전기설비기술기준›분산형전원설비

연료전지설비 기준 (공사)

Fuel Cell Installation Standards

연료전지 = 수소 + 산소 → 전기 + 물

⚡ 연료전지의 핵심 원리

①화학에너지를 전기로 직접 변환 (연소 없음, 카르노 한계 無)

②수소(연료극) + 산소(공기극) → 전기 + 물 + 열

③발전 효율 40~60%, 열병합(CHP) 시 80~90%

시스템 구성과 종류

연료전지 발전 시스템 흐름 — 연료→개질기→스택→인버터→계통

연료전지 3종 비교 — PEMFC/SOFC/MCFC

📊연료전지 3종 비교

항목	PEMFC	SOFC	MCFC
정식 명칭	고분자전해질	고체산화물	용융탄산염
운전 온도	60~80°C	600~1000°C	600~700°C
연료	수소 직접	천연가스	천연가스
효율	40~50%	50~60%	45~55%
기동 시간	빠름	느림	느림
용도	가정·수소차	발전소·빌딩	대규모 발전

설치 핵심 기준

연료전지 설치 안전 기준

📋설치 안전 기준

수소 검지기

수소 폭발범위 4~75%

LEL 25% 경보, 50% 차단

환기

밀폐 공간 설치 금지, 검지기 연동

시간당 5회↑

이격거리

가연물·위험물로부터 안전거리

건축물 3m↑ / 경계 1m↑

접지

DC 출력(200~400V) 지락 감전 방지

A종 (10Ω↓)

절연감시

절연감시장치 필수

열병합과 안전 시스템

🔥 열병합 발전(CHP)

①연료전지 발전 시 40~60% 열 발생 → 회수하여 난방·온수

②열병합 효율: 전기 + 열 = 80~90%

③SOFC/MCFC: 고온 폐열 → 스팀터빈 추가 가능 (복합발전)

④건물 지하·옥상에 설치 → 분산발전 + 열공급 동시

비상 안전장치

가스차단밸브 + 비상정지 + 소화설비

수소 누출 감지 → 자동 가스차단 → 환기팬 가동

시험 포인트 총정리

수소 폭발범위

4~75% (매우 넓음)

검지 25%LEL 경보

열병합 효율

전기+열 = 80~90%

CHP 시스템

🎯 시험 포인트

①PEMFC(저온)/SOFC(고온)/MCFC(중고온) 비교 — 온도·연료·용도

②수소 폭발범위 4~75% → 검지기 LEL 25% 경보, 50% 차단

③열병합(CHP): 전기+열 80~90% 종합효율

④접지: A종(10Ω↓) + 절연감시, 환기: 시간당 5회↑

⑤이격거리: 건축물 3m↑, 가연물로부터 안전거리 확보

📝 대표 기출문제

①[기출유형] 연료전지 3종의 명칭과 운전 온도를 쓰시오. (답: PEMFC 60~80°C, SOFC 600~1000°C, MCFC 600~700°C)

②[기출유형] 수소 폭발범위와 검지기 경보·차단 기준을 쓰시오. (답: 4~75%, LEL 25% 경보, 50% 차단)

③[기출유형] 열병합(CHP) 시 종합효율을 쓰시오. (답: 전기+열 80~90%)