연료전지-ESS 장점 결합 '하이브리드 시스템' 첫 개발
연료전지-ESS 장점 결합 '하이브리드 시스템' 첫 개발
  • 이상복 기자
  • 승인 2019.10.17 21:41
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전력연구원, 5kW 연료전지와 배터리 연계 한전 군산지사서 실증
▲한전 군산지사에 설치된 5kW급 연료전지-배터리 하이브리드 시스템 ⓒ전력연구원
▲한전 군산지사에 설치된 5kW급 연료전지-배터리 하이브리드 시스템 ⓒ전력연구원

[이투뉴스] 연소과정 없이 꾸준히 전력을 생산할 수 있는 연료전지와 자체 발전은 안되지만 충·방전이 자유로운 ESS(에너지저장장치)가 서로의 장점을 살리는 형태로 조합을 이뤘다.

한전 전력연구원은 에스퓨얼셀, 전남대, 강원대, 광주과학기술원 등과 공동으로 5kW급 연료전지-배터리 하이브리드 시스템을 개발해 한전 군산지사 사옥에서 실증 운영을 성공적으로 마쳤다고 17일 밝혔다.

세계 최초로 개발된 이 시스템은 연료전지와 배터리의 특성을 살려 연료전지가 생산한 전력 일부를 배터리에 저장했다가 수요가 많은 시간대에 동시 방전·개질이 가능하다. 순간적인 수요변화에 따라 충·방전해 연료전지의 안정적 운용을 돕고 주파수조정(FR)과 같은 ESS역할도 수행한다. 

연료전지는 연소과정 없이 전력과 열을 생산해 공해물질 배출이 없지만, 수요변화에 따른 발전량 조절이 어렵다. 일부 유형에서 출력조절이 가능하다고 알려져 있으나 스택 내구성에 영향을 주고 효율이 떨어져 사실상 정격 운영하고 있다. 반면 배터리는 단시간내 전력공급은 가능하지만 저장용량 한계로 지속적인 공급이 어렵다.

이에 따라 연구원은 고정출력을 내는 연료전지와 단시간 발전원과 부하역할을 동시에 수행하는 ESS를 연계, 하이브리드 시스템을 구축했다. 특히 작동온도가 100℃ 이하로 낮아 예열 시 전기소모량이 적고 기동이 빠른 고분자전해질막 연료전지를 시스템에 적용했다.

올초 발표된 수소경제 활성화 로드맵에 따르면, 2018년 현재 가정 및 건물용으로 7MW의 연료전지가 보급돼 있고 2022년까지 7배 수준인 50MW의 연료전지가 설치될 예정이다.

전력연구원 관계자는 “세계최초로 전력연구원이 개발한 하이브리드 시스템을 한전 사옥을 대상으로 실증까지 완료했다"면서 "기술이전 및 재생에너지 설비 인증을 받아 이 시스템이 확대보급 되도록 노력하겠다”고 말했다.

이상복 기자 lsb@e2news.com 

▲하이브리드 시스템을 설치한 한전 군산지사
▲하이브리드 시스템을 설치한 한전 군산지사

 


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