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에스퓨얼셀-한전 5㎾급 연료전지-배터리 하이브리드 시스템 개발수송용뿐만 아니라 가정·건물 등 적용범위 확대
열 손실 없애기 위해 축열·저장해 급탕보일러와 연계
남영태 기자  |  nam@gasnews.com
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[1410호] 승인 2019.10.18  23:13:17
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▲ 한국전력 군산지사 사옥에 설치돼 운영 중인 5kW급 연료전지-배터리 하이브리드시스템.

[가스신문=남영태 기자] 국내 산·학·연이 협력해 세계 최초로 연료전지-배터리 하이브리드 시스템을 개발해 이목이 집중된다.

국내 연료전지시스템 제조 전문기업인 에스퓨얼셀(대표 전희권)은 한국전력공사 전력연구원, 전남대학교, 강원대학교, 광주과학기술원과 공동으로 건물용 연료전지-배터리 하이브리드 시스템을 세계 최초로 개발했다고 지난 16일 밝혔다.

에스퓨얼셀은 전남대학교 등과 함께 전력연구원의 용역을 받아 기존 가정·건물용 연료전지시스템과 배터리와의 하이브리드 시스템을 개발했으며, 지난해 1㎾급 개발 및 실증을 완료하고 최종 5㎾급 연료전지-배터리 하이브리드 시스템을 개발했다고 설명했다.

이번에 개발된 시스템은 수용가의 부하변동 초기에 순간적으로 연료전지에서 대응하지 못하는 전력과 부하변동 중 연료전지 최대 출력을 초과하는 경우 초과 전력에 상응하는 전력을 배터리가 공급하도록 설계됐다.

따라서 연료전지에서 가장 비싸고 핵심 부품인 스택의 용량을 줄이고 배터리의 출력을 높여 연료전지 정격 출력보다 더 큰 부하에 대응할 수 있는 경제적인 효과까지 얻을 수 있다.

뿐만 아니라 에스퓨얼셀은 배터리의 방전률(DOD, Depth Of Discharge) 및 충전량(SOC, State Of Charge)을 일정수준으로 유지해 배터리 수명감소를 최소화하고 에너지 저장기능을 동시에 수행할 수 있는 연료전지-배터리 최적 운용로직도 함께 개발했다고 밝혔다.

특히 이번 공동개발된 시스템은 기존 하이브리드 설비와는 달리 일반 건물에 적용될 수 있는 특징을 살려 연료전지에서 발생한 약 60℃의 열을 축열해 저장한 뒤 급탕보일러에 연계해주는 방법으로 열 손실 없이 이용하도록 설계됐다. 현재 설비는 한국전력 군산지사 사옥에 설치돼 에너지 이용 효율을 높이는데 기여하고 있다.

에스퓨얼셀 관계자는 “현재까지의 연료전지-배터리 하이브리드 시스템은 순수 수소를 사용하는 연료전지와 배터리의 하이브리드 시스템”이라며 “이번에 공동 개발 및 실증이 완료된 시스템은 도시가스로부터 수소를 추출하는 공정까지 포함되어 있기 때문에 기존 순수 수소를 사용하는 시스템보다 공정제어 등 개발 난이도가 월등히 높다”고 설명했다.

또한 회사 측은 공동개발된 시스템은 향후 대형 드론, 전기 지게차 등 수송용뿐만 아니라 가정·건물 등 도시가스를 사용할 수 있는 곳에는 어디든지 적용될 수 있는 장점을 가진다고 밝혔다. 이와 함께 독립형 시스템인 만큼 국내 도서지역이나 해외 내륙지방 등 계통전력 공급이 원활하지 못한 지역에 적용이 가능해 향후 기술 활용 측면에서의 전망이 밝다고 설명했다.

한편, 에스퓨얼셀은 태양광 전문기업인 에스에너지가 지난 2014년 GS칼텍스의 연료전지 연구팀을 중심으로 설립한 연료전지 전문기업으로 주택, 건물 및 발전용 등 소용량에서 대용량까지 넓은 연료전지시스템 제품굼을 보유하고 있으며, 지난해 10월 국내 연료전지 전문기업으로는 최초로 코스닥에 상장했다.

   
▲ 연료전지-배터리 하이브리드 개념도
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