KR20120133510A - 연료전지 발전 시스템 및 이를 포함하는 선박 - Google Patents

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Abstract

연료전지 발전 시스템 및 이를 포함하는 선박이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 발전 시스템은 액화천연가스를 저장하는 LNG 저장탱크 LNG 저장탱크로부터 저장된 액화천연가스를 공급받아 압축시키는 액화가스 압축기및 압축된 액화천연가스를 팽창시켜 기체 상태의 천연가스로 전환시키는 팽창기를 포함하되, 압축된 액화천연가스가 팽창되어 기체 상태의 천연가스로 전환되는 과정에서 발생하는 팽창 에너지를 기초로 연료전지 스택에 개질 가스 및 압축된 공기 중 하나 이상을 공급한다.

Description

연료전지 발전 시스템 및 이를 포함하는 선박{FUEL CELL GENERATING SYSTEM AND SHIP HAVING THE SAME}
본 발명은 연료전지 발전 시스템 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.
일반적으로 화석 에너지 고갈의 문제를 해결할 수 있는 대체 에너지로서 수소 에너지가 각광 받고 있으며 수소 에너지의 이용 매체인 연료전지에 대한 연구 및 개발이 활발하게 이루어지고 있다.
연료전지는 수소와 산소가 가진 화학적 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 전기화학적 장치이다. 이러한 연료전지는 동작 온도와 주 연료의 형태에 따라 알칼리형 연료전지(AFC), 인산염형 연료전지(PAGC), 용융 탄산염형 연료전지(MCFC), 고체 전해질형 연료전지(SOFC), 고분자 전해질형 연료전지(PEMFC) 등으로 구분된다.
예컨대, 용융 탄산염형 연료전지와 고체 전해질형 연료전지는 고온형 연료전지로서, 일반적으로 약 600도 ~ 1000도의 고온에서 가동하게 된다. 이러한 고온형 연료전지가 선박에서 가동되기 위해서는 고온상태의 온도를 유지해야 한다.
연료전지가 선박에 탑재될 경우, 선박으로부터 공급될 수 있는 잉여 에너지를 통하여 선박에 탑재된 연료전지 시스템의 효율을 증대시킬 수 있다. 통상적으로 연료전지 시스템은 MBOP(Mechanical Balance of Plant), 연료전지 스택 및 EBOP(Electrical Balance of Plant)를 포함한다.
여기서, MBOP는 연료에서 황성분을 제거하는 탈황기, 연료와 수증기를 반응시켜 일정량 또는 전량이 수소인 개질 가스를 생성하는 개질기를 포함하며, 생성된 개질 가스는 연료전지 스택(stack)에 공급된다.
즉, 연료전지 스택은 연료극(anode)의 유입구를 통해 개질 가스를 공급받고, 공기극의 유입구를 통해 공기를 공급받아 전기를 생산한다. 이때, 연료전지의 효율을 높이기 위해 공기극으로 유입되는 공기를 가압해 주는 방법이 있다. 즉, 공기극의 압력이 높을수록 연료전지의 출력 전압이 증가하여 연료전지의 효율이 향상된다.
그러나, 종래에는 연료전지에서 생산되는 전력의 일정 부분이 공기를 가압하는 가압장치의 구동에 소비되어 공기극으로 유입되는 공기를 가압시켜 얻은 연료전지의 효율이 상쇄될 수 있다.
따라서, 연료전지에서 생산되는 전력을 사용하지 않고도 효과적으로 연료전지의 효율성을 향상시킬 필요성이 제기된다.
본 발명의 실시예들은 연료전지 발전 시스템 및 이를 포함하는 선박을 제공함으로써 LNG를 압축 및 팽창시켜 얻은 팽창 에너지를 이용하여 연료전지에 개질 가스 및 압축된 공기를 제공하여 연료전지의 효율성을 향상시키고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 액화천연가스를 저장하는 LNG 저장탱크; 상기 LNG 저장탱크로부터 상기 저장된 액화천연가스를 공급받아 압축시키는 액화가스 압축기;및 상기 압축된 액화천연가스를 팽창시켜 기체 상태의 천연가스로 전환시키는 팽창기;를 포함하되, 상기 압축된 액화천연가스가 팽창되어 상기 기체 상태의 천연가스로 전환되는 과정에서 발생하는 팽창 에너지를 기초로 연료전지 스택에 개질 가스 및 압축된 공기 중 하나 이상을 공급하는 연료전지 발전 시스템이 제공될 수 있다.
여기서, 상기 기체 상태의 천연가스를 공급받아 터빈을 회전시키고, 상기 터빈의 회전력에 의해 흡입되는 공기를 공급받아 상기 공기를 압축시켜 연료전지 스택의 공기극으로 공급하는 터보차저;을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 터보차저의 일측부로부터 배기된 상기 기체 상태의 천연가스를 일정량 또는 전량이 수소인 상기 개질 가스로 전환시켜 상기 연료전지 스택의 연료극으로 공급하는 연료 공급부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 액화천연가스를 저장하는 LNG 저장탱크; 상기 LNG 저장탱크로부터 상기 저장된 액화천연가스를 공급받아 압축시키는 액화가스 압축기; 상기 압축된 액화천연가스를 팽창시켜 기체 상태의 천연가스로 전환시키는 팽창기; 상기 팽창기로부터 상기 기체 상태의 천연가스를 공급받아 가동되는 터빈; 및 상기 터빈과 동축으로 연결되어 상기 터빈의 회전력에 의해 구동되어 전력을 발생시키는 발전기; 를 포함하는 연료전지 발전 시스템이 제공될 수 있다.
여기서, 상기 터빈과 동축으로 연결되어 상기 터빈의 회전력에 의해 흡입되는 공기를 압축시켜 연료전지 스택의 공기극으로 공급하는 공기 압축기;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 터빈으로부터 배기된 천연가스를 일정량 또는 전량이 수소인 상기 개질 가스로 전환하여 연료전지 스택의 연료극으로 공급하는 연료 공급부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 연료 공급부로부터 상기 개질 가스의 일정량을 공급받아 엔진의 연료와 혼소시키는 엔진 시스템;을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 엔진 시스템은 상기 연료 공급부로부터 상기 개질 가스의 일정량을 공급받아 엔진의 배기 가스에 포함된 질소산화물을 감소시키는 탈질부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 터빈으로터 배기된 천연가스의 일정량을 공급받고, 상기 LNG저장탱크에서 발생된 증발가스를 공급받는 엔진 시스템을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상술한 연료전지 발전 시스템을 구비한 선박이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 연료전지 발전 시스템 및 이를 포함하는 선박을 제공함으로써 LNG를 압축 및 팽창시켜 얻은 팽창 에너지를 이용하여 연료전지에 개질 가스 및 압축된 공기를 제공하여 연료전지의 효율성을 향상시킬 수 있다.
또한, LNG를 압축 및 팽창시켜 얻은 팽창 에너지를 선박의 터빈 시스템, 연료전지 시스템 및 엔진 시스템 등에 활용하여, 선박에서 소비되는 에너지량을 절약하고 전체 시스템의 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 발전 시스템을 도시한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료전지 발전 시스템을 도시한다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 연료전지 발전 시스템을 도시한다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 연료전지 발전 시스템을 도시한다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 연료전지 발전 시스템을 도시한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 발전 시스템을 도시한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 발전 시스템(100)은 LNG 저장탱크(110), 액화가스 압축기(120), 팽창기(130), 터빈 시스템(200) 및 연료전지 시스템(300)을 포함한다.
LNG 저장탱크(110)는 액화천연가스(LNG, Liquefied Natural Gas)를 저장한다. LNG 저장탱크(110)에 저장된 액화천연가스의 액화온도는 상압에서 -163℃의 극저온이다. LNG는 온도가 상압에서 -163℃ 보다 약간만 높아도 증발된다. 이에, LNG 운반선의 LNG 저장탱크(110)는 LNG를 액화된 상태로 유지시키기 위해 단열 구조로 이루어질 수 있다.
액화가스 압축기(120)는 LNG 저장탱크(110)로부터 액화천연가스를 공급받아 압축시킨다. 여기서, LNG 저장탱크(110)에 저장된 천연가스는 액체 상태이므로, 액화가스 압축기(120)는 상대적으로 적은 에너지를 사용하여 LNG 저장탱크(110)로부터 공급받은 액체 상태의 천연가스를 압축시킬 수 있다.
팽창기(130)는 압축된 액화천연가스를 팽창시켜 기체 상태의 천연가스로 전환시킨다. 여기서, 압축된 액화천연가스가 기화되어 팽창하면서 에너지(이하 '팽창 에너지' 또는 '팽창일' 이라 함)가 발생한다.
이때, 액화가스 압축기(120)에 의해 팽창기 전단에서 액화천연가스가 압축될 때 발생하는 에너지와 팽창기(130)에 의해 팽창기 후단에서 압축된 액화천연가스가 기화되어 팽창될 때 발생하는 에너지와의 차이값에 의해 팽창 에너지의 크기가 산출될 수 있다.
터빈 시스템(200)은 터보차저(turbo charger)(250)를 포함할 수 있다. 터보차저(250)는 팽창기(130)로부터 기화된 기체 상태의 천연가스를 공급받아 터빈을 회전시킨다. 또한, 터보차저(250)는 터빈의 회전력을 통해 흡입된 공기를 압축시켜 배출시킨다. 이때, 팽창 에너지에 의해 기화된 천연가스가 터보차저(250)의 터빈에 내뿜어져 터빈의 고속 회전이 가능하게 된다. 즉, 팽창 에너지가 기계적인 에너지로 전환되면서 터빈에 회전력이 발생하게 된다.
또한, 터보차저(250)의 일측부(252)로부터 배기된 기체 상태의 천연가스는 유로(13)를 통해 연료전지 시스템(300)의 연료 공급부(310)로 공급된다.
연료 공급부(310)는 터보차저(250)의 일측부(252)로부터 배기된 천연가스를 연료로 공급받아, 일정량 또는 전량이 수소인 개질 가스로 전환시켜 연료전지 스택(320)의 연료극(anode)(324)으로 공급한다. 이때, 연료 공급부(310)는 스팀과 연료(천연가스)를 반응시켜 해당 연료를 연료전지 스택(320)에 요구되는 수소가 주성분인 개질 가스로 전환시킬 수 있다. 또한, 연료 공급부(310)는 해당 연료를 수소만으로 이루어진 개질 가스로 전환하여 연료전지 스택(320)에 제공할 수 있다.
그리고, 터보차저(250)의 타측부(254)로부터 배기된 압축된 공기는 유로(14)를 통해 연료전지 시스템(300)의 공기극(cathode)(322)으로 공급된다. 이때, 공기극(322)으로 가압된 공기가 공급됨으로써, 연료전지의 출력 전압이 증가하게 되어 연료전지의 효율을 향상시킬 수 있다.
상술한 연료전지 스택(320)은 연료극(324), 공기극(322) 및 연료극(324)과 공기극(322) 사이에 적층되는 연료전지 셀(cell)을 포함하여 구성되며, 연료전지 셀은 저온형 또는 고온형 연료전지(PEMFC, DMFC, MCFC, SOFC)를 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료전지 발전 시스템을 도시한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료전지 발전 시스템(100)에 있어서, 터빈 시스템(200)은 터빈(212) 및 터빈(212)에 동축(5)으로 연결된 발전기(200)를 포함할 수 있다.
터빈(212)은 팽창기(130)로부터 기화된 기체 상태의 천연가스를 공급받아 가동된다. 이때, 팽창 에너지에 의해 기화된 천연가스가 터빈(212)에 내뿜어져 터빈(212)의 고속 회전이 가능하게 된다. 즉, 팽창 에너지가 기계적인 에너지로 전환되면서 터빈(212)에 회전력이 발생하게 된다.
발전기(220)는 터빈(212)의 회전력에 의해 구동되어 전력을 생산한다. 예컨대, 발전기(220)에 의해 생산된 전력에 의해 엔진의 연비가 향상될 수 있다.
또한, 상술한 터빈(212)으로부터 배기된 기체 상태의 천연가스는 유로(3)를 통해 연료전지 시스템(300)의 연료 공급부(310)로 공급된다. 연료 공급부(310)는 해당 천연가스를 연료로 공급받아, 일정량 또는 전량이 수소인 개질 가스로 전환시켜 연료전지 스택(320)의 연료극(324)으로 공급한다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 연료전지 발전 시스템을 도시한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 연료전지 발전 시스템(100)에 있어서, 터빈 시스템(200)은 터빈(212), 공기 압축기(214) 및 발전기(220)를 포함할 수 있다. 이때, 공기 압축기(214) 및 발전기(220)는 터빈(212)과 동축(5)으로 연결될 수 있다. 터빈(212) 및 발전기(200)에 대해서는 도 2에서 상세히 설명하였으므로, 중복된 설명은 가능한 생략하도록 한다.
팽창기(130)로부터 기화된 기체 상태의 천연가스를 공급받아 터빈(212)이 가동되면, 공기 압축기(214)는 터빈(212)과 동축(5)으로 연결되어 터빈(212)의 회전력에 의해 흡입되는 공기를 압축시킨다.
이때, 공기 압축기(214)는 압축된 공기를 유로(4)를 통해 연료전지 스택(320)의 공기극(322)으로 공급한다. 이때, 공기극(322)으로 가압된 공기가 공급됨으로써, 연료전지의 출력 전압이 증가하게 되어 연료전지의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 그리고, 터빈(212)으로부터 배기된 기체 상태의 천연가스는 유로(3)를 통해 연료전지 시스템(300)의 연료 공급부(310)로 공급된다. 연료 공급부(310)는 해당 천연가스를 연료로 공급받아, 일정량 또는 전량이 수소인 개질 가스로 전환시켜 연료전지 스택(320)의 연료극(324)으로 공급한다.
발전기(220)는 상술한 바와 같이 터빈(212)의 회전력에 의해 구동되어 전력을 생산한다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 연료전지 발전 시스템을 도시한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상술한 도 3의 구성에 엔진 시스템(400)이 더 포함될 수 있다.
즉, 연료 공급부(310)는 개질 가스의 일정량을 분기시켜 유로(6, 7)를 통해 엔진 시스템(400)내의 엔진(410) 및 탈질부(420) 중 하나 이상으로 각각 공급할 수 있다.
엔진(410)에 공급된 개질 가스는 엔진(410)의 연료와 혼소된다. 예컨대, 개질 가스는 엔진(410)으로 공급되는 연료 또는 공기와 혼합되어 엔진(410)의 실린더 내부에 공급되거나, 엔진(410)의 실린더 내부에 직접 공급될 수 있다.
이와 같이, 엔진(410)에 수소가 함유된 개질 가스가 공급됨으로써, 수소와 연료가 혼소되어 가연범위가 넓어지고 연소속도가 빨라져 희박 조건에서도 안정적인 연소가 가능하게 된다.
또한, 탈질부(420)에 공급된 개질 가스는 엔진(410)으로부터 배기되는 배기 가스를 정화시키는 물질로 사용될 수 있다. 여기서, 탈질부(420)는 선택적 촉매 환원법(SCR, Selective Catalytic Reduction)에 기초하여, 수소가 함유된 개질 가스를 환원제로 이용하여 배기 가스에 포함된 질소산화물의 농도를 감소시킬 수 있다. 즉, 탈질부(420)는 개질 가스를 환원제로 이용하여 질소산화물을 질소 분자로 환원시켜 질소산화물의 농도를 감소시킬 수 있다.
이와 같이, 탈질부(420)에 개질 가스가 공급됨으로써, 엔진(410)으로부터 배기되는 배기 가스에 포함된 질소산화물과 같은 유해 물질의 농도를 보다 효과적으로 줄일 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 연료전지 발전 시스템을 도시한다.
한편, LNG 저장탱크(110)의 단열 구조에도 불구하고, LNG 저장탱크(110) 내의 LNG는 지속적으로 자연 기화되며, 이를 통해 LNG 저장탱크(110) 내에서는 증발가스, 즉, BOG(Boil-Off Gas)가 발생한다.
도 5에 도시된 바와 같이, LNG 저장탱크(110)의 배기구(8)를 통해 배기되는 증발가스와 유로(9)를 통해 배기되는 터빈(212)의 천연가스를 엔진 시스템(400)에 공급하여 엔진 시스템(400)의 원료로 사용할 수 있다. 이때, 밸브 유닛(10)은 터빈(212)으로부터 배기되는 천연가스를 제어하여 일정량의 천연가스를 연료 공급부(310) 및 엔진 시스템(400)으로 각각 분배시킬 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 선박의 디젤 엔진은 주로 HFO(Heavy Fuel Oil), MDO(Marine Diesel Oil) 등의 선박유를 사용한다. 또한, 선박의 엔진으로 청정 연료인 천연가스, 석유가스 등을 주 연료로 사용하는 디젤 엔진 및 디젤과 연료가스를 모두 사용할 수 있는 이중연료엔진이 사용될 수 있다.
LNG 운반선은 경우에 따라 이중연료엔진을 이용하여 전력 생산 및 선박의 추진력을 얻을 수 있다. 예컨대, LNG 운반선은 운반 용량에 따라 경제성을 고려하여 이중연료엔진을 이용할 수 있다. 이때, LNG 운반선은 LNG 저장탱크(110) 내의 압력을 일정한 수준으로 유지하기 위해 상술한 증발가스를 이중연료엔진의 연료가스로 사용할 수 있다.
또한, 예컨대 고출력, 고효율의 직접 추진 방식을 사용하는 가스 분사식 엔진(ME-GI, Main Engine Gas Injection)의 경우, 터빈(212)으로부터 배기되는 천연가스를 연료로 사용하여 추진 동력을 얻을 수 있다. 여기서, 상술한 엔진은 메인 엔진(M/E, Main Engine) 및 발전 엔진(G/E, Generator Engine)을 포함할 수 있다.
도 4 및 도 5의 각각의 엔진 시스템(400)의 연결 구조는 상술한 도 1 내지 도 3의 연료전지 발전 시스템(100) 구성에도 적용될 수 있음은 물론이다.
본 발명의 실시예에 따른 선박은 상술한 도 1 내지 도 5 중 어느 하나의 실시예에 따른 연료전지 발전 시스템(100)을 포함할 수 있다. 예컨대, 선박은 LNG 선박으로서, 이중연료엔진을 이용하여 전력 생산 및 선박의 추진력을 얻을 수 있다. 또한, 선박은 LNG 저장탱크(110) 내의 압력을 일정한 수준으로 유지하기 위해 상술한 증발가스를 이중연료엔진의 연료가스로 사용할 수 있다. 또한, 선박은 LNG 저장탱크(110)로부터 공급된 LNG를 압축 및 팽창시켜 얻은 팽창 에너지를 이용하여 연료전지의 효율성을 향상시키고 이를 통해 전체 시스템의 효율성을 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 연료전지 발전 시스템(100)에 대한 다양한 실시예들을 제시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, LNG 저장탱크(110)로부터 배기되는 증발가스는 전기를 생산하는 연료전지의 연료로 사용될 수 있다. 또한, 공기 압축기(214)에 의해 압축된 공기 중 일부가 엔진(410)의 공기 흡입수로 전달되어 엔진의 다른 연료(410)와 혼합되고, 혼합된 연료가 엔진(410) 실린더 안으로 전달되어, 엔진(410)의 효율을 높이는 데에 사용될 수 있다.
또한, 연료전지 발전 시스템(100)은 연료전지의 효율성을 향상시키고, 각종 터빈 시스템(200) 등을 가동시켜 전력을 생산하는 시스템으로 정의될 수 있다.
한편, 본 명세서에서, "선박"이라는 용어는 수상을 항해하는 구조물을 의미하는 것으로 한정되지 않으며, 수상을 항해하는 구조물뿐만 아니라, 수상에서 부유하며 작업을 수행하는 FLNG 등과 같은 해상 구조물을 포함하는 것으로 사용된다. 본 실시형태의 선박은 예를 들어, LNGC 또는 FLNG일 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: LNG 저장탱크 120: 액화가스 압축기
130: 팽창기 200: 터빈시스템
212: 터빈 214: 공기 압축기
250: 터보차저 300: 연료전지 시스템
310: 연료 공급부 320: 연료전지 스택
400: 엔진 시스템 410: 엔진
420: 탈질부

Claims (10)

  1. 액화천연가스를 저장하는 LNG 저장탱크;
    상기 LNG 저장탱크로부터 상기 저장된 액화천연가스를 공급받아 압축시키는 액화가스 압축기;및
    상기 압축된 액화천연가스를 팽창시켜 기체 상태의 천연가스로 전환시키는 팽창기;를 포함하되,
    상기 압축된 액화천연가스가 팽창되어 상기 기체 상태의 천연가스로 전환되는 과정에서 발생하는 팽창 에너지를 기초로 연료전지스택에 개질 가스 및 압축된 공기 중 하나 이상을 공급하는
    연료전지 발전 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기체 상태의 천연가스를 공급받아 터빈을 회전시키고, 상기 터빈의 회전력에 의해 흡입된 공기를 압축시켜 연료전지 스택의 공기극으로 공급하는 터보차저;를 더 포함하는 연료전지 발전 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 터보차저의 일측부로부터 배기된 상기 기체 상태의 천연가스를 일정량 또는 전량이 수소인 상기 개질 가스로 전환시켜 상기 연료전지 스택의 연료극으로 공급하는 연료 공급부;를 더 포함하는 연료전지 발전 시스템.
  4. 액화천연가스를 저장하는 LNG 저장탱크;
    상기 LNG 저장탱크로부터 상기 저장된 액화천연가스를 공급받아 압축시키는 액화가스 압축기;
    상기 압축된 액화천연가스를 팽창시켜 기체 상태의 천연가스로 전환시키는 팽창기;
    상기 팽창기로부터 상기 기체 상태의 천연가스를 공급받아 가동되는 터빈; 및
    상기 터빈과 동축으로 연결되어 상기 터빈의 회전력에 의해 구동되어 전력을 발생시키는 발전기;
    를 포함하는 연료전지 발전 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 터빈과 동축으로 연결되어 상기 터빈의 회전력에 의해 흡입되는 공기를 압축시켜 연료전지 스택의 공기극으로 공급하는 공기 압축기;를 더 포함하는 연료전지 발전 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 터빈으로부터 배기된 천연가스를 일정량 또는 전량이 수소인 상기 개질 가스로 전환하여 연료전지 스택의 연료극으로 공급하는 연료 공급부;를 더 포함하는 연료전지 발전 시스템.
  7. 제 3 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 연료 공급부로부터 상기 개질 가스의 일정량을 공급받아 엔진의 연료와 혼소시키는 엔진 시스템;을 더 포함하는 연료전지 발전 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 엔진 시스템은
    상기 연료 공급부로부터 상기 개질 가스의 일정량을 공급받아 엔진의 배기 가스에 포함된 질소산화물을 감소시키는 탈질부;를 포함하는 연료전지 발전 시스템.
  9. 제 3 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 터빈으로부터 배기된 천연가스의 일정량을 공급받고, 상기 LNG저장탱크에서 발생된 증발가스를 공급받는 엔진 시스템;을 더 포함하는 연료전지 발전 시스템.
  10. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 하나의 항에 따른 연료전지 발전 시스템을
    구비한 선박.
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