KR20040009655A - Non-utility generator system - Google Patents

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KR20040009655A KR1020020043666A KR20020043666A KR20040009655A KR 20040009655 A KR20040009655 A KR 20040009655A KR 1020020043666 A KR1020020043666 A KR 1020020043666A KR 20020043666 A KR20020043666 A KR 20020043666A KR 20040009655 A KR20040009655 A KR 20040009655A
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고승태
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엘지전자 주식회사
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Abstract

PURPOSE: Provided is an auto-generation system having improved energy efficiency, which is equipped with an operation power supplying part supplying the electricity for driving a fuel cell so that the system is operated rapidly. CONSTITUTION: The auto-generation system comprises a reformer(12) generating hydrogen from a fuel and equipped with a burner(12b), and a fuel cell(10) comprising a stack(13) formed of an anode(13b) and a cathode(13c) separated by an electrolyte membrane and generating electricity and heat by the electrochemical reaction of hydrogen with oxygen, in which the hydrogen generated by the reformer or a hydrogen -containing fuel is supplied to the anode(13b), while oxygen or an oxygen-containing oxidant is supplied to the cathode(13c). Particularly, the auto-generation system comprises an operation power supplying part(20) supplying the electricity for driving the fuel cell, when the fuel cell(10) is initially operated or a load output is changed, and a controller(21) for controlling the operation of the operation power supplying part(20).

Description

자가 발전 시스템{NON-UTILITY GENERATOR SYSTEM}Self-Generation System {NON-UTILITY GENERATOR SYSTEM}

본 발명은 자가 발전 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면 연료전지의 초기구동 시, 및 부하출력이 변동될 시, 상기 연료전지의 가동에 필요한 전력을 공급하는 가동전력공급부를 장착하여 가동 효율을 높이는 자가 발전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a self-generating system, which will be described in more detail. The operation efficiency is increased by installing a movable power supply unit for supplying electric power required for operation of the fuel cell when the fuel cell is initially driven and the load output is changed. It relates to a self-generating system.

연료전지가 가동되어 생성된 전기를 충전하는 충전기를 장착하고, 그 충전기로 전력을 공급함으로써, 전력의 낭비 및 연료전지에 공급되는 연료의 낭비를 절감하는 자가 발전 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a self-powered system and a method for controlling the same, including a charger for charging electricity generated by operating a fuel cell and supplying power to the charger, thereby reducing waste of power and waste of fuel supplied to the fuel cell.

일반적으로 자가 발전 시스템에 이용되는 연료전지는 연료가 가지고 있는 에너지를 전기적 에너지로 직접 변환시키는 장치로서, 통상 전해질을 사이에 두고 양극(anode)과, 음극(cathode)으로 된 한 쌍의 전극을 배치함과 아울러 그 중 양극(산화전극 또는 연료극)에는 수소 또는 수소를 함유하는 연료가스를 접촉시키는 반면 다른 한 쪽의 음극(환원전극 또는 공기극)에는 산소를 함유하는 산화가스를 접촉시키고 이 과정에서 이온화된 연료가스와 산화가스의 전기화학적 반응을 통해 전기와 열을 함께 얻는 시스템이다.In general, a fuel cell used in a self-power generation system is a device that directly converts energy contained in a fuel into electrical energy. A pair of electrodes including an anode and a cathode is disposed with an electrolyte interposed therebetween. In addition, the anode (oxide electrode or fuel electrode) is contacted with hydrogen or a fuel gas containing hydrogen, while the other cathode (reduction electrode or cathode) is contacted with an oxidizing gas containing oxygen and ionized in the process. It is a system that obtains both electricity and heat through the electrochemical reaction of fuel gas and oxidized gas.

이러한 연료전지를 이용한 자가 발전 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 가솔린이나 여타의 탄화수소(LNG, LPG, CH3OH...)계열의 연료가 채워져 있는 연료탱크(1)와, 상기 연료탱크(1)에 연결되어 공급되는 연료로부터 수소를 만들어내는 개질기(reformer)(2)와, 상기 개질기(2)에 연결되어 상기 개질기(2)로부터 생성된 수소의 산화반응 및 별도로 공급되는 산소의 환원반응이 동시에 일어나면서 전기와 열이 함께 발생되는 스택(stack)(3)으로 이루어진 연료전지와, 상기 스택(3)에 연결되어 그 연료전지에서 얻어진 전기를 상용전기인 교류전기로 변환시키는 컨버터(4a) 및 인버터(4b)로 이루어진 전력변환기(4) 등이 구비되어 이루어진다.As shown in FIG. 1, the self-power generation system using the fuel cell includes a fuel tank 1 filled with gasoline or other hydrocarbon (LNG, LPG, CH 3 OH ...) fuel, and the fuel tank ( A reformer 2 for producing hydrogen from fuel supplied and connected to 1), and an oxidation reaction of hydrogen generated from the reformer 2 and a reduction reaction of oxygen supplied separately from the reformer 2. At the same time, a fuel cell composed of a stack 3 that generates electricity and heat together with a converter, and a converter 4a connected to the stack 3 to convert electricity obtained from the fuel cell into an alternating current, which is commercial electricity. ) And an inverter 4b composed of an inverter 4b.

도면중 미 설명 부호인 2a는 반응로, 2b는 버너, 3a는 전해질막, 3b는 연료극, 3c는 공기극, 6은 급수펌프, 7은 가습기이다.In the figure, 2a is a reactor, 2b is a burner, 3a is an electrolyte membrane, 3b is a fuel electrode, 3c is a cathode, 6 is a feed water pump, and 7 is a humidifier.

상기와 같은 종래 구조의 연료전지를 이용하여 전기를 발생시키는 개략적인 과정은 다음과 같다.A schematic process of generating electricity using the fuel cell of the conventional structure as described above is as follows.

즉, 상기 제어부(미도시)에 의해 상기 연료탱크(1)로부터 가솔린이나 탄화수소계열의 연료가 상기 개질기(2)의 반응로(2a)로 유입되고 나면, 그 반응로(2a)에 채워진 연료에 수증기 및 산소가 공급됨과 아울러 상기 개질기(2)의 버너(2b)가 동작하여 개질반응이 진행되고, 이 개질반응을 통해 생성되는 수소가 상기 스택(3)의 연료극(3b)으로 공급됨과 아울러 다른 한 쪽의 공기극(3c)으로는 산소(O2)가 공급되어 상기 연료극(3b)에서는 산화반응이 또 공기극(3c)에서는 환원반응이 일어나게 되며, 이 과정에서 생성되는 전자가 상기 연료극(3b)에서 공기극(3c)으로 이동하면서 전기 와 열이 발생되고, 이 전기는 상기 전력변환기(4)를 거치면서 교류전기로 전환되어 각종 전기제품을 구동시키는데 사용된다.That is, after the gasoline or hydrocarbon-based fuel flows into the reactor 2a of the reformer 2 from the fuel tank 1 by the controller (not shown), the fuel filled in the reactor 2a The steam and oxygen are supplied, and the burner 2b of the reformer 2 is operated to perform a reforming reaction, and hydrogen generated through the reforming reaction is supplied to the fuel electrode 3b of the stack 3 and the other. Oxygen (O 2 ) is supplied to one of the cathodes 3c, and an oxidation reaction occurs at the anode 3b and a reduction reaction occurs at the cathode 3c. The electrons generated in this process are the anodes 3b. Electricity and heat are generated while moving from the cathode to the cathode 3c, and the electricity is converted into alternating current through the power converter 4 and used to drive various electrical appliances.

또한, 상기 연료전지에 있어서는 상기 스택(3)의 전해질막(3a)이 건조해지면수소이온(H+)의 전도도가 떨어지게 되거나 전해질막(3a)이 수축되면서 막과 전극 사이의 접촉저항이 증가하게 되므로 상기 스택(3)으로의 수소 공급 시, 항상 물을 함께 공급하도록 한다.In the fuel cell, when the electrolyte membrane 3a of the stack 3 is dried, the conductivity of hydrogen ions (H + ) is reduced or the electrolyte membrane 3a is contracted so that the contact resistance between the membrane and the electrode is increased. Therefore, when supplying hydrogen to the stack 3, always supply water together.

그러나 상기와 같이 종래 구조로 이루어진 자가 발전 시스템은 연료전지의 초기구동 시, 및 부하출력이 변동될 시, 상기 연료전지의 가동조건이 변동되는 것에 대하여 신속하게 대응되지 못하여 자가 발전 시스템의 에너지 효율이 떨어지는 문제점이 발생될 수 있다.However, the self-generating system having the conventional structure as described above does not respond quickly to the fluctuation of the operating conditions of the fuel cell when the fuel cell is initially driven and the load output is changed. Problems may arise.

상기와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 자가 발전 시스템에 장착된 연료전지의 초기구동 및 부하출력 변동 시, 신속하게 가동되도록 연료전지의 가동전력을 공급하여 에너지 효율을 높이는 가동전력공급부가 장착되어 구성된 자가 발전 시스템을 제공함에 있다.The object of the present invention devised in view of the above point is to supply the operating power of the fuel cell so as to operate quickly when the initial driving and load output of the fuel cell installed in the self-generating system to increase the energy efficiency It is to provide a self-generating system is equipped with an additional.

도 1은 일반적인 연료전지를 이용한 자가 발전 시스템을 도시한 블록 다이어그램,1 is a block diagram showing a self-powered system using a typical fuel cell,

도 2는 본 발명의 일 실시예인 자가 발전 시스템을 도시한 블록 다이어그램,2 is a block diagram showing a self-generating system that is an embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예인 자가 발전 시스템을 도시한 블록 다이어그램,3 is a block diagram showing a self-powered system that is another embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예인 자가 발전 시스템의 일 부분을 도시한 블록 다이어그램.4 is a block diagram illustrating a portion of a self power generation system, which is another embodiment of the invention.

**도면이 주요 부분에 대한 부호의 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **

10 : 연료전지 11 : 연료탱크10 fuel cell 11 fuel tank

12 : 개질기 12a : 반응로12: reformer 12a: reactor

12b : 버너 13 : 스택12b: Burner 13: Stack

13a : 전해질막 13b : 연료극13a: electrolyte membrane 13b: fuel electrode

13c : 공기극 14 : 전력변환기13c: air electrode 14: power converter

14a : 컨버터 14b : 인버터14a: Converter 14b: Inverter

16 : 급수펌프 17 : 가습기16: water supply pump 17: humidifier

20, 30 : 가동전력공급부 21, 31 : 컨트롤러20, 30: movable power supply unit 21, 31: controller

22 : 충전기 23, 33 : 제1공급선22: charger 23, 33: the first supply line

23a, 33a : 제1스위치 24, 34 : 제2공급선23a, 33a: first switch 24, 34: second supply line

24a, 34a : 제2스위치 25, 35 : 제3공급선24a, 34a: second switch 25, 35: third supply line

25a, 35a : 제3스위치 26 : 제4공급선25a, 35a: third switch 26: fourth supply line

26a : 제4스위치 32 : 상용전원공급기26a: fourth switch 32: commercial power supply

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 자가 발전 시스템은 공급되는 연료로부터 수소를 생성하며 내부에 버너가 장착된 개질기와, 전해질막을 사이에 두고 양쪽에 각각 연료극과 공기극이 배치됨과 아울러 그 중 연료극에는 상기 개질기에서 발생된 수소 또는 수소를 함유한 연료가 공급되는 반면 공기극에는 산소 또는 산소를 함유한 산화제가 공급되어 수소와 산소의 전기화학적 반응에 의해 전기와 열을 발생시키는 스택이 구비되어 구성된 연료전지를 이용한 자가 발전 시스템에 있어서, 상기 연료전지에는 상기 연료전지의 초기 구동 및 부하출력이 변동 시,상기 연료전지의 구동에 필요한 전력을 공급하는 가동전력공급부와, 상기 가동전력공급부의 작동을 제어하는 컨트롤러가 가 구비되어 구성된다.The self-generating system for achieving the object of the present invention as described above is to produce hydrogen from the fuel supplied and a reformer equipped with a burner therein, the anode and the cathode are disposed on both sides of the electrolyte membrane between the fuel electrode and Is supplied with a hydrogen or a hydrogen-containing fuel generated in the reformer, while a cathode is provided with a stack for supplying oxygen or an oxygen-containing oxidant to generate electricity and heat by an electrochemical reaction of hydrogen and oxygen. In a self-powered system using a battery, the fuel cell controls the operation power supply unit for supplying power required for driving the fuel cell and the operation of the operation power supply unit when the initial driving and load output of the fuel cell change. The controller is provided is configured.

이하 본 발명의 일 실시예인 자가 발전 시스템을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a self-power generation system which is an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 2는 본 발명의 일 실시예인 자가 발전 시스템을 도시한 블록 다이어그램으로써, 도 2에 도시한 바와 같이 자가 발전 시스템은 가솔린이나 여타의 탄화수소(LNG, LPG, CH3OH...)계열의 연료가 채워져 있는 연료탱크(11)와, 상기 연료탱크(11)에 연결되어 공급되는 연료로부터 수소를 만들어 내는 개질기(reformer)(12)와, 상기 개질기(12)에 연결되어 상기 개질기(12)로부터 생성된 수소의 산화반응 및 별도로 공급되는 산소의 환원반응이 동시에 일어나면서 전기와 열이 함께 발생되는 스택(stack)(13)으로 이루어진 연료전지(10)와, 상기 스택(13)에 연결되어 그 연료전지(10)에서 얻어진 전기를 상용전기인 교류전기로 변환시키는 컨버터(14a) 및 인버터(14b)로 이루어진 전력변환기(14)와, 상기 연료전지(10)의 초기 구동 및 부하출력이 변동 시, 상기 연료전지(10)의 구동에 필요한 전력을 공급하는 가동전력공급부(20)와, 상기 가동전력공급부(20)의 작동을 제어하는 컨트롤러(21)가 구비되어 구성된다.2 is a block diagram illustrating a self-generating system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the self-generating system may include gasoline or other hydrocarbon (LNG, LPG, CH 3 OH ...) fuel. Is filled with a fuel tank (11), a reformer (12) for producing hydrogen from fuel supplied to and connected to the fuel tank (11), and connected to the reformer (12) from the reformer (12). A fuel cell 10 comprising a stack 13, in which electricity and heat are generated together with an oxidation reaction of generated hydrogen and a reduction reaction of oxygen supplied separately, is connected to the stack 13. A power converter 14 comprising a converter 14a and an inverter 14b for converting the electricity obtained from the fuel cell 10 into an alternating current, which is commercial electricity, and when the initial driving and load output of the fuel cell 10 change. To drive the fuel cell 10. And a movable power supply 20 for supplying power John, consists of a controller 21 for controlling the operation of the operating power supply unit 20 is provided.

상기 개질기(12)는 내부에 반응로(12a) 및 버너(12b)가 장착되어 구성되고, 상기 스택(13)은 전해질막(13a)을 사이에 두고 그 양쪽에 각각 수소 또는 수소를 함유한 연료물질이 공급되는 연료극(또는 양극)(anode)(13b)과 산소를 함유하는 산화제가 공급되는 공기극(또는 음극)(cathode)(13c)이 배치되어 이루어진다.The reformer 12 has a reactor 12a and a burner 12b mounted therein, and the stack 13 has hydrogen or hydrogen containing fuel therebetween with the electrolyte membrane 13a interposed therebetween. A fuel electrode (or anode) 13b to which a material is supplied and an air electrode (or cathode) 13c to which an oxidant containing oxygen is supplied are arranged.

상기 가동전력공급부(20)는 상기 전력변환기(14)의 컨버터(14a)에서 전력을 공급받아 충전되며, 충전 시, 상기 연료전지(10)를 가동시키는 가동 전력을 공급하거나, 인버터(14b)로 충전된 전력을 공급하는 충전기(22)와, 상기 컨버터(14a)에서 출력되는 전기를 상기 충전기(22)에 공급하는 제1공급선(23)에 장착되어 상기 컨트롤러(21)에 의해 개폐되는 제1스위치(23a)와, 상기 충전기(22)에 충전된 전기를 상기 연료전지(10)에 제공하는 제2공급선(24)에 장착되어 상기 컨트롤러(21)에 의해 개폐되는 제2스위치(24a)와, 상기 충전기(22)에 충전된 전기를 상기 인버터(14b)에 공급하는 제3공급선(25)에 장착되어 상기 컨트롤러(21)에 의해 개폐되는 제3스위치(25a)와, 상기 컨버터(14a)에서 출력되는 전기를 상기 연료전지(10)에 공급하는 제4공급선(26)에 장착되어 상기 컨트롤러(21)에 의해 개폐되는 제4스위치(26a)가 구비되어 구성된다.The movable power supply unit 20 is charged by receiving power from the converter 14a of the power converter 14, and supplies charging power to operate the fuel cell 10 during charging, or to an inverter 14b. A first battery 22 mounted to a charger 22 for supplying charged power and a first supply line 23 for supplying electricity output from the converter 14a to the charger 22 and opened and closed by the controller 21; A second switch 24a mounted on a switch 23a and a second supply line 24 providing the fuel cell 10 with electricity charged in the charger 22 and opened and closed by the controller 21; And a third switch 25a mounted to a third supply line 25 for supplying electricity charged in the charger 22 to the inverter 14b and opened and closed by the controller 21, and the converter 14a. Mounted on a fourth supply line 26 that supplies electricity output from the fuel cell 10 to the controller 21. The fourth switch 26a is opened and closed by the configuration.

도면중 미 설명 부호인 16은 급수펌프, 17은 가습기이다.In the drawings, reference numeral 16 denotes a water supply pump and 17 denotes a humidifier.

상기와 같이 구성된 연료전지를 이용한 자가 발전 시스템은 다음과 같은 작동 및 작용효과를 갖는다.Self-powered system using a fuel cell configured as described above has the following operation and action effects.

상기 연료탱크(11)로부터 공급되는 연료액이 물 및 공기와 혼합되어 상기 개질기(12)로 유입되고, 그 연료액의 일부는 상기 개질기(12)의 버너(12b)로 유입되어 연소되고, 나머지는 상기 반응로(12a)로 유입되어 탈황반응 및 개질반응 그리고 수소정제반응을 거치면서 수소를 발생시키게 되고, 이 수소는 상기 스택(13)의 연료극(13b)으로 공급되어 공기극(13c)으로 공급되는 산소와 함께 전기화학적 반응을 거치면서 전기와 열을 발생시키게 되며, 이 중 전기는 상기 컨버터(14a)에 의해 승압되고, 승압된 전기는 다시 상기 인버터(14b)에 의하여 가정용 교류전류로 변환되어 각각의 전기제품에 인가되면서 전원으로 사용되거나, 상기 연료전지(10)에 공급되어 연료전지(10)를 가동시킨다.The fuel liquid supplied from the fuel tank 11 is mixed with water and air to flow into the reformer 12, and a part of the fuel liquid flows into the burner 12b of the reformer 12 and burns. Hydrogen is introduced into the reactor 12a to generate hydrogen through desulfurization, reforming and hydrogen purification, and the hydrogen is supplied to the fuel electrode 13b of the stack 13 and supplied to the cathode 13c. Electricity and heat are generated while undergoing an electrochemical reaction with oxygen, and the electricity is boosted by the converter 14a, and the boosted electricity is converted back into a home alternating current by the inverter 14b. While applied to each electric product is used as a power source or supplied to the fuel cell 10 to operate the fuel cell 10.

또한, 상기 컨버터(14a)에서 승압 된 전기는 상기 충전기(21)에 충전되고, 충전된 전기는 상황에 따라, 상기 연료전지(10)에 공급되어 초기구동 및 부하출력 변동 시, 상기 연료전지의 가동을 돕거나, 상기 인버터(14b)에 공급되어 각각의 전기제품에 인가되면서 전원으로 사용된다.In addition, the electricity boosted by the converter 14a is charged in the charger 21, the charged electricity is supplied to the fuel cell 10 according to the situation, when the initial drive and load output variation of the fuel cell It is used as a power source to assist operation or to be supplied to the inverter 14b and applied to each electric product.

이때, 상기 컨트롤러(21)가 상기 스택(13)에서 상기 컨버터(14a)로 공급되는 공급측과, 상기 인버터(14b)에서 외부 전기제품으로 공급되는 공급측과, 상기 제4공급선(26)의 검출신호를 받고, 상기 제1스위치(23a), 제2스위치(24a), 제3스위치(25a), 및 제4스위치(26a)에 제어신호를 보내어 상기 전기의 흐름을 제어하는 것이다.In this case, the controller 21 is supplied from the stack 13 to the converter 14a, the supply side is supplied from the inverter 14b to an external electric product, and the detection signal of the fourth supply line 26. The control unit transmits a control signal to the first switch 23a, the second switch 24a, the third switch 25a, and the fourth switch 26a to control the flow of electricity.

또한, 상기 연료전지(10)에 있어서는 상기 스택(13)의 전해질막(13a)이 건조해지면 수소이온(H+)의 전도도가 떨어지게 되거나 전해질막(13a)이 수축되면서 막과 전극 사이의 접촉저항이 증가하게 되므로 상기 스택(13)으로의 수소 공급 시, 항상 물을 함께 공급하도록 한다.In the fuel cell 10, when the electrolyte membrane 13a of the stack 13 is dried, the conductivity of hydrogen ions (H + ) is reduced or the electrolyte membrane 13a shrinks, thereby contact resistance between the membrane and the electrode. This will increase so that when supplying hydrogen to the stack 13, it is always supplied with water.

본 발명의 또 다른 실시예는 도 3에 도시한 바와 같이 상기 연료전지(10)와, 상기 연료전지(10)에서 얻어진 전기를 상용전기인 교류전기로 변환시키는 컨버터(14a) 및 인버터(14b)로 이루어진 전력변환기(14)와, 상기 연료전지(10)의 초기 구동 및 부하출력이 변동 시, 상기 연료전지(10)의 구동에 필요한 전력을 공급하는 가동전력공급부(30)와, 상기 가동전력공급부(30)의 작동을 제어하는 컨트롤러(31)가 구비되어 구성된다.According to another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3, the fuel cell 10 and the converter 14a and inverter 14b for converting the electricity obtained from the fuel cell 10 into alternating current electricity, which is commercial electricity. A power converter 14 comprising: a movable power supply unit 30 for supplying power required for driving the fuel cell 10 when the initial driving and load output of the fuel cell 10 change; The controller 31 for controlling the operation of the supply unit 30 is provided.

상기 가동전력공급부(30)는 상기 연료전지(10)의 초기 구동 및 부하출력 변동 시, 신속하게 가동되도록 전기를 추가 공급하는 상용전원공급기(32)와, 상기 상용전원공급기(32)의 전기를 상기 연료전지(10)에 제공하는 제1공급선(33)에 장착되어 상기 컨트롤러(31)에 의해 개폐되는 제1스위치(33a)와, 상기 상용전원공급기(32)의 전기를 상기 인버터(14b)에 공급하는 제2공급선(34)에 장착되어 상기 컨트롤러(31)에 의해 개폐되는 제2스위치(34a)와, 상기 컨버터(14a)에서 출력되는 전기를 상기 연료전지(10)에 공급하는 제3공급선(35)에 장착되어 상기 컨트롤러(31)에 의해 개폐되는 제3스위치(35a)가 구비되어 구성된다.The movable power supply unit 30 is a commercial power supply 32 for supplying additional electricity so as to operate quickly when the fuel cell 10 is initially driven and the load output changes, and the electricity of the commercial power supply 32 A first switch 33a mounted to a first supply line 33 provided to the fuel cell 10 and opened / closed by the controller 31 and electricity of the commercial power supply 32 to the inverter 14b. A second switch 34a mounted on a second supply line 34 for supplying to the second supply line 34 to be opened and closed by the controller 31 and a third supplying electricity output from the converter 14a to the fuel cell 10. A third switch 35a attached to the supply line 35 and opened and closed by the controller 31 is provided.

상기와 같이 구성된 연료전지를 이용한 자가발전 시스템은 상용전원공급기(32)에서 상기 연료전지(10)의 초기구동 및 부하출력변경 시에 필요한 전력을 추가 공급함으로써, 자가 발전 시스템의 에너지 효율을 높이는 것으로써, 이때 상기 연료전지(10)에 공급되는 전기는 교류전원이다.The self-power generation system using the fuel cell configured as described above is to increase the energy efficiency of the self-power generation system by supplying additional power required for the initial driving and load output of the fuel cell 10 in the commercial power supply (32). In this case, the electricity supplied to the fuel cell 10 is AC power.

마찬가지로 본 발명의 또 다른 실시예는 도 4에 도시한 바와 같이 상기 상용전원공급기(32)의 전기를 상기 연료전지(10)에 공급하는 제1공급선에 제2컨버터(37)를 추가로 장착하고, 그 외의 구성을 도 3에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 블록 다이어그램과 동일하며, 이는 상기 연료전지(10) 내부의 시스템이 직류전원을 이용한 기기들로 구성될 시, 상기 상용전원공급기(32)에서 공급되는 교류전원을 직류전원으로 변환하여 공급하는 것이다.Likewise, another embodiment of the present invention further includes a second converter 37 mounted on a first supply line for supplying electricity of the commercial power supply 32 to the fuel cell 10, as shown in FIG. The other configuration is the same as the block diagram showing another embodiment of the present invention shown in FIG. 3, which means that when the system inside the fuel cell 10 is composed of devices using DC power, The AC power supplied from the power supply 32 is converted into DC power and supplied.

이와 같이 본 발명에 의한 자가 발전 시스템은 연료전지에서 발생된 전기를 충전하여 전원을 공급하는 충전기 및 상용전원공급기 등을 장착하여 상기 연료전지의 초기구동 및 부하변동 시, 상기 연료전지의 가동에 필요한 전력을 공급하여 신속하게 대응함으로써, 자가 발전 시스템의 에너지 효율을 높일 수 있도록 한 것이다.As described above, the self-power generation system according to the present invention is equipped with a charger and a commercial power supply for supplying power by charging electricity generated from a fuel cell, and are required for operation of the fuel cell during initial driving and load change of the fuel cell. By responding quickly by supplying power, the energy efficiency of self-generating systems can be increased.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 자가 발전 시스템은 연료전지의 초기 구동 및 부하출력이 변동될 시, 자가 발전 시스템에 장착된 가동전력공급부에서 상기 연료전지의 구동에 필요한 전력을 공급함으로써, 신속하게 가동되어 자가 발전 시스템의 에너지 효율을 높이는 효과가 있다.As described above, when the initial driving and load output of the fuel cell are changed, the self-generating system according to the present invention operates rapidly by supplying power required for driving the fuel cell from the movable power supply unit mounted on the self-generating system. It is effective in increasing the energy efficiency of the self-generating system.

Claims (5)

공급되는 연료로부터 수소를 생성하며 내부에 버너가 장착된 개질기와,A reformer having a burner mounted therein to generate hydrogen from the supplied fuel, 전해질막을 사이에 두고 양쪽에 각각 연료극과 공기극이 배치됨과 아울러 그 중 연료극에는 상기 개질기에서 발생된 수소 또는 수소를 함유한 연료가 공급되는 반면 공기극에는 산소 또는 산소를 함유한 산화제가 공급되어 수소와 산소의 전기 화학적 반응에 의해 전기와 열을 발생시키는 스택이 구비되어 구성된 연료전지를 이용한 자가 발전 시스템에 있어서,A fuel electrode and an air electrode are disposed on both sides with an electrolyte membrane interposed therebetween, and a fuel electrode containing hydrogen or hydrogen generated from the reformer is supplied to the fuel electrode, while an oxygen or oxygen-containing oxidant is supplied to the cathode. In a self-powered system using a fuel cell comprising a stack for generating electricity and heat by the electrochemical reaction of 상기 연료전지에는 상기 연료전지의 초기 구동 및 부하출력이 변동 시, 상기 연료전지의 구동에 필요한 전력을 공급하는 가동전력공급부와, 상기 가동전력공급부의 작동을 제어하는 컨트롤러가 가 구비되어 구성되는 것을 특징으로 하는 자가 발전 시스템.The fuel cell includes a movable power supply unit for supplying electric power for driving the fuel cell when the initial driving and load output of the fuel cell change, and a controller for controlling the operation of the movable power supply unit. The self-generation system characterized by the above. 제 1항에 있어서, 상기 가동전력공급부는 상기 스택에서 생성된 전기를 승압하는 컨버터에서 전기를 공급받아 충전되고, 충전된 전기를 상기 연료전지에 공급하여 초기 구동 및 부하출력 변동 시, 상기 연료전지를 가동하는 충전기가 장착되어 구성되는 것을 특징으로 하는 자가 발전 시스템.The fuel cell of claim 1, wherein the movable power supply unit is charged by receiving electricity from a converter that boosts electricity generated in the stack, and supplies the charged electricity to the fuel cell to change the initial driving and load output. Self-generating system, characterized in that the charger is configured to operate. 제 2항에 있어서, 상기 충전기는 상기 컨버터에서 공급받은 전기를 가정용 전원으로 변환하는 인버터에 공급되어 사용되는 것을 특징으로 하는 자가 발전 시스템.The self-powering system of claim 2, wherein the charger is supplied to an inverter for converting electricity supplied from the converter into household power. 제 1항에 있어서, 상기 가동전력공급부는 상기 연료전지의 초기 구동 및 부하출력 변동 시, 신속하게 가동되도록 전기를 추가 공급하는 상용전원공급기가 구비되어 구성되는 것을 특징으로 하는 자가 발전 시스템.The self-generating power system of claim 1, wherein the movable power supply unit is provided with a commercial power supply for supplying electricity so that the fuel cell is quickly operated when the fuel cell is initially driven and the load output is changed. 제 4항에 있어서, 상기 가동전력공급부는 상기 연료전지에 교류전원을 공급하거나, 직류전원으로 변환하여 공급하는 것을 특징으로 하는 자가 발전 시스템.The self-powered system of claim 4, wherein the movable power supply unit supplies AC power to the fuel cell or converts the DC power into DC power.
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