KR20100030153A - 연료전지 시스템 및 그 연료공급방법 - Google Patents

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허진석
타카미 히가시
오재혁
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Abstract

본 발명은 다양한 수소 화합물을 주원료로 하여 이를 개질한 수소와 공기 내에 있는 산소를 결합시켜 열과 전기를 생산하는 연료전지 시스템의 안정적인 연료 공급 방식에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 최소한의 주변장치를 사용하면서도 S/C 및 Lamda 제어를 자동화함과 동시에 시스템 내부의 압력손실 및 맥동에 대해서도 효율적이고 안정적인 연료전지 시스템 운전을 할 수 있는 연료공급장치의 구성과 연료공급방법으로 연료전지 시스템의 기동 및 운전 시 보다 효율적이고 정교한 연료 공급이 가능할 뿐만 아니라 유량의 급격한 변동 시에도 버너의 불꽃 유실 및 조건에 맞는 일산화탄소 농도를 유지하기 위한 방법을 제시하고, 연료펌프의 사양선정에 있어서 분해능력에 대한 기능을 보다 개선함으로서 연료전지 시스템의 구성과 비용 면에서 더욱 경제적이고 안정성있는 운전방법을 제시한다.

Description

연료전지 시스템 및 그 연료공급방법{Fuel cell system and method to supply fuel the same}
본 발명은 연료전지 시스템 및 그 연료공급방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 리포머와 버너에 공급되어지는 연료의 맥동을 저감하여 연료를 안정적으로 공급할 수 있고 스택에 들어가는 개질 가스의 각 성분 비율을 일정하게 유지할 수 있는 연료전지 시스템 및 그 연료공급방법에 관한 것이다.
일반적으로, 연료전지는 메탄올, 에탄올, 천연가스와 같은 탄화수소 계열의 연료에 함유된 수소와 산소의 화학에너지를 전기화학반응에 의해 직접 전기에너지로 변환시키는 발전장치이다. 도 1은 이러한 연료전지의 전기 발생 원리를 개략적으로 설명한 것으로, 캐소드(1; cathode)에 산소를 포함한 공기가 공급되고 애노드(3; anode)에 수소를 함유한 연료가 공급되면 전해질막(2)을 통해 물의 전기분해와 역반응이 진행되면서 전기가 발생한다. 그런데 통상적으로 이러한 단위 셀(4) 하나에서 발생되는 전기는 유용하게 사용될 만큼 그 전압이 높지 않기 때문에 여러 개의 셀(4)을 직렬로 연결한 스택의 형태로 구성한다.
이러한 연료전지 스택(이하, 스택이라 한다)에 공급할 수소를 생성하는 연료 처리장치는 연료(가정용의 경우 도시가스)를 개질하여 고질의 수소를 생성하는 리포머와, 리포머를 가열하여 리포머의 반응 온도를 적정 온도로 유지시키는 버너를 구비한다. 리포머에는 고질의 수소 생성을 위한 개질용 연료가 물(DI-water; 탈이온화된 물)과 함께 공급되고, 버너에는 리포머의 온도 조절을 위한 버너용 연료가 산소를 포함한 공기와 함께 공급된다. 이러한 개질용 및 버너용 연료는 고질의 수소 생성에 많은 영향을 미치게 되는데, 즉 스택의 성능을 좌우하는 일산화탄소 농도 제어를 위해 개질용 연료가 어떠한 비율로 물과 함께 리포머에 공급되어져야 하는 가인 S/C(Steam to Carbon ratio) 제어와, 버너의 불꽃을 유지하며 개질용 연료가 리포머에서 효율적으로 반응하게 하기 위해 버너용 연료가 어떠한 비율로 공기와 함께 버너에 공급되어져야 하는 가인 Lamda(버너용 연료에 대한 공기 비) 제어가 연료전지 시스템의 운전 성능에 큰 영향을 미친다.
가정용 연료전지 시스템의 경우 연료인 도시가스의 공급압력은 약 2 ~ 3Kpa 정도이며, 시스템 내의 압력손실 및 연료처리장치와 스택의 반응에 있어 일어나는 맥동을 고려하여 연료펌프 등을 사용한다. 연료전지 시스템 내부에 연료 공급 및 운전을 위해 사용되어지는 연료펌프, 블로워, 밸브 등을 주변장치(BOP; Balance Of Plant units)라고 하며 시스템 내부 압력손실 및 맥동 등을 고려하여 각 부분에 필요한 주변장치의 사양을 결정하게 된다. 하지만 이러한 압력손실 및 맥동 현상은 정적인 상태가 아닌 동적인 상태에서 항시 달라지고, 연료펌프와 같은 주변장치의 경우 안정적이며 효율적인 사양을 결정하기 어려우며, 시스템 내/외부의 압력손실(가압)과 맥동의 영향에 의해 연료펌프의 동작에 영향을 미치게 된다. 특히 가정용 의 경우 연료의 공급측 압력이 적게는 1Kpa까지 내려갈 수도 있는 관계로 유량 변화 시 큰 맥동을 일으켜 불꽃 유실 및 안전 일산화탄소 농도 수치에 영향을 미쳐 불완전한 운전상태로 이끈다. 또한 연료전지 시스템의 빠른 기동을 위해 버너용 연료의 유량을 증가할 필요가 있을 경우 일반적으로 버너용 연료펌프를 추가로 사용함으로써 비용 면에서 경제적이지 못하다. 이러한 상황 하에 경제적이면서도 연료의 안정적인 공급방식은 연료전지 시스템에 큰 역할을 차지한다.
본 발명은 리포머와 버너에 사용되는 연료 공급을 위해 최소한의 주변장치를 사용하면서도 S/C 및 Lamda 제어를 자동화함과 동시에 시스템 내부의 압력손실 및 맥동에 대해서도 효율적이고 안정적인 연료전지 시스템 운전을 할 수 있는 연료공급장치의 구성과 그 제어방법을 제시하고자 한다.
이를 위해 본 발명의 실시예에 의한 연료전지 시스템은 연료를 개질(改質)하여 개질 가스를 생성하는 연료처리장치; 상기 연료처리장치에서 발생된 상기 개질 가스를 공급받아 에너지를 발생하는 스택; 상기 연료처리장치에 상기 연료를 공급하는 연료공급장치; 상기 연료처리장치의 실시간 작동에 필요한 연료 공급량을 결정하고, 상기 연료 공급량을 추종하도록 상기 연료공급장치를 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 연료처리장치는 상기 연료를 개질하는 리포머와 상기 리포머를 가열하는 버너를 포함하며, 상기 연료공급장치는 상기 연료처리장치에 공급되는 상기 연료의 전체 공급량을 제어하는 제1연료공급부와, 상기 리포머와 버너에 공급되는 각각의 연료의 공급량을 제어하는 제2연료공급부를 포함한다.
상기 제1연료공급부는 상기 연료처리장치에 상기 연료를 공급하는 연료펌프를 포함하며, 상기 연료펌프가 상기 리포머에 공급되는 개질용 연료 공급량과 상기 버너에 공급되는 버너용 연료 공급량을 합한 양을 공급하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1연료공급부는 상기 연료펌프가 상기 개질용 연료 공급량과 상기 버너용 연료 공급량의 합보다 많은 양의 연료를 공급하여 상기 연료가 가압되도록 상기 연료의 전체 공급량을 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 제2연료공급부는 상기 리포머에 상기 개질용 연료를 공급하는 제1밸브를 포함하며, 상기 제1밸브가 상기 리포머에 필요한 상기 개질용 연료 공급량을 추종하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 제2연료공급부는 상기 버너에 상기 버너용 연료를 공급하는 제2밸브를 포함하며, 상기 제2밸브가 상기 버너에 필요한 상기 버너용 연료 공급량을 추종하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 연료전지 시스템은 연료를 개질(改質)하여 수소를 생성하는 연료처리장치; 상기 수소와 산소의 전기화학반응에 의해 에너지를 발생하는 스택; 상기 연료처리장치에 상기 연료를 공급하는 연료공급장치를 포함하되, 상기 연료공급장치는 상기 개질 반응이 진행되는 리포머에 공급되는 개질용 연료와 상기 리포머를 가열하는 버너에 공급되는 버너용 연료의 공급량을 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 연료공급장치는 상기 리포머와 버너에 공급되는 상기 연료의 전체 공급량을 제어하는 제1연료공급부와, 상기 리포머와 버너 각각에 공급되는 상기 연료의 공급량을 제어하는 제2연료공급부를 포함한다.
상기 제1연료공급부는 상기 개질용 연료 공급량과 상기 버너용 연료 공급량을 합한 양이 공급되게 상기 연료의 공급압력을 가압하는 연료펌프를 포함한다.
상기 연료펌프는 상기 개질용 연료 공급량과 상기 버너용 연료 공급량의 합보다 많은 양의 연료를 가압하여 상기 리포머와 버너에 공급되는 상기 연료의 맥동을 저감하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1연료공급부는 상기 연료펌프의 실제 공급량을 감지하는 제1유량계를 더 포함한다.
상기 제1유량계는 상기 연료가 공급되는 연료원의 공급측 압력 및 시스템 내부의 압력변동 현상에 따라 실시간으로 변하는 공급량을 제1제어부 및 주제어부로 유량의 값을 전달하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1연료공급부는 상기 개질용 연료 공급량의 세트 포인트와 상기 버너용 연료 공급량의 세트 포인트의 합을 상기 연료펌프에 전달하도록 상기 제1유량계로부터 전달받은 실제 공급량과 비교하여 상기 연료펌프의 동작을 결정하는 제1제어부를 더 포함한다. 세트 포인트(Set Point)란 주제어부 및 제1제어부에서 결정된 공급량의 설정치, 목적값을 의미한다.
상기 제2연료공급부는 상기 리포머에 공급되는 상기 개질용 연료의 공급량을 제어하는 리포머 연료 공급라인과, 상기 버너에 공급되는 상기 버너용 연료의 공급량을 제어하는 버너 연료 공급라인을 포함한다.
상기 리포머 연료 공급라인은 상기 리포머에 공급되는 상기 개질용 연료의 공급 비율을 조절하는 제1밸브를 포함하며, 상기 제1밸브의 제어에 의해 S/C 제어를 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1밸브는 상기 연료펌프에 연결되어 상기 개질용 연료의 유량을 정밀 제어하는 비례밸브인 것을 특징으로 한다.
상기 버너 연료 공급라인은 상기 버너에 공급되는 상기 버너용 연료의 공급 비율을 조절하는 제2밸브를 포함한다.
상기 제2밸브는 상기 연료펌프에 연결되어 상기 버너용 연료의 유량을 정밀 제어하는 비례밸브인 것을 특징으로 한다.
상기 버너 연료 공급라인은 상기 버너용 연료 실제 공급량을 감지하는 제2유량계를 더 포함한다.
상기 개질용 연료 공급량과 상기 버너용 연료 공급량을 결정하여 상기 연료공급장치에 전달하는 주제어부를 더 포함한다.
상기 주제어부는 상기 개질용 연료 공급량의 세트 포인트와 상기 버너용 연료 공급량의 세트 포인트에 따라 상기 연료펌프의 공급량의 세트 포인트를 정하고, 상기 연료펌프의 실제 공급량을 상기 제1유량계에 의해 감지한 후 상기 연료펌프의 공급량의 세트 포인트와 비교하여 상기 연료펌프의 파워를 조절하는 것을 특징으로 한다.
상기 주제어부는 상기 개질용 연료 공급량의 세트 포인트와 실제 개질용 연료 공급량 및 상기 버너용 연료 공급량의 세트 포인트와 실제 버너용 연료 공급량을 비교하여 상기 제1 및 제2밸브의 개도를 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 주제어부는 상기 제1 및 제2밸브를 PI 제어하여 상기 개질용 연료 공급량과 상기 버너용 연료 공급량을 조절하는 것을 특징으로 한다.
상기 주제어부는 상기 제1 및 제2유량계로부터 전달받은 실제 공급량의 차를 계산하고 이를 상기 개질용 연료 공급량의 세트 포인트와 비교하여 상기 제1밸브의 개도를 제어하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명의 실시예는 연료를 개질(改質)한 수소와 산소의 전기화학반응에 의해 에너지를 발생하는 연료전지 시스템의 연료공급방법에 있어서, 상기 개질 반응이 진행되는 리포머에 공급되는 개질용 연료의 실제 공급량을 제어하고; 상기 리포머를 가열하는 버너에 공급되는 버너용 연료의 실제 공급량을 제어하고; 상기 개질용 연료의 실제 공급량과 상기 버너용 연료의 실제 공급량에 따라 연료펌프에 의한 연료의 실제 공급량을 제어하도록 상기 연료의 공급압력을 가압하고; 상기 연료의 공급압력에 따라 상기 리포머와 버너에 공급되는 상기 연료의 공급 유량을 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 연료의 공급압력을 가압하는 것은, 상기 개질용 연료 공급량의 세트 포인트와 상기 버너용 연료 공급량의 세트 포인트를 합한 양이 실제로 공급되게 하기 위하여 상기 연료펌프를 동작시키고, 상기 연료펌프의 파워를 조절하여 상기 연료펌프에 의한 실제 공급량을 조절하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 연료전지 시스템의 연료공급방법은 상기 개질용 연료 공급량의 세트 포인트와 상기 버너용 연료 공급량의 세트 포인트 합을 상기 연료펌프에 전달하며, 상기 연료의 공급압력을 고려하여 상기 연료펌프의 동작을 결정하는 것을 더 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 연료전지 시스템의 연료공급방법은 상기 리포머에 공급되는 상기 개질용 연료의 공급 비율을 조절하게 개질용 연료 공급라인 에 마련된 제1밸브를 동작시키고, 상기 버너에 공급되는 상기 버너용 연료의 공급 비율을 조절하게 버너용 연료 공급라인에 마련된 제2밸브를 동작시키는 것을 더 포함한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 연료전지 시스템의 구성도이다.
도 2에서, 본 발명의 실시예에 의한 연료전지 시스템(10)은 전기를 발생하는 스택(20), 스택(20)에 공급할 수소를 생성하는 연료처리장치(30), 연료처리장치(30)에 연료(60)를 공급하는 연료공급장치(40), 스택(20)을 냉각시키는 냉각장치(50)와 그 외 주변장치를 포함한다.
스택(20)은 메탄올, 에탄올, 천연가스와 같은 탄화수소 계열의 연료(60)에 함유되어 있는 수소와 산소의 화학에너지를 전기화학반응에 의해 직접 전기에너지로 변환시키는 발전장치로, 막-전극 접합체(MEA: membrane electrode assembly)와 세퍼레이터(separator)로 이루어진 단위 셀이 수 내지 수십 개로 적층된 구조를 가지고 연료전지의 본체를 형성한다. 본 발명의 일실시예에서는 설명의 편의를 위하여 연료극(21), 공기극(22), 냉각판(23)의 형상을 개념적으로 표현하였으나 단위 셀은 전해질막을 중심으로 연료극(21)과 공기극(22)이 배치된 막-전극 접합체(MEA: membrane electrode assembly)로 수 개의 단위 셀이 적층된 후 냉각판(23)이 설치되는 구조를 갖는다.
전기화학반응 과정에서는 전기 뿐 아니라 열도 같이 발생하기 때문에 스 택(20)의 원활한 가동을 위해서는 이 열을 계속해서 식혀 줄 필요가 있으며 이를 위해 스택(20)에는 열교환용 냉각수가 지나가기 위한 냉각판이 5~6개 단위 셀마다 설치되는 것이다.
연료극(21)에서는 수소가 촉매에 의하여 수소 이온과 전자로 분리되어 전기가 발생되고, 공기극(22)에서는 연료극(21)에서 발생된 수소 이온과 전자가 산소와 결합하여 물이 생성된다. 냉각판(23)은 수 개의 연료극(21)과 공기극(22)이 적층된 사이에 설치되어 전기화학반응 과정에서 전기와 함께 발생되는 열을 식혀 주기 위해 열교환용 냉각수가 지나가도록 하여 스택(20)의 온도를 적절하게 조절해 준다.
연료처리장치(30)는 연료(60)를 개질 및 정화하여 수소를 생성시키고 그 수소를 스택(20)에 공급하는 개질기로서, 탄화수소 계열의 연료(60; 개질용 연료)를 개질하여 고질의 수소(개질 가스)를 생성하는 리포머(31)와, 리포머(31)의 반응 온도를 적정 온도로 유지하기 위해 리포머(31)를 가열하는 버너(32)와, 리포머(31)에서 수소 생성 시 부산물로 생성되는 일산화탄소 함량을 감소시키는 일산화탄소 쉬프트기(33) 및 일산화탄소 제거기(34)와, 리포머(31)에 공급되는 물(70)을 가열하는 제1 및 제2열교환기(35, 36)를 포함한다.
리포머(31)는 버너(32)에 의해 가열되며 실질적으로 개질 반응이 진행되는 부분으로 촉매를 이용하여 탄화수소 계열의 연료(60; 개질용 연료)를 개질한다. 이를 위해 리포머(31)에는 고질의 수소(개질 가스) 생성을 위한 개질용 연료(60; 가정용의 경우 도시가스)가 물(70; DI-water)과 함께 공급된다. 리포머(31)에 공급되는 개질용 연료(60)가 어떠한 비율로 물(70)과 함께 리포머(31)에 공급되어져야 하 는 가인 S/C(Steam to Carbon ratio) 제어는 스택(20)에 치명적인 문제를 일으키는 일산화탄소 농도 제어에 중요한 역할을 하여 고질의 수소 생성에 많은 영향을 미치게 된다.
탄화수소는 황 화합물을 함유하는 반면 촉매는 황 화합물에 의해 피독되기 쉽기 때문에 탄화수소 계열의 연료(60)를 리포머(31)에 공급하기 전에 황 화합물을 제거할 필요가 있다. 따라서, 리포머(31)의 입구 측에 탈황기를 배치하여 탄화수소 계열의 연료(60)가 개질 공정에 진입하기 전에 탈황 공정을 거치도록 한다.
버너(32)는 메탄올, 에탄올, 천연가스와 같은 탄화수소 계열의 연료(60; 버너용 연료)를 태우며 발열한다. 버너(32)에서 발생된 열은 리포머(31)로 전달되어 리포머(31)의 반응 온도를 적정 온도로 유지시키면서 열에 의한 개질 반응이 촉진되도록 한다. 이를 위해 버너(32)에는 리포머(31)의 온도 조절을 위한 버너용 연료(60)가 산소를 포함한 공기(80)와 함께 공급된다. 버너(32)에 공급되는 버너용 연료(60)가 어떠한 비율로 공기(80)와 함께 버너(32)에 공급되어져야 하는 가인 Lamda(버너용 연료에 대한 공기 비) 제어는 버너(32)의 불꽃을 유지하며 개질용 연료(60)가 리포머(31)에서 효율적으로 반응하게 하여 고질의 수소 생성에 많은 영향을 미치게 된다.
일산화탄소 쉬프트기(33)는 리포머(31)에서 수소 생성 시 부산물로서 생성되는 일산화탄소 함량을 5000 ppm(parts per million) 이하로 감소시키는 부분으로, 다음과 같은 반응이 이루어진다.
CO + H20 ↔ CO2 + H2
일산화탄소는 스택(20)의 연료극(21)에 사용되는 촉매에 촉매 독으로 작용하기 때문에 개질된 연료(60)를 바로 스택(20)에 공급해서는 안되고 일산화탄소를 제거하는 쉬프트 공정을 거쳐 일산화탄소 함량을 5000 ppm 이하로 감소시키는 것이 바람직하다.
연료처리장치(30)에서 일반적으로 700℃ 이상의 고온을 필요로 하는 개질 부분은 연료(60)인 탄화수소 계열의 물질을 사용하여 버너(32)에서의 연료(60)로 필요한 열을 공급받고 있으나, 이후 생성된 수소에 함유되어 있는 일산화탄소를 제거하고 추가적으로 수소를 생산해 내는 일산화탄소 쉬프트기(23)는 리포머(31)를 통과한 수소 함유 가스가 공급됨으로써 스택(20)에 고질의 수소를 공급하게 되고 전기와 열을 발생하게 한다.
일산화탄소 제거기(34)는 선택적 산화(PROX, PReferential OXidation) 반응을 통하여 일산화탄소 함량을 허용범위 이내로 감소시키는 부분으로, 다음과 같은 반응이 이루어진다.
CO + 0.5O2 ↔ CO2
일산화탄소 제거기(34)에서 정방향으로 반응이 진행되면, 일산화탄소가 이산화탄소로 변환되어 일산화탄소 함량이 줄어들게 됨을 의미한다. 일산화탄소 제거기(34)를 통과하며 일산화탄소 함량은 10 ppm 미만으로 감소된다. 일산화탄소 제거기(34)는 일산화탄소에 내성이 있는 고온형 스택(20)인 경우에는 필요하지 않으나, 저온형 스택(20)의 경우에는 필요하다. 일산화탄소 제거기(34)에서 배출된 고질의 수소 가스는 스택(20)으로 공급된다.
제1 및 제2열교환기(35, 36)는 물 공급용 펌프(71)를 통해 들어온 물(70)을 가열하여 수증기 상태로 리포머(31)에 공급하는 것으로, 버너(32)에 의해 가열되는 리포머(31) 안에서 수증기가 반응을 일으키며 수소를 생성하도록 한다.
연료공급장치(40)는 탄화수소 계열의 연료(60)를 연료처리장치(30)에 공급하는 것으로, 연료원으로부터 공급되는 연료(60)를 가압하는 연료펌프(41)와, 연료펌프(41)의 실제 공급량을 감지하는 제1유량계(42)와, 리포머(31)에 공급되는 개질용 연료(60)의 공급 비율을 조절하는 제1밸브(43)와, 버너(32)에 공급되는 버너용 연료(60)의 공급 비율을 조절하는 제2밸브(44)와, 버너용 연료의 실제 공급량을 감지하는 제2유량계(45)를 포함한다.
연료펌프(41)는 후술하는 주제어부(92; 도 3 참조)에서 S/C 및 Lamda 제어를 위해 정해진 개질용 연료 공급량의 세트 포인트와 버너용 연료 공급량의 세트 포인트에 따라 리포머(31)와 버너(32)에 필요한 총 연료(60)를 공급하기 위해 사용되며, 연료원 측의 환경(연료의 공급압력)에 맞추어 자동적으로 회전수가 제어된다. 즉, 개질용 연료 공급량의 세트 포인트와 버너용 연료 공급량의 세트 포인트가 정해졌을 경우 이를 합한 양이 연료펌프(41)의 동작에 의해 공급되어짐은 물론이며, 이 과정 중에 연료(60)의 공급압력을 자동으로 고려하여 유량을 제어함으로서 필요없는 가압이나 음압이 걸리지 않도록 하고, 연료펌프(41)의 가압이 없더라도 연료(60) 자체의 공급압력에 의해 공급되어지는 연료(60)의 양이 충분할 경우 연료 펌프(41)의 파워를 줄이거나 정지함으로서 연료공급장치(40)에 소모되는 에너지를 줄일 수 있고, 연료펌프(41)의 내구성 또한 확보할 수 있다. 연료펌프(41)와 일체인 자체 하드웨어(도 4 참조) 즉, 제1제어부(46; Printed Circuit Board, PCB)와 제1유량계(42)를 이용하여 주제어부(92)로부터 전달되는 피드 포워드(Feed Forward) 제어와 공급압력에 따른 연료펌프(41)의 파워를 줄여 파워소모량을 줄일 수 있도록 제1제어부(46)를 이용한 피드백(Feedback) 제어를 이용하여 연료펌프(41)의 동작을 가능하게 한다. 피드백과 피드 포워드에 대한 제어로직은 Phillips Harbor 저자의 Feedback Control Systems이라는 책에 서술되어 있다.
제1밸브(43)는 연료펌프(41)의 출구에 연결되어 제1유량계(42)와 함께 개질용 연료 공급라인을 구성하는 비례 제어 밸브(이하, 비례밸브라 한다)로, 개질용 연료(60)의 공급량에 대한 세트 포인트는 일산화탄소 농도의 안정화를 위한 S/C 제어를 통해 안정적인 작동에 필요한 개질용 연료공급량이 주제어부(92)에서 결정되고, 이 값은 시스템 내부의 자체 압력변동 및 공급되는 연료 및 탈이온화된 물의 압력변동 등 다양한 원인에 의해 실시간으로 변동하며, 실시간으로 변동하는 개질용 연료의 공급량에 대한 세트 포인트를 주제어부(92)에서 전달받아 필요한 개질용 연료의 공급량이 실시간으로 추종하여 리포머(31)에 공급되도록 제1밸브(43)가 동작된다. 리포머(31)에 연료(60)와 물(70)을 공급하여 개질 반응을 일으키기 위해서는 연료처리장치(30)를 고온(약 500~700℃)로 가열해야 하는데, 이때 리포머(31)로 연료(60)와 물(70)의 공급 시 연료처리장치(30) 내부에서 일어나는 내부 압력변동에 의해 S/C 및 연료 공급량이 역으로 영향을 받게 된다. 따라서 안정적인 S/C의 제어를 위해 개질용 연료 공급라인 내에 제1밸브(43)와 제1유량계(42) 및 후술하는 제2유량계(45)를 이용하여 리포머(31)로의 안정적인 연료(60) 공급을 획득한다.
제2밸브(44)는 연료펌프(41)의 출구에 연결되어 제2유량계(45)와 함께 버너용 연료 공급라인을 구성하는 비례밸브로, 버너용 연료(60)의 공급량에 대한 세트 포인트는 Lamda 안정화 제어를 통해 필요한 버너용 연료공급량이 주제어부(92)에서 결정되고, 이 값은 시스템 내부의 자체 압력변동 및 공급되는 연료 및 공기의 압력변동 등 다양한 원인에 의해 실시간으로 변동하며, 실시간으로 변동하는 버너용 연료의 공급량에 대한 세트 포인트를 주제어부(92)에서 전달받아 필요한 버너용 연료의 공급량에 실시간으로 추종하여 버너(32)에 공급되도록 제2밸브(44)가 동작된다. 버너(32)에 연료(60)와 공기(80)를 공급하여 개질 반응을 일으키기 위해서는 연료처리장치(30)를 고온(약 500~700℃)로 가열해야 하는데, 이때 버너(32)에 적절한 버너용 연료(60) 및 공기(80)를 공급해야만 연료처리장치(30) 내부에 그을음 방지 및 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한 배기 가스의 조건을 만족할 수 있도록 하는데, 버너용 연료(60)의 공급이 안정적이어야만 한다. 특히 버너용 연료(60)의 공급에 의해 버너(32) 착화(점화)시 오류가 일어나지 않으며,부하에 따른 버너(32) 파워의 조절을 위해 행해지는 버너용 연료 공급량의 변화 시 불꽃 유실이 일어나지 않게 하는 것이다. 따라서 버너용 연료(60) 공급 제어는 크게 리포머(31)의 온도를 제어하는 세트 포인트 제어로직과 버너용 연료(60)의 유량을 제어하는 세트 포인트 제어로직이 주/부의 제어로직으로 연결되어 부하에 따라 변동되는 리포머(31)의 온도 제어를 가능하게 한다.
이러한 연료공급장치(40)의 설계구조는 BOP unit을 보다 간단화하여 경제성에 기여하는 바가 크며, 내부 피드백 제어에 의해 기계적인 영향을 덜 받는 구조를 갖는다.
냉각장치(50)는 스택(20)의 전기화학반응 과정에서 전기와 함께 발생되는 열을 식혀 주어 스택(20)을 냉각시키도록 냉각수 저수조(51)와 제3열교환기(52)를 포함하는 것으로, 냉각수 저수조(51)에 저장된 열교환용 냉각수가 스택(20) 내의 냉각판(23) 유로를 통과하면서 스택(20) 내의 열을 흡수하고 이렇게 열을 흡수한 냉각수는 제3열교환기(52) 안에서 2차 냉각수에 의해 식혀진 후 다시 스택(20) 내의 냉각판(23) 유로로 순환하게 된다.
한편, 미설명 부호 53는 스택(20) 내를 순환하는 냉각수와 열교환을 한 2차 냉각수를 저장하여 생활 온수 등으로 활용하는 저탕조이고, 54는 스택(20)의 공기극(22)에서 나온 물을 가열하여 물 공급용 펌프(71) 쪽으로 회수하는 제4열교환기이며, 81은 공기 공급용 펌프이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 연료전지 시스템 제어 구성도로서, 온도센서(90), 주제어부(92) 및 구동부(94)를 포함하여 구성된다.
온도센서(90)는 리포머(31)의 반응 온도를 감지하여 주제어부(92)에 입력한다.
주제어부(92)는 개질용 및 버너용 연료(60) 공급을 비롯한 연료전지 시스템(10)의 전반적인 동작을 제어하는 것으로, 안정된 S/C 및 Lamda 제어를 위해 개질용 연료 공급량에 대한 세트 포인트와 버너용 연료 공급량에 대한 세트 포인트를 정하고 정해진 개질용 및 버너용 연료 공급량의 세트 포인트에 따라 연료펌프 공급량의 세트 포인트를 정하여 제1제어부(46)에 전달하고, 제1제어부(46)는 주제어부(92)로부터 전달받은 연료펌프 공급량의 세트 포인트를 제1유량계(42)에 의해 감지된 연료펌프 실제 공급량과 비교하여 그 비교결과에 따라 연료펌프(41)의 파워를 조절한다.
또한, 주제어부(92)는 연료펌프(41)의 전체 연료 공급량의 세트 포인트를 개질용 연료 공급량에 대한 세트 포인트와 버너용 연료 공급량에 대한 세트 포인트를 합한 값 보다 더 많이 공급되도록 구성할 수도 있다. 이 경우 개질용 연료 공급량과 버너용 연료 공급량은 각각 제1밸브(43) 및 제2밸브로 필요한 양 만큼만 공급되도록 하면 남는 양 만큼의 연료(60)로 인하여 공급라인 내부의 압력이 상승되고 이로 인하여 연료펌프(41)에 의해 발생된 연료(60)의 공급 맥동을 저감할 수 있다.
또한, 주제어부(92)는 개질용 및 버너용 연료 공급량의 세트 포인트를 미리 정해진 개질용 및 버너용 연료 공급량 세트 포인트 최소치와 비교하여, 만약 개질용 및 버너용 연료 공급량의 세트 포인트의 합이 최소치보다 작은 경우 즉, 연료펌프(41)가 작동하지 않더라도 외부 연료(60)의 자체 압력에 의해 충분히 공급되어질 수 있는 공급량으로 판단하여 연료펌프(41)의 파워를 조절하거나 연료펌프(41)의 동작을 정지시킨다. 이 경우, 제1유량계(42) 및 제2유량계(45)로부터 감지된 개질용 연료 실제 공급량과 버너용 연료 실제 공급량이 정해진 각각의 연료 공급량의 세트 포인트에 추종하는지를 지속적으로 감시하여 필요에 따라 연료펌프(41)를 다시 가동하거나 파워를 재조절한다.
또한, 주제어부(92)는 S/C 제어를 위해 개질용 연료 공급량의 세트 포인트가 제1밸브(43)를 통해 리포머(31)에 공급되도록 제1밸브(43)의 개도를 조절하는데, 제1유량계(42)에 의해 감지된 실제 연료펌프 공급량과 제2유량계(45)에 의해 감지된 실제 버너용 연료 공급량의 차를 구하여 목적한 개질용 연료 공급량이 공급되고 있는지를 판단하여 제1밸브(43)의 개도를 PI 제어방식을 이용하여 제어한다.
또한, 주제어부(92)는 Lamda 제어를 위해 부하에 따라 설정된 리포머(31) 온도 세트 포인트 값을 온도센서(90)에 의해 감지된 리포머(31) 실제 온도 값과 비교하여 그 비교결과에 따라 버너용 연료 공급량의 세트 포인트를 결정한 후 결정된 버너용 연료 공급량의 세트 포인트가 제2밸브(44)를 통해 버너에 공급되도록 제2유량계(45)에 의해 감지된 실제 버너용 연료 공급량과 비교하여 그 비교결과에 따라 제2밸브(44)의 개도를 PI제어방식을 이용하여 조절한다.
구동부(94)는 주제어부(92)의 구동제어신호에 따라 연료펌프(41), 제1 및 제2밸브(43, 44) 등을 동작시킨다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 연료공급장치의 일부 구성도이다.
도 4에서, 제1제어부(46)는 연료펌프(41)와 일체인 자체 하드웨어로 구성되어 주제어부(92)로부터 연료펌프 공급량의 세트 포인트를 전달받고, 전달받은 연료펌프 공급량의 세트 포인트를 제1유량계(42)에 의해 감지된 연료펌프 실제 공급량과 비교하여 그 비교결과에 따라 연료펌프(41)의 파워를 조절하는 PCB이다.
이하, 상기와 같이 구성된 연료전지 시스템 및 그 연료공급방법의 동작과정 및 작용효과를 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 연료전지 시스템의 주요 구성도로서, 압력손실 및 맥동에 대해서도 효율적이고 안정된 연료전지 시스템(10) 운전을 할 수 있는 연료공급장치(40)의 구성을 나타낸 것이다.
도 5에서, 리포머(31)에는 연료펌프(41)와 제1밸브(43)를 통해 개질용 연료(60)가 공급됨과 동시에 물(70)이 공급되고, 버너(32)에는 연료펌프(41)와 제2밸브(44)를 통해 버너용 연료(60)가 공급됨과 동시에 공기 공급용 펌프(81)를 통해 공기(80)가 공급된다.
도 5에 도시한 연료공급장치(40)의 구성을 가지고 리포머(31)와 버너(32)에 개질용 및 버너용 연료(60)를 공급하는 제어방법에 대하여 도 6 내지 도 9를 참조하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 의한 연료전지 시스템의 전체 연료 공급량을 제어하는 방법을 나타낸 동작 순서도로서, 도 5에서 "①"로 표시된 전체 연료 공급라인(연료펌프 및 제1유량계)를 이용하여 연료(60) 공급을 제어하는 것이다.
도 6에서, 주제어부(92)는 연료전지 시스템(10)의 안정된 S/C 및 Lamda 제어를 위해 개질용 연료 공급량에 대한 세트 포인트와 버너용 연료 공급량에 대한 세트 포인트를 정한 후 정해진 개질용 연료 공급량의 세트 포인트와 버너용 연료 공급량의 세트 포인트에 따라 연료펌프 공급량의 세트 포인트를 정한다(100).
이후, 주제어부(92)는 정해진 연료펌프 공급량의 세트 포인트가 미리 정해진 최소치(연료의 자체 압력으로 충분히 공급되어질 수 있는 공급량)보다 작은가를 판단하여(101), 연료펌프 공급량의 세트 포인트가 최소치보다 작은 경우에는 연료 펌프(41)가 작동하지 않더라도 외부 연료(60)의 자체 압력에 의해 충분히 공급되어질 수 있는 공급량으로 판단하여 연료펌프(41)의 파워를 조절하거나 연료펌프(41)의 동작을 정지시킨다(103). 이때 제1유량계(42) 및 제2유량계(45)로부터 감지된 실제 개질용 연료 공급량과 버너용 연료 공급량이 정해진 각각의 연료 공급량의 세트 포인트에 추종하는지를 지속적으로 감시하여 필요에 따라 연료펌프(41)를 다시 가동하거나 파워를 재조절한다.
단계 101의 판단 결과, 연료펌프 공급량의 세트 포인트가 최소치보다 작지 않은 경우에는 연료펌프(41)가 작동해야 연료(60)가 공급될 수 있는 공급량으로 판단하여 정해진 연료펌프 공급량의 세트 포인트를 제1제어부(46)에 전달한다(102).
따라서, 제1제어부(46)는 주제어부(92)로부터 전달받은 연료펌프 공급량의 세트 포인트를 제1유량계(42)에 의해 감지된 연료펌프 실제 공급량(F/M_1)과 비교하여 전달받은 연료펌프 공급량의 세트 포인트가 감지된 연료펌프 실제 공급량(F/M_1)보다 크면(104), 연료펌프(41)의 파워를 증가시켜 리포머(31)와 버너(32)에 필요한 총 연료(60)를 공급한다(106).
또한, 제1제어부(46)는 전달받은 연료펌프 공급량의 세트 포인트가 감지된 연료펌프 실제 공급량(F/M_1)보다 작으면(108), 연료펌프(41)의 파워를 감소시켜 리포머(31)와 버너(32)에 필요한 총 연료(60)를 공급한다(110).
한편, 제1제어부(46)는 전달받은 연료펌프 공급량의 세트 포인트가 감지된 연료펌프 실제 공급량(F/M_1)과 같으면 단계 100로 피드백하여 제1유량계(42)를 통해 연료펌프 실제 공급량(F/M_1)을 감지하여 전달받은 연료펌프 공급량의 세트 포 인트과 비교하면서 이후의 동작을 진행한다.
도 6에 도시한 본 발명의 연료공급방법을 통해 연료전지 시스템(10)의 구동 시 주원료측 압력에 영향을 덜 받게 되어 환경에 대한 영향을 덜 받게 된다.
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 연료전지 시스템에서 복수의 밸브를 통해 버너 및 리포머에 연료를 공급하는 방법을 나타낸 동작 순서도로서, 주제어부(92)가 S/C 및 Lamda 제어를 통해 개질용 연료 공급량의 세트 포인트와 버너용 연료 공급량의 세트 포인트를 결정하면 그 값이 제1 및 제2밸브(43, 44)의 개도 조절을 통해 공급되도록 하는 것이다.
도 7에서, 주제어부(92)는 S/C 제어를 통해 결정된 개질용 연료 공급량의 세트 포인트를 미리 정해진 개질용 연료 공급량의 세트 포인트 최소치와 비교하여(200), 개질용 연료 공급량의 세트 포인트가 개질용 연료 공급량의 세트 포인트 최소치보다 크면 제1밸브(43)의 개도를 20% 개방하여 연료(60)를 실시간 공급하면서 제1 및 제2유량계(42, 45)를 통하여 리포머(31)에 공급되는 실제 유량과 비교하면서 결정된 세트 포인트(목표값)에 추종하도록 제1밸브(43)를 제어한다(202). 여기서20% 개방은 제1밸브(43)를 개방할 때 개방 개시 시 설정된 임의의 개도로, 10%로 설정해서 초기 개방할 수도 있다.
단계 200의 비교결과, 개질용 연료 공급량의 세트 포인트가 개질용 연료 공급량의 세트 포인트 최소치보다 크지 않으면 리포머(31)쪽의 연료 공급은 필요치 않은 상황이므로 제1밸브(43)의 개도를 폐쇄시킨다(204).
이후, 주제어부(92)는 Lamda 제어를 통해 결정된 버너용 연료 공급량의 세 트 포인트를 미리 정해진 버너용 연료 공급량의 세트 포인트 최소치와 비교하여(206), 버너용 연료 공급량의 세트 포인트가 버너용 연료 공급량의 세트 포인트 최소치보다 크면 제2밸브(44)의 개도를 20% 개방한다(208).
한편, 단계 206의 비교결과, 버너용 연료 공급량의 세트 포인트가 버너용 연료 공급량의 세트 포인트 최소치보다 크지 않으면 버너(32)쪽의 연료 공급은 필요치 않은 상황이므로 주제어부(92)는 제2밸브(44)의 개도를 폐쇄시킨 후(210), 제1밸브(43)도 폐쇄되어 있다면(212) 개질용 및 버너용 연료 공급이 필요하지 않는 상황이므로 연료펌프(41)의 동작을 정지시킨다(214).
이후, 주제어부(92)는 제1 및 제2밸브(43, 44)의 유량을 정밀 제어하기 위한 루프로 리턴한다(216).
도 7에 도시한 본 발명의 연료공급방법을 통해 스택(20)의 기동 및 운전에 있어서 보다 효율적이고 정교한 연료(60) 공급이 이루어짐으로서 연료전지 시스템(10)의 내구성 및 효율성을 높일 수 있게 된다.
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 연료전지 시스템에서 제1밸브의 개도를 조절하는 동작 순서도로서, 도 5에서 "②"로 표시된 리포머 연료 공급라인(제1밸브 및 제1유량계)와 버너 연료 공급라인의 제2유량계(45)를 이용하여 연료(60) 공급을 제어하는 것이다.
도 8에서, 주제어부(92)는 안정된 S/C 제어를 위해 개질용 연료 공급량의 세트 포인트를 추종하도록 제1밸브(43)의 개도를 제어하는데(300), 제1유량계(42)에 의해 감지된 연료펌프 실제 공급량과 제2유량계(45)에 의해 감지된 버너용 연료 실제 공급량의 차(F/M_1 - F/M_2)를 구하여 개질용 연료 공급량의 세트 포인트와 비교한다(302).
단계 302의 비교결과, 개질용 연료 공급량의 세트 포인트가 제1 및 제2유량계(42, 45) 값의 차(F/M_1 - F/M_2)보다 크면 주제어부(92)는 제1밸브(43)의 개방량을 증가시키는 PI제어를 수행하여 개질용 연료(60)의 공급을 증가시킨다(304).
한편, 단계 302의 비교결과, 개질용 연료 공급량의 세트 포인트가 제1 및 제2유량계(42, 45) 값의 차(F/M_1 - F/M_2)보다 작으면(306) 주제어부(92)는 제1밸브(43)의 개방량을 감소시키는 PI제어를 수행하여 개질용 연료(60)의 공급을 감소시킨다(308).
단계 306의 비교결과, 개질용 연료 공급량의 세트 포인트가 제1 및 제2유량계(42, 45) 값의 차(F/M_1 - F/M_2)와 같으면 주제어부(92)는 제1밸브(43)에 대한 개도량은 그대로 유지하며 단계 300 앞으로 피드백하여 이후의 동작을 진행한다.
도 8에 도시한 본 발명의 연료공급방법을 통해 연료전지 시스템(10) 내부에서 일어나는 압력변화에 대해서 일정하게 연료(60)를 공급할 수 있게 된다.
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 연료전지 시스템에서 제2밸브의 개도를 조절하는 동작 순서도로서, 도 5에서 "③"로 표시된 버너 연료 공급라인(제2밸브 및 제2유량계)를 이용하여 연료(60) 공급을 제어하는 것이다.
도 9에서, 주제어부(92)는 안정된 Lamda 제어를 위해 부하에 따라 리포머 온도 값을 설정하고 그에 따른 필요한 버너용 연료 공급량에 대한 세트 포인트를 정하여 제2밸브(44)에 전달한다(400).
이후, 주제어부(92)는 부하에 따라 설정된 리포머 온도 값을 온도센서(90)에 의해 감지된 리포머 온도 값(TC 값)과 비교하여(402), 설정된 리포머 온도 값이 감지된 리포머 온도 값(TC 값)보다 크면 주제어부(92)는 버너용 연료 공급량의 세트 포인트를 증가시켜 버너용 연료(60) 공급을 늘린다(404).
단계 402의 비교결과, 설정된 리포머 온도 값이 감지된 리포머 온도 값(TC 값)보다 크지 않으면 주제어부(92)는 설정된 리포머 온도 값이 감지된 리포머 온도 값(TC 값)보다 작은가를 비교하여(406), 설정된 리포머 온도 값이 감지된 리포머 온도 값(TC 값)보다 작지 않으면 단계 410 앞으로 진행하여 이후의 동작을 진행한다.
단계 406의 비교결과, 설정된 리포머 온도 값이 감지된 리포머 온도 값(TC 값)보다 작으면 주제어부(92)는 버너용 연료 공급량의 세트 포인트를 감소시켜 버너용 연료(60) 공급을 제어한다(408).
이어서, 주제어부(92)는 정해진 버너용 연료 공급량의 세트 포인트를 제2유량계(45)에 의해 감지된 버너용 연료 실제 공급량(F/M_2)과 비교하여(410), 정해진 버너용 연료 공급량의 세트 포인트가 감지된 버너용 연료 실제 공급량(F/M_2)보다 크면 제2밸브(44)의 개방량을 증가시키는 PI제어를 수행하여 버너용 연료(60) 공급을 정밀 제어한다(412).
단계 410의 비교결과, 정해진 버너용 연료 공급량의 세트 포인트가 감지된 버너용 연료 실제 공급량(F/M_2)보다 크지 않으면 주제어부(92)는 정해진 버너용 연료 공급량의 세트 포인트가 감지된 버너용 연료 실제 공급량(F/M_2)보다 작은가 를 비교하여(414), 정해진 버너용 연료 공급량의 세트 포인트가 감지된 버너용 연료 실제 공급량(F/M_2)보다 작지 않으면 단계 400 앞으로 피드백하여 이후의 동작을 진행한다.
단계 414의 비교결과, 정해진 버너용 연료 공급량의 세트 포인트가 감지된 버너용 연료 실제 공급량(F/M_2)보다 작으면 주제어부(92)는 제2밸브(44)의 개방량을 감소시키는 PI제어를 수행하여 버너용 연료(60) 공급을 정밀 제어한다(416).
도 9에 도시한 본 발명의 연료공급방법을 통해 연료전지 시스템(10) 내부에서 일어나는 압력변화에 대해서 일정하게 연료(60)를 공급할 수 있게 된다.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 의한 연료전지 시스템의 전체 연료 공급량을 제어하는 방법을 나타낸 동작 순서도로서, 도 5에서 "①"로 표시된 전체 연료 공급라인(연료펌프 및 제1유량계)를 이용하여 연료(60) 공급을 제어하는 것이다.
도 10에서, 주제어부(92)는 연료전지 시스템(10)의 안정된 S/C 및 Lamda 제어를 위해 개질용 연료 공급량에 대한 세트 포인트와 버너용 연료 공급량에 대한 세트 포인트를 정한 후 정해진 개질용 연료 공급량의 세트 포인트와 버너용 연료 공급량을 합한 값보다 더 많이 공급되도록 연료펌프 공급량의 세트 포인트를 개질용 연료 공급량의 세트 포인트와 버너용 연료 공급량의 세트 포인트를 합한 값보다 큰 값으로 정한다(500).
이후, 주제어부(92)는 정해진 연료펌프 공급량의 세트 포인트가 미리 정해진 최소치(연료의 자체 압력으로 충분히 공급되어질 수 있는 공급량)보다 작은가를 판단하여(501), 연료펌프 공급량의 세트 포인트가 최소치보다 작은 경우에는 연료 펌프(41)가 작동하지 않더라도 외부 연료(60)의 자체 압력에 의해 충분히 공급되어질 수 있는 공급량으로 판단하여 연료펌프(41)의 파워를 조절하거나 연료펌프(41)의 동작을 정지시킨다(503). 이때 제1유량계(42) 및 제2유량계(45)로부터 감지된 실제 개질용 연료 공급량과 버너용 연료 공급량이 정해진 각각의 연료 공급량의 세트 포인트에 추종하는지를 지속적으로 감시하여 필요에 따라 연료펌프(41)를 다시 가동하거나 파워를 재조절한다.
단계 501의 판단 결과, 연료펌프 공급량의 세트 포인트가 최소치보다 작지 않은 경우에는 연료펌프(41)가 작동해야 연료(60)가 공급될 수 있는 공급량으로 판단하여 정해진 연료펌프 공급량의 세트 포인트를 제1제어부(46)에 전달한다(502).
따라서, 제1제어부(46)는 주제어부(92)로부터 전달받은 연료펌프 공급량의 세트 포인트를 제1유량계(42)에 의해 감지된 연료펌프 실제 공급량(F/M_1)과 비교하여 전달받은 연료펌프 공급량의 세트 포인트가 감지된 연료펌프 실제 공급량(F/M_1)보다 크면(504), 연료펌프(41)의 파워를 증가시켜 리포머(31)와 버너(32)에 필요한 총 연료(60)를 공급한다(506).
또한, 제1제어부(46)는 전달받은 연료펌프 공급량의 세트 포인트가 감지된 연료펌프 실제 공급량(F/M_1)보다 작으면(508), 연료펌프(41)의 파워를 감소시켜 리포머(31)와 버너(32)에 필요한 총 연료(60)를 공급한다(510).
한편, 제1제어부(46)는 전달받은 연료펌프 공급량의 세트 포인트가 감지된 연료펌프 실제 공급량(F/M_1)과 같으면 단계 500 앞으로 피드백하여 제1유량계(42)를 통해 연료펌프 실제 공급량(F/M_1)을 감지하여 전달받은 연료펌프 공급량의 세 트 포인트과 비교하면서 이후의 동작을 진행한다.
도 10에 도시한 본 발명의 연료공급방법을 통해 개질용 연료 공급량과 버너용 연료 공급량이 각각 제1 및 제2밸브(43, 44)로 필요한 양만큼만 공급되도록 하면 남는 양 만큼의 연료(60)로 인하여 전체 연료 공급라인 내부의 압력이 상승되고 이로 인하여 연료펌프(41)에 의해 발생된 연료(60)의 공급 맥동을 저감할 수 있게 된다.
도 1은 일반적인 연료전지의 전기 발생 원리를 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 연료전지 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 연료전지 시스템 제어 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 연료공급장치의 일부 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 연료전지 시스템의 주요 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 의한 연료전지 시스템의 전체 연료 공급량을 제어하는 방법을 나타낸 동작 순서도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 연료전지 시스템에서 복수의 밸브를 통해 버너 및 리포머에 연료를 공급하는 방법을 나타낸 동작 순서도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 연료전지 시스템에서 제1밸브의 개도를 조절하는 동작 순서도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 연료전지 시스템에서 제2밸브의 개도를 조절하는 동작 순서도이다.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 의한 연료전지 시스템의 전체 연료 공급량을 제어하는 방법을 나타낸 동작 순서도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10 : 연료전지 시스템 20 : 스택
30 : 연료처리장치 31 : 리포머
32 : 버너 40 : 연료공급장치
41 : 연료펌프 42, 45 : 제1 및 제2유량계
43, 44 : 제1 및 제2밸브 46 : 제1제어부
60 : 연료 70 : 물
80 : 공기 90 : 온도센서
92 : 주제어부

Claims (26)

  1. 연료를 개질(改質)하여 개질 가스를 생성하는 연료처리장치;
    상기 연료처리장치에서 발생된 상기 개질 가스를 공급받아 에너지를 발생하는 스택;
    상기 연료처리장치에 상기 연료를 공급하는 연료공급장치;
    상기 연료처리장치의 실시간 작동에 필요한 연료 공급량을 결정하고, 상기 연료 공급량을 추종하도록 상기 연료공급장치를 제어하는 제어부를 포함하는 연료전지 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연료처리장치는 상기 연료를 개질하는 리포머와 상기 리포머를 가열하는 버너를 포함하며,
    상기 연료공급장치는 상기 연료처리장치에 공급되는 상기 연료의 전체 공급량을 제어하는 제1연료공급부와, 상기 리포머와 버너에 공급되는 각각의 연료의 공급량을 제어하는 제2연료공급부를 포함하는 연료전지 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1연료공급부는 상기 연료처리장치에 상기 연료를 공급하는 연료펌프를 포함하며, 상기 연료펌프가 상기 리포머에 공급되는 개질용 연료 공급량과 상기 버너에 공급되는 버너용 연료 공급량을 합한 양을 공급하도록 제어되는 연료전지 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1연료공급부는 상기 연료펌프가 상기 개질용 연료 공급량과 상기 버너용 연료 공급량의 합보다 많은 양의 연료를 공급하여 상기 연료가 가압되도록 상기 연료의 전체 공급량을 제어되는 연료전지 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제2연료공급부는 상기 리포머에 상기 개질용 연료를 공급하는 제1밸브를 포함하며, 상기 제1밸브가 상기 리포머에 필요한 상기 개질용 연료 공급량을 추종하도록 제어되는 연료전지 시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제2연료공급부는 상기 버너에 상기 버너용 연료를 공급하는 제2밸브를 포함하며, 상기 제2밸브가 상기 버너에 필요한 상기 버너용 연료 공급량을 추종하도록 제어되는 연료전지 시스템.
  7. 연료를 개질(改質)하여 수소를 생성하는 연료처리장치;
    상기 수소와 산소의 전기화학반응에 의해 에너지를 발생하는 스택;
    상기 연료처리장치에 상기 연료를 공급하는 연료공급장치를 포함하되,
    상기 연료공급장치는 상기 개질 반응이 진행되는 리포머에 실시간 필요한 개질용 연료와 상기 리포머를 가열하는 버너에 실시간 필요한 버너용 연료의 공급량을 추종하도록 상기 연료공급장치를 제어하는 주제어부를 포함하는 연료전지 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 연료공급장치는 상기 리포머와 버너에 공급되는 상기 연료의 전체 공급량을 제어하는 제1연료공급부와, 상기 리포머와 버너 각각에 공급되는 상기 연료의 공급량을 제어하는 제2연료공급부를 포함하는 연료전지 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1연료공급부는 상기 리포머와 버너에 공급되는 상기 연료의 전체 공급량을 공급하는 연료펌프와, 공급되는 전체 연료량을 감지하는 제1유량계를 포함하며,
    상기 연료펌프는 상기 개질용 연료 공급량과 상기 버너용 연료 공급량을 합한 양을 공급하는 연료전지 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1연료공급부는 상기 리포머와 버너에 공급되는 상기 연료의 전체 공 급량을 공급하는 연료펌프와, 공급되는 전체 연료량을 감지하는 제1유량계를 포함하며,
    상기 연료펌프는 상기 개질용 연료 공급량과 상기 버너용 연료 공급량의 합보다 많은 양의 연료를 공급하는 연료전지 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1연료공급부는 상기 연료의 외부 공급압력을 고려하여 상기 연료펌프의 동작을 결정하는 제1제어부를 더 포함하는 연료전지 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 주제어부는 상기 개질용 연료 공급량의 세트 포인트와 상기 버너용 연료 공급량의 세트 포인트에 따라 상기 연료펌프의 공급량을 결정하고, 상기 제1제어부는 상기 결정된 연료펌프의 공급량을 상기 제1유량계에 의해 감지된 상기 연료펌프의 실제 공급량과 비교하여 상기 연료펌프의 파워를 조절하는 연료전지 시스템.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 개질용 연료 공급량의 세트 포인트와 상기 버너용 연료 공급량의 세트 포인트의 합이 상기 연료펌프의 미리 정해진 최소 공급값보다 작으면 상기 연료펌프의 동작을 중지시키는 연료전지 시스템.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 제2연료공급부는 상기 리포머에 공급되는 상기 개질용 연료의 공급량을 제어하는 리포머 연료 공급라인과, 상기 버너에 공급되는 상기 버너용 연료의 공급량을 제어하는 버너 연료 공급라인을 포함하는 연료전지 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 리포머 연료 공급라인은 상기 리포머에 공급되는 상기 개질용 연료의 공급 비율을 조절하는 제1밸브를 포함하며,
    상기 버너 연료 공급라인은 상기 버너에 공급되는 상기 버너용 연료의 공급 비율을 조절하는 제2밸브 및 상기 제2밸브를 통과하는 연료 유량을 감지하는 제2유량계를 포함하는 연료전지 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1밸브 및 제2밸브는 상기 연료펌프에 연결되어 상기 개질용 연료 및 버너용 연료의 유량을 정밀 제어하는 비례밸브인 연료전지 시스템.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제1밸브는 주제어부에서 결정된 개질용 연료 공급량과 상기 제1유량계 및 제2유량계의 차이값을 비교하여 개도가 조절되는 연료전지 시스템.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 제2밸브는 주제어부에서 결정된 버너용 연료 공급량과 상기 제2유량계의 값을 비교하여 개도가 조절되는 연료전지 시스템.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 주제어부는 상기 개질용 연료 공급량의 세트 포인트가 미리 정해진 최소치보다 크지 않으면 제1밸브를 폐쇄시키는 연료전지 시스템.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 주제어부는 상기 버너용 연료 공급량의 세트 포인트가 미리 정해진 최소치보다 크지 않으면 제2밸브를 폐쇄시키는 연료전지 시스템.
  21. 제15항에 있어서,
    상기 주제어부는 상기 개질용 연료 공급량의 세트 포인트가 미리 정해진 최소치보다 크지 않으면 제1밸브를 폐쇄시키고, 상기 버너용 연료 공급량의 세트 포인트가 미리 정해진 최소치보다 크지 않으면 제2밸브를 폐쇄시키고, 상기 연료펌프의 작동을 정지시키는 연료전지 시스템.
  22. 연료를 개질(改質)한 수소와 산소의 전기화학반응에 의해 에너지를 발생하는 연료전지 시스템의 연료공급방법에 있어서,
    상기 개질 반응이 진행되는 리포머에 공급되는 개질용 연료의 공급량을 결정하고;
    상기 리포머를 가열하는 버너에 공급되는 버너용 연료의 공급량을 결정하고;
    상기 개질용 연료의 공급량과 상기 버너용 연료의 공급량에 따라 연료펌프의 공급량을 결정하여 상기 결정된 공급량에 따라 상기 연료펌프의 작동을 제어하고;
    상기 결정된 리포머 및 버너에 필요한 연료의 공급량이 상기 리포머 및 버너에 실시간 추종하여 공급되도록 리포머 및 버너의 공급유량을 각각 제어하는 는 연료전지 시스템의 연료공급방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 연료펌프의 작동을 제어하는 것은,
    상기 개질용 연료 공급량과 상기 버너용 연료 공급량을 합한 양이 공급되게 상기 연료펌프를 동작시키는 연료전지 시스템의 연료공급방법.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 연료펌프의 작동을 제어하는 것은,
    상기 연료펌프는 상기 개질용 연료 공급량과 상기 버너용 연료 공급량의 합보다 많은 양의 연료를 가압하여 상기 리포머와 버너에 공급되는 상기 연료의 전체 공급량을 조절하는 연료전지 시스템의 연료공급방법.
  25. 제22항에 있어서,
    상기 연료펌프의 작동을 제어하는 것은,
    상기 개질용 연료 공급량과 상기 버너용 연료 공급량의 합이 상기 연료의 외부 공급압력에 의해 공급가능하면 상기 연료펌프의 동작을 중지하는 연료전지 시스템의 연료공급방법.
  26. 제22항에 있어서,
    상기 리포머 및 버너의 공급유량을 각각 실시간 제어하는 것은,
    버너용 연료 공급라인에 제2밸브 및 제2유량계가 마련되며, 상기 제2밸브의 개도 조절 및 제2유량계의 유량 감지를 통해, 결정된 버너용 연료 공급량에 추종하도록 실시간 제어되며,
    개질용 연료 공급라인에 제1밸브가 마련되며, 상기 제1밸브의 개도조절 및 제2유량계 및 연료펌프의 실제 공급량의 차이값 감지를 통해, 결정된 개질용 연료 공급량에 추종하도록 실시간 제어되는 연료전지 시스템의 연료공급방법.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150125769A1 (en) * 2012-05-11 2015-05-07 Ballard Power Systems Inc. Method of operating a fuel cell power system
WO2014126595A1 (en) * 2013-02-18 2014-08-21 Parker-Hannifin Corporation Modular fuel cell system
CN106910912B (zh) 2015-12-18 2020-06-30 通用电气公司 燃料电池系统及其操作方法及燃料电池发电厂
US10381669B2 (en) * 2016-07-13 2019-08-13 Lg Fuel Cell Systems Inc. Steam reformer for in-block fuel cell reforming
DE102017202904A1 (de) * 2017-02-23 2018-08-23 Robert Bosch Gmbh Brennstoffzellenvorrichtung
AT520522B1 (de) * 2017-12-05 2019-05-15 Avl List Gmbh Regelung einer Regelgröße einer Konditioniereinheit eines Reaktanden einer Brennstoffzelle mit Ermittlung eines Istwertes der Regelgröße
US20220021010A1 (en) * 2018-11-20 2022-01-20 Blue World Technologies Holding ApS Fuel cell system, and method of its operation

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4793363A (en) * 1986-09-11 1988-12-27 Sherwood Medical Company Biopsy needle
US4838282A (en) * 1987-02-26 1989-06-13 Manan Manufacturing Co., Inc. Bone biopsy needle assembly
US6241734B1 (en) * 1998-08-14 2001-06-05 Kyphon, Inc. Systems and methods for placing materials into bone
JPH07235321A (ja) 1994-02-24 1995-09-05 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 燃料電池発電システム、その運転方法およびその運転制御方法
WO1999049819A1 (en) * 1998-04-01 1999-10-07 Parallax Medical, Inc. Pressure applicator for hard tissue implant placement
US6110128A (en) * 1998-12-11 2000-08-29 Andelin; John B. Bone marrow biopsy needle and method for using the same
US7201722B2 (en) * 2000-04-18 2007-04-10 Allegiance Corporation Bone biopsy instrument having improved sample retention
US6736799B1 (en) * 2000-10-24 2004-05-18 Vita Licensing, Inc. Delivery device for biological composites and method of preparation thereof
US6613018B2 (en) * 2001-02-20 2003-09-02 Vita Licensing, Inc. System and kit for delivery of restorative materials
JP3431021B2 (ja) * 2001-05-24 2003-07-28 日産自動車株式会社 車両用燃料電池システム
JP3826770B2 (ja) * 2001-11-16 2006-09-27 日産自動車株式会社 燃料改質システム
US6916292B2 (en) * 2002-07-12 2005-07-12 Depuy Spine, Inc. Bone marrow aspirator
US7264634B2 (en) * 2002-09-20 2007-09-04 Arthrex, Inc. Method and instrumentation for osteochondral repair using preformed implants
US7294132B2 (en) * 2002-10-03 2007-11-13 Wright Medical Technology, Inc. Radially ported needle for delivering bone graft material and method of use
US7066942B2 (en) * 2002-10-03 2006-06-27 Wright Medical Technology, Inc. Bendable needle for delivering bone graft material and method of use
US20050242588A1 (en) 2004-04-30 2005-11-03 Washington Krik B Integrated fuel cell and additive gas supply system for a power generation system including a combustion engine
JP2006066301A (ja) * 2004-08-27 2006-03-09 Aisin Seiki Co Ltd 燃料電池システム
US8361113B2 (en) * 2006-02-03 2013-01-29 Biomet Sports Medicine, Llc Method and apparatus for coupling soft tissue to a bone
US8088130B2 (en) * 2006-02-03 2012-01-03 Biomet Sports Medicine, Llc Method and apparatus for coupling soft tissue to a bone
US8298262B2 (en) * 2006-02-03 2012-10-30 Biomet Sports Medicine, Llc Method for tissue fixation
US7425880B2 (en) * 2005-01-20 2008-09-16 Tdk Corporation Filters with improved rejection band performance
CN101175690A (zh) * 2005-05-11 2008-05-07 丰田自动车株式会社 改质装置，用于控制燃料电池系统中的泵的方法，和控制装置
KR20070102311A (ko) 2006-04-14 2007-10-18 삼성에스디아이 주식회사 개폐밸브를 이용한 연료공급장치를 이용한 연료전지 시스템
JP2008243691A (ja) 2007-03-28 2008-10-09 Aisin Seiki Co Ltd 燃料電池システム
US20080268064A1 (en) * 2007-04-25 2008-10-30 Biomet Biologics, Inc. Method for treating cartilage defects
US8137354B2 (en) * 2007-04-25 2012-03-20 Biomet Sports Medicine, Llc Localized cartilage defect therapy

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EP2164126B1 (en) 2012-12-26
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