상기 연료전지 스택 내로 공급하는 연료공급라인과, 상기 연료라인, 상기 공기라인, 상기 배기라인이 상기 고온시스템주변부와 상기 연료전지 스택사이를 이동할 수 있도록, 상기 연료전지 스택와 상기 고온시스템주변부가 결합한 부분을 관통하는 라인관통부를 포함할 수 있다.The periphery of the high-temperature system includes a catalytic combustor for combustion of stack exhaust gas, a cylindrical and tube-type air preheater for recovering waste heat of exhaust gas after combustion, a steam generator for phase-converting water into steam, and a fuel preheater for preheating fuel; , a fuel reformer that converts the gas into a gas containing a large amount of hydrogen, a power converter that adjusts the voltage of the produced direct current electricity and converts it into alternating current electricity, and the fuel passes through the fuel preheater and is supplied to the fuel reformer A moving fuel line, an air line passing through the air preheater and the fuel cell stack so that the air can absorb heat, and passing through the fuel reformer so that the heat of the heated air can be recovered, and the water is steamed A steam line for supplying the steam to the fuel reformer through a steam generator that converts A fuel supply line for supplying the inside, and a line passing through a portion where the fuel cell stack and the high-temperature system peripheral part are coupled so that the fuel line, the air line, and the exhaust line can move between the high-temperature system periphery and the fuel cell stack. It may include a penetration part.

상기 라인관통부는 상기 고온시스템주변부에 형성된 위치와 동일하게, 상기 연료전지 스택과 상기 절연판 상에 구비되고, 상기 배기라인, 상기 공기라인 및 연료공급라인이 지나갈 수 있다.The line through portion is provided on the fuel cell stack and the insulating plate at the same position as the position formed around the high temperature system, and the exhaust line, the air line, and the fuel supply line may pass.

상기 고온시스템주변부는 연료전지 스택, 절연판 및 고온시스템주변부 사이의 틈과 상기 연료라인, 상기 공기라인, 상기 배기라인 및 상기 라인관통부 사이의 틈을 밀봉시키는 밀봉재를 포함할 수 있다.The high temperature system periphery may include a sealing material for sealing the gap between the fuel cell stack, the insulating plate, and the high temperature system periphery and the gap between the fuel line, the air line, the exhaust line, and the line through part.

본 발명의 일 실시예인 고체산화물 연료전지 스택은 복수의 고체산화물 연료전지의 스택 모듈을 원하는 출력에 따라 병렬, 직렬, 병렬과 직렬의 혼합 중 적어도 하나를 선택하여 연결할 수 있는 모듈조작부를 더 포함할 수 있다.The solid oxide fuel cell stack according to an embodiment of the present invention may further include a module operation unit capable of connecting a plurality of solid oxide fuel cell stack modules by selecting at least one of parallel, series, and a mixture of parallel and series according to a desired output. can

본 발명의 다른 실시예인 고체산화물 연료전지 스택은, 음극플레이트를 가지지 않는 적어도 하나의 제1 연료전지 스택, 음극플레이트와 절연판을 가지는 적어도 하나의 제2 연료전지 스택 및 상기 제1 연료전지 스택 및 상기 제2 연료전지 스택의 음극과 결합하는 하나의 고온시스템주변부를 포함하여 이루어질 수 있다.A solid oxide fuel cell stack according to another embodiment of the present invention includes at least one first fuel cell stack not having a negative electrode plate, at least one second fuel cell stack having a negative electrode plate and an insulating plate, and the first fuel cell stack and the The second fuel cell stack may include a single high-temperature system periphery coupled to the negative electrode.

상기 제1 연료전지 스택은 상기 제2 연료전지 스택과 직렬로 연결되고, 상기 제2 연료전지 스택이 복수로 구비되는 경우, 상기 제2 연료전지 스택들은 병렬로 연결될 수 있다.The first fuel cell stack may be connected in series with the second fuel cell stack, and when a plurality of the second fuel cell stacks are provided, the second fuel cell stacks may be connected in parallel.

상기 고온시스템주변부는 스택 배기가스의 연소를 위한 촉매 연소기와, 연소 후 배기가스의 폐열회수를 위한 원통다관형 공기예열기와, 물을 스팀으로 상변환하는 스팀발생기와, 연료를 예열하는 연료예열기와, 수소가 다량 함유된 가스로 변환시키는 연료개질기와, 생산된 직류전기의 전압을 조절해 주고 교류전기로 변환시키는 전력변환부와, 상기 연료가 상기 연료예열기를 지나고, 상기 연료개질기로 공급되기 위해 이동하는 연료라인과, 상기 공기가 열을 흡수할 수 있도록 상기 공기예열기 및 상기 제1 연료전지 스택 및 상기 제2 연료전지 스택을 지나가고, 상기 가열된 공기의 열이 회수될 수 있도록 상기 연료개질기를 지나가는 공기라인과, 상기 물을 스팀으로 변환하는 스팀발생기를 지나고, 상기 스팀을 연료개질기로 공급하는 스팀라인과, 상기 제1 연료전지 스택 및 상기 제2 연료전지 스택 내의 배기가스를 내보내는 배기라인과, 상기 연료개질기에서 생성된 수소가 다량 함유된 가스를 상기 제1 연료전지 스택 및 상기 제2 연료전지 스택 내로 공급하는 연료공급라인과, 상기 연료라인, 상기 공기라인, 상기 배기라인이 상기 고온시스템주변부와 상기 제1 연료전지 스택 및 상기 제2 연료전지 스택 사이를 이동할 수 있도록, 상기 제1 연료전지 스택 및 상기 제2 연료전지 스택과 상기 고온시스템주변부가 결합한 부분을 관통하는 라인관통부를 포함할 수 있다.The periphery of the high-temperature system includes a catalytic combustor for combustion of stack exhaust gas, a cylindrical and tube-type air preheater for recovering waste heat of exhaust gas after combustion, a steam generator for phase-converting water into steam, and a fuel preheater for preheating fuel; , a fuel reformer that converts the gas into a gas containing a large amount of hydrogen, a power converter that adjusts the voltage of the produced direct current electricity and converts it into alternating current electricity, and the fuel passes through the fuel preheater and is supplied to the fuel reformer A moving fuel line, the air passes through the air preheater, the first fuel cell stack, and the second fuel cell stack to absorb heat, and the fuel reformer is operated to recover the heat of the heated air. an air line passing through, a steam line passing through a steam generator converting the water into steam, and supplying the steam to a fuel reformer; an exhaust line discharging exhaust gas from the first fuel cell stack and the second fuel cell stack; , a fuel supply line for supplying the gas containing a large amount of hydrogen generated in the fuel reformer into the first fuel cell stack and the second fuel cell stack, and the fuel line, the air line, and the exhaust line are connected to the high-temperature system and a line through portion penetrating a portion in which the first fuel cell stack and the second fuel cell stack and the high temperature system peripheral portion are coupled so as to move between the peripheral portion and the first fuel cell stack and the second fuel cell stack. can

상기 라인관통부는 상기 고온시스템주변부에 형성된 위치와 동일하게, 상기 제2 연료전지 스택과 상기 절연판 상에 구비되고, 상기 배기라인, 상기 공기라인 및 연료공급라인이 지나갈 수 있다.The line through portion is provided on the second fuel cell stack and the insulating plate at the same position as the position formed around the high temperature system, and the exhaust line, the air line, and the fuel supply line may pass.

상기 고온시스템주변부는 상기 제1 연료전지 스택과 고온시스템주변부 사이의 틈, 상기 제2 연료전지 스택의 절연판 및 고온시스템주변부 사이의 틈과 상기 연료라인, 상기 공기라인, 상기 배기라인 및 상기 라인관통부 사이의 틈을 밀봉시키는 밀봉재를 포함할 수 있다.The high temperature system periphery portion includes a gap between the first fuel cell stack and the high temperature system periphery, an insulating plate of the second fuel cell stack and a gap between the high temperature system periphery and the fuel line, the air line, the exhaust line and the line through. It may include a sealing material for sealing the gap between the parts.

본 발명의 다른 실시예인 고체산화물 연료전지 스택은 복수의 고체산화물 연료전지의 스택 모듈을 원하는 출력에 따라 병렬, 직렬, 병렬과 직렬의 혼합 중 적어도 하나를 선택하여 연결할 수 있는 모듈조작부를 더 포함할 수 있다.The solid oxide fuel cell stack according to another embodiment of the present invention may further include a module operation unit capable of connecting a plurality of solid oxide fuel cell stack modules by selecting at least one of parallel, series, and a mixture of parallel and series according to a desired output. can

본 발명의 실시예들은 평판형 고체산화물 연료전지의 양산성, 안정성이 확보된 복수의 기본 스택을 모듈화하고, 직렬/병렬의 조합을 용이하게 하여 출력을 변경할 있다.Embodiments of the present invention modularize a plurality of basic stacks in which mass productivity and stability of a planar solid oxide fuel cell are secured, and can change the output by facilitating the combination of series/parallel.

또한 본 발명의 실시예들에 의하면 고체산화물 연료전지 스택 모듈의 구조를 간단하게 하여, 복수의 모듈을 결합 시 구조적인 문제없이 대용량화가 가능하다.In addition, according to embodiments of the present invention, by simplifying the structure of the solid oxide fuel cell stack module, it is possible to increase the capacity without a structural problem when a plurality of modules are combined.

도 1은 일 실시예의 고체산화물 연료전지 스택 모듈의 정면도이다.
도 2는 일 실시예의 고체산화물 연료전지 스택 모듈의 블록도이다.
도 3은 일 실시예의 고체산화물 연료전지 스택 모듈의 사시도이다.
도 4은 다른 실시예의 고체산화물 연료전지 스택 모듈의 정면도이다.
도 5는 또 다른 실시예의 고체산화물 연료전지 스택 모듈의 블록도이다.
1 is a front view of a solid oxide fuel cell stack module according to an embodiment.
2 is a block diagram of a solid oxide fuel cell stack module according to an embodiment.
3 is a perspective view of a solid oxide fuel cell stack module according to an embodiment.
4 is a front view of a solid oxide fuel cell stack module according to another embodiment.
5 is a block diagram of a solid oxide fuel cell stack module according to another embodiment.

본 발명에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 등의 용어는 발명상에 기재된 특징, 숫자, 공정, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 공정, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, a term such as "comprises" is intended to designate that a feature, number, process, operation, component, part, or combination thereof described in the invention exists, but one or more other features, number, process , it should be understood that it does not preclude in advance the possibility of the existence or addition of an operation, component, part, or combination thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not

본 발명 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시예에 따른 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 실시예에 따라 제시된 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 발명 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다.The terms or words used in the present invention and claims should not be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventor may properly define the concept of the term in order to best describe his invention. Based on the principle that there is, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. In addition, if there is no other definition in the technical terms and scientific terms used, it has the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which this invention belongs, and in the following description and accompanying drawings, the gist of the present invention Descriptions of known functions and configurations that may be unnecessarily obscure will be omitted. The drawings according to the embodiment of the present invention are provided as examples so that the spirit of the present invention can be sufficiently conveyed to those skilled in the art. Accordingly, the present invention is not limited to the drawings presented according to the embodiment and may be embodied in other forms. Also, like reference numerals refer to like elements throughout. It should be noted that the same components in the drawings are denoted by the same reference numerals wherever possible.

이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 상세한 설명을 하고자 한다.Hereinafter, with reference to the drawings, a detailed description according to an embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 일 실시예에 따른 고체산화물 연료전지의 스택 모듈(1)은 도 1에 도시된 바와 같이 평판형 연료를 갖는 복수의 연료전지 스택(100), 연료전지 스택(100)의 하부에 결합하는 고온시스템주변부(200), 연료전지 스택(100)과 고온시스템주변부(200) 사이를 절연시키기 위한 절연판(300) 및 복수의 연료전지 스택(100)과 고온시스템주변부(200)를 둘러싸는 고온박스(400)를 포함한다.A stack module 1 of a solid oxide fuel cell according to an embodiment of the present invention is coupled to a lower portion of a fuel cell stack 100 and a plurality of fuel cell stacks 100 having flat fuel as shown in FIG. 1 . High temperature surrounding the high temperature system peripheral part 200, the insulating plate 300 for insulating between the fuel cell stack 100 and the high temperature system peripheral part 200, and the plurality of fuel cell stacks 100 and the high temperature system peripheral part 200 contains box 400 .

연료전지 스택(100)은 하나의 고체산화물 연료 전지의 스택 모듈(1)에 복수개 포함될 수 있다. 따라서, 하나의 모듈(1)은 연료전지 스택(100)의 조합에 따라 다양한 출력을 생산할 수 있다.A plurality of fuel cell stacks 100 may be included in the stack module 1 of one solid oxide fuel cell. Accordingly, one module 1 may produce various outputs according to the combination of the fuel cell stack 100 .

연료전지 스택(100)의 구성은 다음과 같다. 연료전지 스택(100)의 양 끝에 위치한 양극 플레이트(101) 및 음극 플레이트(102)가 존재할 수 있다. 양극(101) 플레이트 및 음극(102) 플레이트는 집전부스바(103) 또는 집전부스바(103)의 역할을 할 수 있는 전도체에 의해 고온박스(400)의 외부에 있는 조작부(104)로 연결된다. 조작부(104)는 복수의 연료전지 스택(100)을 직렬, 병렬 또는 직병렬 혼합의 형태로 사용자가 필요한 전력에 알맞게 변경할 수 있다.The configuration of the fuel cell stack 100 is as follows. The positive electrode plate 101 and the negative electrode plate 102 located at both ends of the fuel cell stack 100 may be present. The positive electrode 101 plate and the negative electrode 102 plate are connected to the operation unit 104 on the outside of the high-temperature box 400 by means of a current collector bus bar 103 or a conductor that can serve as the collector bus bar 103 . . The operation unit 104 may change the plurality of fuel cell stacks 100 in series, parallel, or series-parallel mixing form to suit the power required by the user.

또한, 모듈(1) 내에 복수의 연료전지 스택(100) 중 출력이 떨어지는 스택(100)은 조작부(104)에 의해 제외되고, 출력이 부족할 경우, 나머지 연료전지 스택(100)을 직렬로 변경하여 출력을 유지할 수 있다.In addition, in the module 1 , the stack 100 with low output among the plurality of fuel cell stacks 100 is excluded by the operation unit 104 , and when the output is insufficient, the remaining fuel cell stack 100 is changed in series. output can be maintained.

대용량의 출력을 필요로 하는 경우는 모듈조작부(500)를 구비하여, 복수의 모듈(1)을 결합할 수 있다. 즉, 모듈 조작부(500)는 각각의 모듈(1)에 존재하는 조작부(104)를 결합하여 직렬, 병렬 또는 직병렬 혼합의 형태로 사용자가 필요한 대용량 전력에 맞게 변경할 수 있다.When a large-capacity output is required, a module operation unit 500 may be provided to combine a plurality of modules 1 . That is, the module operation unit 500 combines the operation units 104 present in each module 1 to be changed according to the large-capacity power required by the user in the form of series, parallel, or series-parallel mixture.

도2에 도시된 바와 같이, 고온시스템주변부(200)는 촉매연소기(201), 공기예열기(202), 스팀발생기(203), 연료예열기(204), 연료개질기(205), 전력변환부(206), 송풍기(207) 및 펌프(208), 연료라인(209), 공기라인(210), 스팀라인(211), 배기라인(212), 연료공급라인(213) 및 라인관통부(214)를 포함할 수 있다.2, the high-temperature system peripheral part 200 includes a catalytic combustor 201, an air preheater 202, a steam generator 203, a fuel preheater 204, a fuel reformer 205, and a power conversion unit 206. ), a blower 207 and a pump 208, a fuel line 209, an air line 210, a steam line 211, an exhaust line 212, a fuel supply line 213, and a line through part 214. may include

연료전지 스택(100)에서 배출되는 배기가스는 배기라인(212)을 통해 촉매를 연소시키는 촉매연소기(201), 연료전지 스택(100) 내로 공급되는 공기를 예열시키는 공기예열기(202), 물을 스팀으로 상변화시키는 스팀발생기(203) 및 연료를 예열시키는 연료예열기(204)를 지나면서 열을 전달할 수 있다.Exhaust gas discharged from the fuel cell stack 100 includes a catalytic combustor 201 for burning the catalyst through an exhaust line 212 , an air preheater 202 for preheating the air supplied into the fuel cell stack 100 , and water. Heat may be transferred while passing through the steam generator 203 for phase change into steam and the fuel preheater 204 for preheating fuel.

이때, 배기라인(212)은 모듈(1) 내에 연료전지 스택(100)의 수와 동일하며, 다발의 형태로 열을 전달함으로써, 열을 전달시킬 수 있는 표면적을 최대화 할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 이 분야의 통상의 기술자에 의해 필요에 따라 결합 또는 더욱 분기시켜 열을 전달할 수 있다.At this time, the exhaust line 212 is the same as the number of fuel cell stacks 100 in the module 1, and by transferring heat in the form of a bundle, it is possible to maximize the surface area through which heat can be transferred. It is not, and a person skilled in the art may transfer heat by combining or further branching as needed.

연료전지 스택(100)으로 공급되는 수소가 다량 함유된 가스는 연료예열기(204)를 통과하는 연료라인(209)과 스팀발생기(203)를 통과하는 스팀라인(211)이 각각 연료와 스팀을 연료개질기(205)로 전달하고, 연료개질기(205)에 의하여, 수소가 다량 함유된 가스로 변환되고, 최종적으로 연료공급라인(213)을 통해 연료전지 스택(100)으로 공급된다.The gas containing a large amount of hydrogen supplied to the fuel cell stack 100 is a fuel line 209 passing through the fuel preheater 204 and a steam line 211 passing through the steam generator 203 to generate fuel and steam, respectively. It is transferred to the reformer 205 , and converted into a gas containing a large amount of hydrogen by the fuel reformer 205 , and finally supplied to the fuel cell stack 100 through the fuel supply line 213 .

이때, 연료개질기(205)에서 혼합되는 연료는 고온에서 진행이 되기 때문에,공기예열기(204)를 지나고, 추가적인 가열을 위해 연료전지 스택(100) 내를 통과한 고온의 공기를 포함하는, 공기라인(210)에 의해서 열을 공급받을 수 있다.At this time, since the fuel mixed in the fuel reformer 205 proceeds at a high temperature, it passes through the air preheater 204 and includes the high temperature air that has passed through the fuel cell stack 100 for additional heating, an air line Heat may be supplied by 210 .

또한, 연료공급라인(213)은 모듈(1) 내에 존재하는 연료전지 스택(100)의 수만큼 분기되어 각 연료전지 스택(100)에 수소가 다량 함유된 가스를 공급할 수 있다.In addition, the fuel supply line 213 may be branched by the number of fuel cell stacks 100 existing in the module 1 to supply a gas containing a large amount of hydrogen to each fuel cell stack 100 .

도 3을 참조하면, 공기라인(210), 배기라인(212) 및 연료공급라인(213)은 연료전지 스택(100)과 고온시스템주변부(200)를 이동해야 한다. 이때, 라인이 길어지면 열의 손실이 커지므로, 열손실을 최소화하기 위해 가장 짧은 거리인 연료전지 스택(100), 절연판(300) 및 고온시스템주변부(200)가 맞닿는 부분에 라인관통부(214)를 구비하여, 공기라인(210), 배기라인(212) 및 연료공급라인(213)이 통과하도록 할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the air line 210 , the exhaust line 212 , and the fuel supply line 213 must move between the fuel cell stack 100 and the high-temperature system periphery 200 . At this time, since the loss of heat increases when the line is long, the line through part 214 is in contact with the fuel cell stack 100 , the insulating plate 300 , and the high temperature system peripheral part 200 that are the shortest distance in order to minimize the heat loss. By having the air line 210, the exhaust line 212 and the fuel supply line 213 can be passed through.

또한, 라인관통부(214)는 연료전지 스택(100), 절연판(300) 및 고온시스템주변부(200)를 가로지르는 홈이므로, 연료전지 스택(100), 절연판(300) 및 고온시스템주변부(200) 사이의 틈과 각 라인(210, 212, 213) 및 라인관통부(214) 사이의 틈이 존재하기 때문에, 이를 밀봉시키는 밀봉재(215)를 포함할 수 있다. 밀봉재(215)는 유리 재질일 수 있다.In addition, since the line through part 214 is a groove crossing the fuel cell stack 100 , the insulating plate 300 and the high temperature system peripheral part 200 , the fuel cell stack 100 , the insulating plate 300 and the high temperature system peripheral part 200 . ) and the gap between each line 210 , 212 , 213 and the line through portion 214 , it may include a sealing material 215 for sealing it. The sealing material 215 may be made of a glass material.

도1 내지 도2에 도시된 바와 같이, 고온박스(400)는 복수의 연료전지 스택(100)과 고온시스템주변부(200)를 에워싸는 형태일 수 있다.1 to 2 , the high-temperature box 400 may be in the form of enclosing the plurality of fuel cell stacks 100 and the high-temperature system peripheral part 200 .

고온박스(400) 내에 연료전지 스택(100)과 고온시스템주변부(200)가 함께 존재하므로, 상기 언급된 공기라인(210), 배기라인(212)에 의한 교환열 뿐만 아니라, 연료전지 스택(100)에서 생성되는 반응열이 직접 고온시스템주변부(200)로 전달되는 전도열 및 고온박스(400)에 내의 열을 붙잡아두는 대류열 등 3중으로 열을 활용함으로써, 고체 연료전지 스택(100)의 작동온도(500-1000℃)를 효율적으로 유지할 수 있다.Since the fuel cell stack 100 and the high-temperature system periphery 200 exist together in the high-temperature box 400, not only the heat exchanged by the above-mentioned air line 210 and the exhaust line 212, but also the fuel cell stack 100 ) by utilizing the triple heat, such as conduction heat, which is directly transferred to the peripheral part 200 of the high temperature system, and convective heat, which holds the heat in the high temperature box 400, the reaction heat generated in the solid fuel cell stack 100 ( 500-1000°C) can be efficiently maintained.

도면에 도시되지 않았으나, EBOP(ekectrucak balace of plat)는 전체적인 시스템을 제어하고 및 전력변환부(206)와 연결되어 전력변환을 제어하는 역할을 수행할 수 있다. 또한, EBOP는 조작부(104) 및 모듈조작부(500)와 연결되어, 출력을 제어할 수 있다.Although not shown in the drawings, the ekectrucak balance of plat (EBOP) may control the overall system and may serve to control the power conversion by being connected to the power conversion unit 206 . In addition, the EBOP may be connected to the operation unit 104 and the module operation unit 500 to control the output.

또 다른 실시예로, 도 4을 참조하면, 고체산화물 연료전지의 스택 모듈(2)은 평판형 고체 연료를 갖는 복수의 연료전지 스택(100); 복수의 연료전지 스택(100) 중 일부와 음극 플레이트(102) 없이 직접 결합하는 고온시스템주변부(200); 상기 고온시스템주변부(200)와 결합하지 않은 연료전지 스택(100)과 고온시스템주변부(200) 사이를 절연시키는 절연판(300); 복수의 연료전지 스택(100)과 고온시스템주변부(200)를 에워싸는 고온박스(400)를 포함할 수 있다.As another embodiment, referring to FIG. 4 , the stack module 2 of the solid oxide fuel cell may include a plurality of fuel cell stacks 100 having a planar solid fuel; a high-temperature system periphery 200 directly coupled to a portion of the plurality of fuel cell stacks 100 without the anode plate 102; an insulating plate 300 that insulates between the high temperature system peripheral part 200 and the fuel cell stack 100 not coupled to the high temperature system peripheral part 200 and the high temperature system peripheral part 200; It may include a plurality of fuel cell stacks 100 and a high temperature box 400 surrounding the high temperature system peripheral part 200 .

고온시스템주변부(200)와 직접 결합한 연료전지 스택(100)은 절연판(300)에 의해 고온시스템주변부와 절연된 연료전지 스택(100)과 직렬로 연결되며, 이때, 절연판(300)에 의해 고온시스템주변부(200)와 절연되는 연료전지 스택(100)은 음극 플레이트(201)를 구비할 수 있다. 절연판(300)에 의해 고온시스템주변부(200)와 절연된 연료전지 스택(100)들은 병렬로 연결될 수 있다. 그러므로, 하나의 모듈(1) 내에 복수의 연료전지 스택(100)은 직렬과 병렬을 혼합하여 출력을 변화시킬 수 있다.The fuel cell stack 100 directly coupled to the high-temperature system peripheral part 200 is connected in series with the high-temperature system peripheral part and the insulated fuel cell stack 100 by an insulating plate 300 , and at this time, the high-temperature system by the insulating plate 300 . The fuel cell stack 100 insulated from the peripheral portion 200 may include a negative electrode plate 201 . The fuel cell stack 100 insulated from the high-temperature system periphery 200 by the insulating plate 300 may be connected in parallel. Therefore, the plurality of fuel cell stacks 100 in one module 1 may change the output by mixing series and parallel.

또한, 하나의 고온시스템주변부(200)가 복수의 연료전지 스택(100)과 결합할 수 있다.In addition, one high-temperature system peripheral part 200 may be combined with a plurality of fuel cell stacks 100 .

고온시스템주변부(200)의 구성요소들은 전술된 일 실시예의 촉매연소기(201), 공기예열기(202), 스팀발생기(203), 연료예열기(204), 연료개질기(205), 전력변환부(206), 송풍기(207) 및 펌프(208), 연료라인(209), 공기라인(210), 스팀라인(211), 배기라인(212), 연료공급라인(213), 라인관통부(214) 및 밀봉재(215)와 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.The components of the high-temperature system peripheral part 200 are the catalytic combustor 201, the air preheater 202, the steam generator 203, the fuel preheater 204, the fuel reformer 205, and the power conversion unit 206 of the above-described embodiment. ), a blower 207 and a pump 208, a fuel line 209, an air line 210, a steam line 211, an exhaust line 212, a fuel supply line 213, a line through part 214 and Since it is the same as the sealing material 215 , the overlapping description will be omitted.

대용량의 출력을 필요로 하는 경우는 모듈조작부(500)를 구비하여, 복수의 모듈(1)을 결합할 수 있다. 즉, 모듈 조작부(500)는 각각의 모듈(1)을 직렬, 병렬 또는 직병렬 혼합의 형태로 사용자가 필요한 대용량 전력에 맞게 변경할 수 있다.When a large-capacity output is required, a module operation unit 500 may be provided to combine a plurality of modules 1 . That is, the module manipulation unit 500 may change each module 1 according to the large-capacity power required by the user in the form of series, parallel, or series-parallel mixture.

또 다른 실시예로, 본 발명의 고체산화물 연료전지의 스택 모듈(3)은 도 5에 도시된 바와 같이 평판형 연료를 갖는 복수의 연료전지 스택(100), 연료전지 스택(100)의 하부에 결합하는 고온시스템주변부(200), 연료전지 스택(100)과 고온시스템주변부(200) 사이를 절연시키기 위한 절연판(300) 및 복수의 연료전지 스택(100)과 고온시스템주변부(200)를 둘러싸는 고온박스(400)를 포함할 수 있다.In another embodiment, the stack module 3 of the solid oxide fuel cell of the present invention is a plurality of fuel cell stacks 100 having a planar fuel, as shown in FIG. 5 , in the lower part of the fuel cell stack 100 . The high temperature system periphery 200 to be coupled, the insulating plate 300 for insulating between the fuel cell stack 100 and the high temperature system periphery 200, and the plurality of fuel cell stacks 100 and the high temperature system periphery 200 It may include a high temperature box (400).

연료전지 스택(100)의 구성요소는 일 실시예의 양극(101), 음극(102), 집전부전부스바(103) 및 조작부(104)와 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.Since the components of the fuel cell stack 100 are the same as the positive electrode 101 , the negative electrode 102 , the current collector bus bar 103 , and the operation unit 104 of an embodiment, the overlapping description will be omitted.

고온시스템주변부(200)의 구성요소들은 하나의 고온시스템주변부(200) 내에복수개 구비된 연료전지 스택(100)의 수와 동일하게 구성될 수 있다.The components of the high temperature system peripheral part 200 may be configured to be the same as the number of fuel cell stacks 100 provided in plurality in one high temperature system peripheral part 200 .

전술된 일 실시예의 촉매연소기(201), 공기예열기(202), 스팀발생기(203), 연료예열기(204), 연료개질기(205), 전력변환부(206), 송풍기(207) 및 펌프(208), 연료라인(209), 스팀라인(211), 라인관통부(213) 및 밀봉재(215)는 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.The catalytic combustor 201, the air preheater 202, the steam generator 203, the fuel preheater 204, the fuel reformer 205, the power converter 206, the blower 207 and the pump 208 of the above-described embodiment of the present invention. ), the fuel line 209 , the steam line 211 , the line through part 213 and the sealing material 215 are the same, and thus overlapping descriptions will be omitted.

공기라인(210), 배기라인(212), 연료공급라인(213)은 도 5에 도시된 바와 같이 분기 또는 결합하는 점 없이 해당하는 연료전지 스택(100)에 하나의 라인으로 개별적으로 연결될 수 있다.The air line 210 , the exhaust line 212 , and the fuel supply line 213 may be individually connected to the corresponding fuel cell stack 100 as one line without branching or combining points as shown in FIG. 5 . .

앞에서 설명되고 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예들은, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 권리범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해서만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 및 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경이 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한, 본 발명의 권리범위에 속하게 될 것이다.The embodiments of the present invention described above and shown in the drawings should not be construed as limiting the technical spirit of the present invention. The scope of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art can improve and change the technical idea of the present invention in various forms. Accordingly, as long as such improvements and modifications are obvious to those of ordinary skill in the art, they will fall within the scope of the present invention.

1, 2, 3 : 고체산화물 연료전지의 스택 모듈
100 : 연료전지 스택 101 : 양극 플레이트
102 : 음극 플레이트 103 : 집전부스바
104 : 조작부 200 : 고온시스템주변부
201 : 촉매연소기 202 : 공기예열기
203 : 스팀발생기 204 : 연료예열기
205 : 연료개질기 206 : 전력변환부
207 : 송풍기 208 : 펌프
209 : 연료라인 210 : 공기라인
211 : 스팀라인 212 : 배기라인
213 : 연료공급라인 214 : 라인관통부
215 : 밀봉재 300 : 절연판
400 : 고온박스 500 : 모듈조작부
1, 2, 3: Stack module of solid oxide fuel cell
100: fuel cell stack 101: positive electrode plate
102: negative electrode plate 103: current collector bus bar
104: operation unit 200: high temperature system peripheral part
201: catalytic combustor 202: air preheater
203: steam generator 204: fuel preheater
205: fuel reformer 206: power conversion unit
207: blower 208: pump
209: fuel line 210: air line
211: steam line 212: exhaust line
213: fuel supply line 214: line through part
215: sealing material 300: insulating plate
400: high temperature box 500: module operation part

Claims (12)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 음극플레이트를 가지지 않는 적어도 하나의 제1 연료전지 스택;
상기 제1 연료전지 스택과 직렬로 연결되며, 음극플레이트와 절연판을 가지는 적어도 하나의 제2 연료전지 스택; 및
상기 제1 연료전지 스택의 음극과 결합하고, 상기 제2 연료전지 스택에 구비된 음극플레이트의 절연판과 결합하는 하나의 고온시스템주변부
를 포함하는 고체산화물 연료전지의 스택 모듈.
at least one first fuel cell stack not having an anode plate;
at least one second fuel cell stack connected in series with the first fuel cell stack and having an anode plate and an insulating plate; and
One high-temperature system peripheral part coupled to the negative electrode of the first fuel cell stack and coupled to the insulating plate of the negative electrode plate provided in the second fuel cell stack
A stack module of a solid oxide fuel cell comprising a.
제7항에 있어서,
상기 제2 연료전지 스택이 복수로 구비되는 경우, 상기 제2 연료전지 스택들은 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 스택 모듈.
8. The method of claim 7,
When a plurality of the second fuel cell stacks are provided, the stack module of the solid oxide fuel cell, characterized in that the second fuel cell stacks are connected in parallel.
제8항에 있어서,
상기 고온시스템주변부는,
스택 배기가스의 연소를 위한 촉매 연소기와,
연소 후 배기가스의 폐열회수를 위한 원통다관형 공기예열기와,
물을 스팀으로 상변환하는 스팀발생기와, 연료를 예열하는 연료예열기와,
수소가 다량 함유된 가스로 변환시키는 연료개질기와,
생산된 직류전기의 전압을 조절해 주고 교류전기로 변환시키는 전력변환부와,
상기 연료가 상기 연료예열기를 지나고, 상기 연료개질기로 공급되기 위해 이동하는 연료라인과,
상기 공기가 열을 흡수할 수 있도록 상기 공기예열기 및 상기 제1 연료전지 스택 및 상기 제2 연료전지 스택을 지나가고, 상기 가열된 공기의 열이 회수될 수 있도록 상기 연료개질기를 지나가는 공기라인과,
상기 물을 스팀으로 변환하는 스팀발생기를 지나고, 상기 스팀을 연료개질기로 공급하는 스팀라인과,
상기 제1 연료전지 스택 및 상기 제2 연료전지 스택 내의 배기가스를 내보내는 배기라인과,
상기 연료개질기에서 생성된 수소가 다량 함유된 가스를 상기 제1 연료전지 스택 및 상기 제2 연료전지 스택 내로 공급하는 연료공급라인과,
상기 연료라인, 상기 공기라인, 상기 배기라인이 상기 고온시스템주변부와 상기 제1 연료전지 스택 및 상기 제2 연료전지 스택 사이를 이동할 수 있도록, 상기 제1 연료전지 스택 및 상기 제2 연료전지 스택과 상기 고온시스템주변부가 결합한 부분을 관통하는 라인관통부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 스택 모듈.
9. The method of claim 8,
The high temperature system peripheral portion,
A catalytic combustor for combustion of stack exhaust gas;
A cylindrical and multi-tube type air preheater for recovering waste heat of exhaust gas after combustion;
A steam generator that phase-converts water into steam, a fuel preheater that preheats fuel,
a fuel reformer that converts hydrogen into gas containing a large amount of hydrogen;
A power converter that regulates the voltage of the produced DC electricity and converts it into AC electricity;
a fuel line through which the fuel passes through the fuel preheater and moves to be supplied to the fuel reformer;
an air line passing through the air preheater and the first fuel cell stack and the second fuel cell stack so that the air can absorb heat, and passing through the fuel reformer so that heat of the heated air can be recovered;
A steam line passing through a steam generator that converts the water into steam, and supplying the steam to a fuel reformer;
an exhaust line for discharging exhaust gas in the first fuel cell stack and the second fuel cell stack;
a fuel supply line for supplying the gas containing a large amount of hydrogen generated in the fuel reformer into the first fuel cell stack and the second fuel cell stack;
the first fuel cell stack and the second fuel cell stack so that the fuel line, the air line, and the exhaust line can move around the high temperature system and between the first fuel cell stack and the second fuel cell stack; A line penetrating portion passing through the portion where the high temperature system periphery is joined
A stack module of a solid oxide fuel cell comprising a.
제9항에 있어서,
상기 라인관통부는
상기 고온시스템주변부에 형성된 위치와 동일하게, 상기 제2 연료전지 스택과 상기 절연판 상에 구비되고, 상기 배기라인, 상기 공기라인 및 연료공급라인이 지나가는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 스택 모듈.
10. The method of claim 9,
The line through part
The stack module of a solid oxide fuel cell, characterized in that it is provided on the second fuel cell stack and the insulating plate at the same position formed around the high temperature system, and the exhaust line, the air line, and the fuel supply line pass.
제10항에 있어서,
상기 고온시스템주변부는,
상기 제1 연료전지 스택과 고온시스템주변부 사이의 틈, 상기 제2 연료전지 스택의 절연판 및 고온시스템주변부 사이의 틈과 상기 연료라인, 상기 공기라인, 상기 배기라인 및 상기 라인관통부 사이의 틈을 밀봉시키는 밀봉재를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 스택 모듈.
11. The method of claim 10,
The high temperature system peripheral portion,
The gap between the first fuel cell stack and the high-temperature system periphery, the gap between the insulating plate of the second fuel cell stack and the high-temperature system periphery, and the gap between the fuel line, the air line, the exhaust line, and the line-through portion A stack module of a solid oxide fuel cell, comprising a sealing material for sealing.
제8항에 있어서,
복수의 고체산화물 연료전지의 스택 모듈을 원하는 출력에 따라 병렬, 직렬, 병렬과 직렬의 혼합 중 적어도 하나를 선택하여 연결할 수 있는 모듈조작부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 스택 모듈.





9. The method of claim 8,
The stack module of a solid oxide fuel cell, characterized in that it further comprises a module operation unit capable of connecting the plurality of stack modules of the solid oxide fuel cell by selecting at least one of parallel, series, parallel, and series according to a desired output.





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