50 kW급 인산형연료전지 발전시스템의 장기 운전평가

Evaluation of Long Term Operation of 50 kW Phosphoric Acid Fuel Cell System

차세대의 새로운 발전방식인 인산형 연료전지 발전시스템의 운용기술의 확립을 위하여 50 kW급 실증설비를 도입하고 주변기기를 설계, 설치하여 장기운전 특성시험을 실시하였다. 이 설비는 1993년 8월부터 1994년 11월 말까지 총 6,003시간의 운전기간 동안 187,190 kWh의 발전전력량을 기록하였고, 이 기간 동안의 발전운전시간 이용율은 63.01%, 평균출력은 33.5 kW였다. 설비의 운전특성에 있어서 정부하시 평균전압 및 전류는 각각 DC 130 V와 461 A였으며, 경시전압감소율은 1,000시간당 3.8 mV 정도로 나타났다. 설비의 기동·정지 특성중 기동시간은 냉간기동시 평균 4시간 50분, 난기동시 2시간 34분 정도가 소요되었고, 발전효율은 정부하시 전기효율이 37.46%, 배열이용효율은 43.8%로 전체효율 81.26%를 나타냈다. 환경 특성중 배가스중의 NOx 농도는 1 ppm 미만이었고, 소음도 63 dB 정도로 양호한 특성을 보여주었다. 운전기간 중 발생한 사고는 총23회로, 외부운전조건에 대한 민감성이 큰 것으로 나타났으며, PAFC 시스템의 상용화를 위해서는 스택수명 및 운전신뢰성을 향상시키는 것이 필요하다.