Abstract
In this study, the operational characteristics of the 7.48 MW fuel cell power plant consisting of 17 units of 440 kW Phosphoric Acid Fuel Cell (PAFC) in operation since its commercial operation in December 2017 were explained and the heat recovery process of the plat using Organic Rankine Cycle (ORC)was simulated. The fuel cell system performance improvement and economic assessment were analyzed by calculating the amount of heat recovery and electric power available when connecting a 125 kW XLT Model ORC for hot water heat sources with 105℃, 40.8 t/h. The result of the study shows that integrating the 125 kW ORC to PAFC power plant would improve generating efficiency by about 0.6% through annually 851,472 kWh of electricity produced by ORC, and fuel cell and ORC integrated systems were calculated to have a 0.35% higher Internal Return Ratio and more Net Present Value of 1,249 million KRW than not installing ORC despite installation costs.
본 연구에서는 "D"사의 440 kW 인산형 연료전지 17대로 구성된 7.48 MW급 연료전지 발전소를 대상으로 운전 특성에 대하여 알아보고, 유기랭킨사이클을 이용한 연료전지 발전소 열 회수 공정을 모델링하였다. 온도 105℃, 유량 40.8 t/h의 온수 조건에서 상용화된 125 kW급 유기랭킨사이클을 적용 시 회수 가능한 전기출력을 산출하여 설치 전·후의 연료전지 시스템 성능과 사업경제성에 대하여 비교 분석하였다. 연구결과 유기랭킨사이클을 연계 시 연간 851,472 kWh의 전력을 연료전지 소내 전원으로 사용함으로써 유기랭킨사이클의 미사용 공정대비 발전효율이 약 0.6% 향상되는 것으로 검토되었으며, 내부수익률은 0.35%, 순현재가치는 약 1,249백만원이 각각 더 높게 산출되었다.