가정용 고체산화물 연료전지 열병합 시스템은 일본의 NEDO가 진행하는 고체산화물 연료전지 평가 프로젝트를 통해 시연된다. 이 프로젝트에 5개의 회사들(홋카이도 가스, 도쿄 가스, 도호 가스, 오사카 가스, 사이부 가스)이 참여하고 있다.
도요타사와 아이신사는 프로젝트의 ‘2009 시험 프로그램’을 위한 설비를 제공했다. 올해 모델들은 에너지 절감과 이산화탄소 저감에서 기존의 시험 프로그램이 가지고 있던 기술적 개발 문제들을 극복했다.
양사는 낮은 출력 기간(일부 전환 효율)에 전력 생산 설비의 부하 효율을 더욱 향상시켰으며 온수 탱크 용량을 확대했다. 이를 통해 더욱 효율적인 폐열 사용이 가능하게 됐다. 또한 설비의 견고성과 쉬운 유지보수도 제품의 시장성을 높이기 위해 향상시켰다.
프로젝트를 위해 새로운 모델들을 제공함에 따라 도요타사와 에이신사는 가정용 고체산화물 연료전지 열병합 시스템들의 개발을 가속하고 올 상반기 내 개발을 완료하기를 희망했다. 더 높은 저부하 효율은 전지 스택들과 연료 개질기들로 구성된 고체산화물 연료전지 모듈의 향상된 단열 효과를 통해 달성된다. 또한 온수 탱크 용량 증가에 따른 폐열의 이용 증가도 큰 도움이 된다.
모듈을 둘러싼 단열 물질은 방사열 손실을 저감시키기 위해 증가돼 왔으며 모듈 내의 온도 분포도 최적화됐다. 따라서 저부하 효율이 향상됐고 발전량이 목표치보다 낮을 때의 전력 생산 효율이 지난해 모델보다 높다.
온수 저장 탱크의 깊이는 10mm까지 증가돼 온수 저장 용량이 70리터에서 90리터로 증가했으며 폐열도 보다 효율적으로 사용 가능하게 됐다. 그 결과 더욱 높은 전력 생산 효율이 전력 수요와 상관없이 유지되고 비용과 이산화탄소 배출량이 저감된다.
이외에도 연료전지 스택내의 전지들 사이에 위치한 금속 전류 수집 물질에 코팅된 물질이 개량됐으며 모듈의 온도 분포는 최적화됐고 견고성은 향상됐다. 부취제(Odorant)로서 천연가스에 첨가된 탈황제의 총량이 증가되고 있어 향후 10년 동안 탈황 설비의 유지보수를 필요치 않게 만든다. 덧붙여 탈황제의 온도 관리는 가스 내에 포함돼 있는 증기로부터 발생하는 열화(deterioration)을 방지한다.
이에 따라 절약되는 에너지량이 기존 보일러에서 잠열 회수 보일러로 교체됨에 따라서 증가하고 있다. 기존 보일러는 배가스 내의 응축수로부터 열을 회수하지 못한다. 새로운 설비들은 700와트의 전력을 생산하며 적어도 45%의 전력 생산 효율을 가진다.
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