수십 킬로와트(KW)부터 수 메가와트(MW)까지 중대형 발전을 위한 고체산화물 연료전지(SOFC) 시스템은 여러 개의 연료전지 스택을 작은 배치로 연결해 대용량을 구현함으로써 만들어진다.
연료전지 스택은 필요한 전력 출력을 얻기 위해 수십, 수백 개의 단위 연료전지를 적층하고 연결한 구조를 말한다.
연료전지 스택을 연결할 때 전기적 직렬 연결만 할 경우, 스택 중 하나에 문제가 생겨 정지되면 전기적 연결이 끊어지고 연료전지 시스템 전체가 정지되는 단점이 있다.
일반적으로 연료전지 시스템은 전기 하이브리드 스택 간의 직렬 및 병렬 연결을 통해 구성된다.
그러나 스택을 병렬로 연결할 경우 연결된 일부 스택이 열화되면 그 영향이 다른 일반 스택으로 확산되어 연료전지 시스템 전체의 내구성 저하가 가속화된다. 또한 용량도 줄어들고 수명도 단축되는 문제가 빈번하게 발생된다.
연료 전지 시스템은 연료에 포함되는 화학 에너지를 전기 에너지로 변환하는 발전 시스템이다.
연료 전지 시스템은 스택, 공기 공급 장치, 열 관리 장치, 연료 공급 장치, 물 관리 장치 및 연료 전지 시스템을 포함하는 여러 서브시스템으로 구성될 수 있다. 전력 변환기와 컨트롤러 등이 포함된다.
서브시스템 중 스택 이외의 서브시스템은 주변 작동 장치라고도 하며, 스택 및 주변 작동 장치는 연료 전지 시스템 내에서 서로 다른 기능 및 역할을 갖는다.
따라서, 연료 전지 시스템의 고장이 발생한 경우, 고장이 스택 내에서 발생하는지 주변 동작 장치에서 발생하는지에 따라 고장에 대한 대응 방법이 매번 다른 편이다. 이에 따라서 연료전지 시스템을 구성하는 서브시스템의 어느 부분에 결함이 있는지 확인하기 위한 연구가 지속적으로 필요하다.
오늘은 연료전지 시스템에 대한 이야기를 해보았다. 새로운 기술에 대해서 많은 접근이 필요하다. 이러한 접근들이 지속되면 정부지원사업을 선정받는데 어려움이 없을 것이라고 생각한다. 한가지 방법만 추구하지 말고 여러가지 방법과 기술을 습득 하는게 바람직한 방향이다.
