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KIC News, Volume 14, No. 2, 2011 1
건물용 연료전지시스템의 안전
이 정 운†⋅김 영 규
한국가스안전공사 가스안전연구원
Stationary Fuel Cell System Safety
Jung Woon Lee†
and Young Gyu Kim
Institute of Gas Safety R&D, Korea Gas Safety Corporation
Abstract: 안전이란 위험 원인이 없는 상태 또는 위험 원인이 있더라도 인간이 위해를 받는 일이 없도록 대책이 세워
져 있고, 그런 사실이 확인된 상태를 의미한다. 단지, 재해나 사고가 발생하지 않고 있는 상태를 안전이라고는 할 수
없으며, 잠재 위험의 예측을 기초로 한 대책이 수립되어 있어야만 안전이라고 할 수 있다. 그동안 수소․연료전지
분야의 기술개발 연구와 보급에 막대한 비용을 집중적으로 투자하여 왔으나, 그 반면에 안전기술에 대한 연구 투자는
상대적으로 저조하여 제품상용화를 위한 상호 연계성이 제한적인 실정이다. 기술개발, 안전, 교육․홍보 등의 각 요소
가 상호연계 될 때 연료전지에 대한 국민의 수용성을 높여주어 연료전지의 보급 및 산업화가 촉진될 것이다. 이러한
시점에서 여러 신재생에너지원 중 에너지 지속성이 가장 우수한 연료전지의 빠른 기술개발 속도에 발맞추어 건물용
연료전지시스템의 안전에 대한 필요성과 대책이 요구되어진다. 본고에서는 국내 건물용 연료전지시스템의 안전에 대
한 필요성 및 국내 안전기술 개발현황에 대하여 기술하고자 한다.
Keywords: safety, stationary fuel cell system, PEMFC (polymer electrolyte membrane fuel cell), BOP (balance of
plant), code & standard, test method
1. 서 론
1)
2011년 3월 11일 오후 2시 46분경 일본 동북부
지역을 강타한 규모 9.0의 대지진과 쓰나미가 발
생하면서 수많은 인명의 피해가 발생되었고, 주변
의 원자력발전소의 연쇄폭발에 의한 방사능 누출
에 대한 국민적인 불안이 날로 증대되고 있는 실
정이다. 미래의 에너지원을 책임질 대체에너지인
건물용 연료전지시스템은 과연 안전한가? 안전에
대한 해답은 국민의 안전을 위해 지속적인 안전대
책을 세우는 일이고, 안전을 위해서는 항상 최악
의 상황을 가정해 대비책을 마련해야 한다.
최근 이명박 대통령은 라디오 연설에서 일본 대
지진 사태와 이로 인한 원자력발전소 사고를 언급
하면서, “인간의 편리와 안전을 위한 과학기술이
†주저자 (E-mail: [email protected])
오히려 인간의 안전을 위협할 수도 있는 현실을
가리켜 ‘위험사회’라고 말하기도 한다”면서 “이를
극복하고 국민의 안전을 지키는 일이야말로 국가
가 해야 할 기본이라는 것을 절감하고 있다”고 말
했다. 급속도로 경제 및 과학기술이 발전하고 있
는 지금, 우리에게 안전은 선택이 아닌 필수이다.
1980년대까지만 해도 화력발전은 설비용량이
커질수록 전력생산단가가 낮아져 대규모 화력발
전에 비해 소규모 발전은 경제성이 월등히 떨어졌
기 때문에, 전력산업 ‘규모의 경제’ 원리에 충실한
산업이었다. 그러나, 가스터빈, 연료전지 등과 같
이 소규모이면서도 기술집약적인 고효율 발전기
술의 발전으로 인해 소규모 자가발전의 경제성 확
보가 가능해졌고, 민간자본의 참여가 이전보다 훨
씬 용이해지게 되어 결과적으로 기존의 중앙집중
형 발전에서 분산전원으로의 에너지 패러다임 전
환이 가능하게 되었다. 송배전 설비의 절감, 짧은
기획특집: 건물용 연료전지 발전
기획특집: 건물용 연료전지 발전
2 공업화학 전망, 제14권 제2호, 2011
Figure 1. 미래의 안전한 연료전지 도시.
건설기간, 첨두부하에 대한 높은 안정성 등의 장
점을 가진 분산전원 중 가장 에너지 지속성이 높
은 연료전지에 대한 국민적인 기대는 매우 높은
실정이다. 특히, 건물용 연료전지는 밀집화된 도시
형 주택단지, 아파트, 산업단지 등에 설치가 적합
하고, 필요한 에너지를 적은 면적에서 효과적으로
공급할 수 있는 최적의 분산전원시스템으로 기대
된다[1,2].
사용처에 따른 여러 연료전지시스템 중 건물용
연료전지는 다른 용도의 연료전지에 비하여 가장
상업화가 앞설 것으로 예상하고 있다. 특히, 1 kW
급 가정용 연료전지시스템은 모니터링 단계를 거
쳐 2010년부터 시범보급 사업이 이루어지고 있다.
2012년 가정용 연료전지시스템의 시범보급 사업
이 종료되고, 본격적으로 보급이 예상되는 2013년
부터는 건물용 연료전지시스템이 일반 가정에 보
일러를 대체하여 열뿐만 아니라 전기까지 동시에
발생시켜 에너지이용률을 80% 이상 높여주는 열
병합발전시스템으로 대중화될 것으로 예상된다.
최근까지 건물용 연료전지시스템 기술개발은 1
kW급 가정용 연료전지시스템을 중심으로 개발이
이루어져 왔고, 지속적인 수요처 확대를 위한 개
념으로 가정용(1~3 kW)과 상업용(5~10 kW) 연
료전지시스템을 총칭하여 ‘건물용 연료전지시스
템’으로 불리고 있다. 특히 건물용 연료전지시스
템의 경우 소비자가 쉽게 사용할 수 있도록 운전
및 보수가 쉽고 안전성이 우수한 장점을 가지고
있다.
하지만, 연료전지와 밀접한 관련이 있는 보일러
의 경우, 최근 5년간(2005~2009) 가스보일러 CO
중독사고가 29건이 발생해 13명이 사망하고 67명
이 부상을 당하는 피해를 입었다. 국내 난방문화
를 선도하며 50년의 역사를 가지고 기술개발 성숙
기 단계에 있는 보일러 시장의 경우도 아직 안전
문제가 이슈화 되고 있는 실정이여서, 이제 도입
기 단계에 있는 연료전지의 경우 도입 초기부터의
안전성 확보는 무엇보다도 중요한 사항으로 여겨
진다.
연료전지는 수용처에 따라 휴대용, 수송용, 건
물용 및 발전용 등 다양한 용도로 적용되어지고
있으나, 본고에서는 국내 건물용 연료전지시스템
의 안전에 대한 필요성 및 국내 안전기술 개발현
황을 중심으로 소개하고자 한다.
2. 건물용 연료전지시스템 안전
휴대용, 수송용 및 발전용 연료전지에 비하여
가장 빨리 상업화가 이루어질 것으로 예상되는 국
내 건물용 연료전지 분야의 주요 회사는 가정용
연료전지 모니터링사업을 거쳐 시범보급 단계까
지 참여하고 있는 GS퓨얼셀, 퓨얼셀파워, 효성이
있고, LS산전, 삼성종합기술원 등에서 시스템 기
술개발이 한창 진행되어지고 있다(Figure 2). 건물
용 연료전지의 조기 상업화를 위해 각 업체에서는
시스템의 크기를 줄이고, 블로워, 밸브 및 펌프 등
의 보조기기의 국산화 등의 가격저감을 위한 기술
개발이 한창이다. 전문가들은 시스템 가격이 5백
만원 이하가 되는 시점을 상용화단계로 예상하고
있지만, 상용화에 대비하여 연료전지시스템의 안
전기준을 통한 제품의 안전 가이드라인을 제시하
고, 안전성 평가기술 확보를 통한 연료전지 안전
에 대한 국민의 수용성을 높이는 것 또한 중요한
요소가 될 것이다. 안전성 평가기술은 시스템의
운전특성 등 안전성 데이터 취득뿐만 아니라 국민
의 안전을 위한 사회적 수용성을 향상시키는 측면
건물용 연료전지시스템의 안전
KIC News, Volume 14, No. 2, 2011 3
GS Fuel Cell Fuel Cell Power 효성
Figure 2. 국내 가정용 연료전지 개발제품.
에서 매우 중요하고, 연료전지의 상업화를 위해서
는 단순히 제품의 저가격화, 신뢰성 향상 및 설치
인프라의 확충에 못지않게 안전성능평가 및 기준
등의 규제의 틀 안에서 시스템의 안전성이 보장되
어야 한다.
연료전지시스템 안전에 관한 국외 안전기준은
국제 규격인 IEC 62282-3-1 ‘Stationary Fuel Cell
Systems-Safety’를 준용하여 유럽은 EN 62282-3-1,
일본은 JIS C 62282-3-1 및 국내는 KS C IEC
62282-3-1의 기준에 적용하고 있거나, 적용할 예
정에 있다. IEC 62282-3-1 국제 규격에는 재료, 배
관, 전기안전, 전자파적합성, 밸브, 단열 및 설비
등에 관한 ‘안전 요구조건 및 보호장치’에 대한 안
전기준과 누출시험, 정상작동형식시험, 전기과부
하시험, 정지조건, 버너작동특성시험, 배기가스온
도시험, CO배출 및 유풍/살수시험 등에 관한 ‘형
식시험’에 대한 내용을 포함하고 있다[3].
국내의 경우 2008년부터 한국가스안전공사(KGS)
의 제품검사 기준인 ‘가스용 연료전지 제조의 시
설․기술․검사 기준(KGS AB934)’을 적용한 건
물용 연료전지시스템의 설계단계검사와 부품인증
기준인 ‘연료전지 전력변환장치 성능인증기준’으
로 전력변환장치의 안전성능 검증을 통해 연료전
지 안전성 확보를 위해 노력하고 있다. 또한 에너
지관리공단의 ‘신재생에너지 설비인증심사(고분
자연료전지시스템)’제도가 실행되어, 연료전지시
스템의 검사 및 인증제도를 통해 건물용 연료전지
Figure 3. 건물용 연료전지시스템 안전기준.
분야의 조기 산업화를 촉진시키고 있다[4,5].
KGS AB934 안전기준을 살펴보면, 구조, 재료
등 연료전지시스템의 위험요소 분석 등을 통하여
기본적인 연료전지시스템의 안전성을 확인하고,
연료전지시스템의 안전성능평가를 위해 제품성능,
작동성능 및 계통연계성능 등의 시험을 통하여 제
조업체 시스템의 설계방향 설정 및 신뢰성을 높이
는 데 중요한 역할을 하고 있다. 특히, 건물용 연
료전지시스템의 안전성과 편리성을 확보하기 위
하여 다음과 같은 항목의 안전검사를 통하여 연료
전지의 안전성능을 확인한다(Figure 3).
․제품성능 안전성평가:기밀, 절연저항, 절연내
력, 살수성능 등
․작동성능 안전성평가:전기점화, 가스소비량,
온도상승, 연소상태, 발전부 안정, 보조보일러
안정, 보조온수기 안정, 직류지락, 안전장치, 정
전, 유풍, 버너컨트롤시스템 안전, 절연성능 등
․계통연계성능 안전성평가 : 정상특성, 보호기능,
과도응답특성, 외부사고, 전자파적합성능 등
이와 같이 매년 업그레이드되어 제작된 1 kW급
연료전지시스템에 대한 안전성능 평가 및 안전검
사를 통해 안전기준을 개선하여 법제화하고 있다.
주요 개정사항으로는 연료전지에 의한 계통의 전
압변동 및 플리커 발생을 제한하기 위하여 ‘전압
변동 및 플리커 시험’ 항목을 추가하였고, ‘버너컨
트롤시스템 안전성능 시험’ 항목을 국제표준에 대
응할 수 있도록 시험조건 및 판단기준에 대하여
EN298 규격을 준용하였다[6]. 또한, 국내 전원공
급 환경을 반영하여 출력전기 방식의 표준화를 통
기획특집: 건물용 연료전지 발전
4 공업화학 전망, 제14권 제2호, 2011
Figure 4. 분산전원계통연계 평가장치.
Figure 5. 5 kW급 건물용 연료전지시스템.
하여 기존 단상 3선식을 제외하고 삼상 4선식을
추가하였다. 이와 같이 지속적이고 선도적인 안전
기준의 개정을 통한 건물용 연료전지의 안전성을
확보하기 위하여 노력하고 있다. 작년부터는 1
kW급 연료전지시스템의 안전성평가에 국한하지
않고, 연료전지시스템의 빠른 기술개발 속도에 미
리 대응하기 위하여 단상 및 삼상전원 수용처인
편의점 및 상가 등에 설치될 상업용 5 kW급 연료
전지시스템의 안전성능 평가기반을 구축하여 안
전성능평가를 수행하고 있다(Figures 4, 5). 제조
업체에 안전성능 평가결과를 피드백하여, 시스템
개발방향을 제시하고 건물용 연료전지시스템의
다양한 수용처에 대한 사업 확장에 도움을 주고자
한다.
향후, 고온고분자연료전지(High-PEMFC) 및 고
체산화물연료전지(SOFC) 등의 신기술 시스템에
대한 안전기준 개발을 통해 다양한 형태 및 수용
처에 대한 건물용 연료전지시스템의 안전기술 선
도를 통한 국내 연료전지 산업의 조기 활성화를
도모할 예정이다.
3. 건물용 연료전지시스템 부품의 안전
건물용 연료전지시스템의 국산화 비율은 지속
적으로 높아지고 있으나, 현재 블로워, 밸브 및 펌
프 등의 부품은 전량 수입에 의존하고 있는 실정
이다. 이러한 부품들은 건물용 연료전지시스템의
성능 유지 및 효율증가에 매우 중요한 요소로 국
산화기술 확보를 통해 시스템 가격절감이 가능하
며, 건물용 연료전지 설계 및 양산을 위한 기본 인
프라 구축이 가능하다.
국내에서는 2009년도부터 정부지원으로 ‘그린
홈 보급확대를 위한 건물용 연료전지 보조기기 가
격저감 기술개발’ 과제를 통하여 블로워, 밸브, 펌
프 및 전력변환장치에 대한 국내 부품개발이 이루
어지고 있는 점은 무척 고무적인 상황이다. 연료
전지시스템의 안전은 개별 부품의 안전성 입증을
통해서 이루어지기 때문에, 부품의 안전기준 개발
및 안전성능 평가는 필수불가결하다. 국내 부품
안전기준은 현재 전력변환장치 안전기준이 연료
전지시스템 안전기준과 동시에 시행되고 있다. 전
력변환장치는 시스템의 단독운전에 사용되기도
하지만, 전력망 인프라가 우수한 국내의 경우 계
통연계형 전력변환장치가 시스템에 적용되어진다.
연료전지시스템이 계통에 연계되어지기 때문에
가정용 연료전지시스템의 경우 변환장치의 적은
용량이지만 분산전원으로서 수많은 시스템이 계
통에 연계되어질 경우 각각 시스템의 전력품질이
계통에 영향을 미치게 되므로 전력품질 뿐만 아니
라, 여러 안전장치가 요구되어진다. Figure 6과 행
되고건물용 연료전지시스템 전력변환장치의 안전
기준에는 정상특성성능, 보호기능성능, 과도응답
특성성능, 외부사고성능, 내전기환경성능 및 전자
파적합성능 등의 안전성능평가방법이 있다.
전력변환장치의 안전성평가 시험항목으로서,
Figure 7의 (a) 출력 과/부족전압 보호기능시험은
건물용 연료전지시스템의 안전
KIC News, Volume 14, No. 2, 2011 5
Figure 6. 건물용 연료전지시스템 전력변환장치 안전기준.
연료전지를 정격 전압, 정격 주파수 및 정격 출력
으로 운전한 상태에서 모의 계통전원을 조정하여
보호등급 범위(출력 과전압 : 공칭전압의 110~
111%, 출력 부족전압 : 공칭전압의 88~87%) 안
에서 안전하게 정지하여야 한다. 시험결과는 출력
부족전압 차단시간이 0.139 s (판정기준 : 0.16 s
이내)로 적합판정을 받았고, 그 외 출력 과/부족전
압 보호등급시험은 보호범위를 벗어났고, 출력 과
전압 차단시간도 0.175 s로 판정기준을 벗어났다.
보호기능 성능시험 평가결과에 따른 부적합 판정
항목을 제조사에 피드백하여 전력변환장치의 보
호기능성능에 대한 안전성 및 신뢰성 향상을 도모
하도록 하였다. Figure 7의 (b) 계통전압 왜형률
내량시험은 계통의 선로 임피던스를 실제 선로와
유사하게 설정한 후 연료전지를 정격 전압, 정격
주파수 및 정격 출력으로 운전한 상태에서 전압의
왜형률이 약 5% 되도록 기본파 전압에 중첩시켰
을 때 연료전지는 안정하게 운전해야 하며, 역률
은 0.95 이상이어야 한다. 시험결과는 안정적인 운
전을 하면서 역률이 0.995 이상의 값을 나타냈다.
과도응답특성 성능시험의 안전성평가 결과를 제
조업체와 공유하여 제품의 안전성 및 전력품질의
신뢰성을 높이고자 하였다.
또한, 2009년도부터 ‘그린홈 보급확대를 위한
건물용 연료전지 보조기기 가격저감 기술개발’ 과
제에 참여하여 블로워 및 밸브류에 대한 부품 인
증 안전기준을 마련하고 있다. 블로워의 안전성능
평가(정압, 전압, 동압, 회전수, 소비전력, 효율, 축
동력, 기밀 및 내구성시험 등) 및 밸브의 안전성능
평가(압력, 온도, 통과유량, 소비전력, 기밀 및 내
(a)
(b)
Figure 7. 건물용 연료전지시스템 전력변환장치 안전성평
가: (a) 출력 과/부족전압 보호기능시험, (b) 계통전압 왜형
률 내량시험.
Figure 8. 블로워 안전성능 평가장치.
구성 시험 등)를 통한 시험항목 검토 및 평가방법
개선을 통하여 블로워 및 밸브에 대한 부품인증
기준을 마련하여 2012년에 법제화할 예정이다
기획특집: 건물용 연료전지 발전
6 공업화학 전망, 제14권 제2호, 2011
(a) (b)
Figure 9. (a) 동탄 대우푸르지오 전경, (b) 여러 신재생에너지원과 연결된 연료전지시스템.
(Figure 8). 국내․외 안전기준을 검토하고 실증시
험을 통하여 특히, 내구성 및 기밀시험 등의 안전
에 밀접한 시험항목에 대한 철저한 기준 개발을
통해 부품의 안전성 및 신뢰성을 높이고자 한다.
부품 인증시험 항목은 계속 추가될 예정이고,
블로워 및 밸브 이외에 점화장치, 가버너, 공기감
시장치, 스택 등의 부품인증 기준의 확립 후 단계
적으로 법제화될 예정이다. 부품의 인증기준이 법
제화 될 경우 연료전지시스템의 안전성향상을 도
모하여, 국제표준에 대응 및 연료전지 부품의 산
업화를 앞당기는데 매개체가 되기를 바란다.
4. 건물용 연료전지 설치 안전
연료전지시스템의 안전성능도 중요하지만, 연
료전지의 실제 보급에 있어서 다양한 형태의 수요
처에 안전설치 가능한 설치기준은 현 시점에서 제
조업체에서 가장 중요한 요소로 부각되고 있다.
가스 및 전기관련 안전성 검토 이외에 화재, 배관,
인접건물 등 여러 주위환경 요건들을 고려한 안전
기준의 검토 및 실증시험을 거쳐 안전성 확보가
이루어져야 한다.
미국과 유럽의 경우 5 kW급 연료전지시스템이
주로 실외에 설치되어 운전되는데 비하여, 도시가
스 인프라가 우수한 국내 및 일본의 경우 1 kW or
700 W급의 연료전지가 실내 및 실외에 설치되어
진다. 일본과 우리나라의 경우 도시가스 인프라
환경은 비슷하나, 가정용 연료전지시스템의 설치
환경은 상이한 상황이다. 일본의 경우 단독주택
위주의 실외설치가 주로 이루어지지만, 국내의 경
우 아파트를 중심으로 실내에 설치되는 경우가 많
다. 이와 같이 연료전지시스템의 설치 환경이 실
내의 경우에는 아파트 베란다, 복도, 창고 및 지하
실 등 다양한 환경에 안전설치가 되어져야 한다.
연료전시 시범보급을 통해 다양한 사이트에 연
료전지시스템이 설치되면서, 제조사가 생각하지
못했던 애로사항들이 발생되고 있다. 타운하우스
형태로 이루어진 대단지 주택인 동탄 대우푸르지
오(57평형)의 경우 연료전지뿐만 아니라 지열, 태
양열 등의 복합발전시스템으로 이루어져 있다. 에
너지 소비량 총합을 제로로 만들기 위하여 냉난
방, 조명, 급탕, 취사 등에 쓰일 에너지 가운데 40%
는 외부로 유출되지 않도록 하고, 60%는 연료전
지, 지열, 태양광, 태양열 등의 신재생에너지원을
복합적으로 적용하여 ‘제로하우스’에 도전한다
(Figure 9). 이와 같이 연료전지시스템의 설치가
연료전지시스템의 단독 계통연계 운전이 아닌 여
러 신재생에너지원과의 결합에 의해 연료전지의
설치방법도 복잡해지고 있는 실정이다. 각기 다른
에너지원 상호간의 간섭 및 보완 문제 등 연료전
건물용 연료전지시스템의 안전
KIC News, Volume 14, No. 2, 2011 7
Figure 10. 불광동 힐스테이트 설치.
배기구 부식 이음부 부식 배관 설치
주위환경의 영향 설치시 고정
Figure 11. 1 kW급 건물용 연료전지시스템 실외설치 현황.
지시스템 및 신재생에너지원의 안전설치 기준마
련이 시급한 실정이다.
불광동 힐스테이트(45평형) 아파트의 베란다에
설치된 연료전지시스템의 경우도 많은 설치 애로
사항을 가지고 있다. 같은 평형의 아파트의 경우
도 동마다 가스 및 수도라인 배치가 상이하고, 최
소공간에 최적의 설치가 중요한데 흡기 및 배기구
의 확보하기 위하여 추가적인 벽․천정 공사를 해
야 할 경우 소비자의 불만이 높다고 한다(Figure
10).
신재생에너지센터의 연료전지설비 시공기준에
는 실내에 설치할 경우 환풍기 및 가스누설경보기
를 설치해야 한다. 하지만 기존에 건립된 아파트
일 경우 설치에 많은 어려움이 있고, 대부분의 아
파트가 전용 연료전지실이 아닌 베란다에 설치되
는데다 안전관리자가 상주하지 않기 때문에 안전
관리 측면에서 어려운 점이 많은 실정이다.
연료전지시스템의 설치안전성을 확인하기 위해,
의정부에 위치한 경기도 제2청사와 생활관에 설치
된 연료전지시스템의 설치현황을 조사한 결과, 연
기획특집: 건물용 연료전지 발전
8 공업화학 전망, 제14권 제2호, 2011
안전보호대 설치 이격거리
Figure 12. 1 kW급 건물용 연료전지시스템 안전설치.
료전지시스템의 장기운전 시 발생할 수 있는 여러
애로사항이 발견되었다(Figure 11). 실외설치 시
외부환경의 변화에 의한 배기구 및 이음부의 부식
현상을 발견할 수 있었으며, 매설배관의 형태, 주
위의 환경에 의한 시스템 흡입구의 막힘 또는 배
기구의 이물질 쌓임 등 장기운전 시 안전 운전에
영향을 미치는 현상에 대한 설치 가이드라인의 마
련이 시급한 실정이다. 하지만 Figure 12와 같이
연료전지시스템의 보호를 위한 안전보호대 설치
및 시스템간의 안전 이격거리 설정은 연료전지 안
전설치의 모범사례를 보여준다.
앞에서와 같이 다양한 수요처 및 환경에 모두
적용가능 하도록 안전 설치기준의 개정이 요구되
어지고 있다. 현시점에서 단순한 문헌 및 기준 비
교만으로는 설치기준의 개선은 어려운 실정이고,
각각의 상황별 실증시험을 통해 설치기준의 재정
립이 필요한 시점이다. 2013년 연료전지 보급에
앞서 안전 설치가이드라인 제시를 통한 설치 안전
성 확보를 위해 노력할 것이다[7].
5. 맺음말
국내․외적으로 연료전지시스템의 빠른 기술개
발속도로 인하여 다양한 연료전지 형태 및 새로운
최신시스템이 하루가 다르게 쏟아지고 있으므로
시스템 및 설치 등에 대한 국가차원의 안전기준
최적화 작업이 시급한 실정이다. 한국가스안전공
사에서는 ‘1 kW급 건물용 연료전지시스템 블로워
및 밸브류의 안전성능 평가’ 연구를 통하여 연료
전지시스템의 보조기기인 블로워 및 밸브류와 같
은 부품의 안전성능 인증 기준을 마련함으로써 안
전성 확보뿐만 아니라, 국내 건물용 연료전지시스
템 제조업체의 부품 설계방향을 선도하고 부품의
신뢰성 향상을 위해 노력하고 있다. 또한 ‘기술자
립형 5 kW급 연료전지시스템의 안전성능 평가’
연구를 통하여 국내 최초로 5 kW급 연료전지시스
템의 안전성능 평가 및 현장적용 안전성평가를 수
행함으로써 좀더 다양한 수용처에 연료전지시스
템의 보급할 수 있도록 제품 안전기준 및 설치 안
전기준을 대상 시스템에 쉽게 적용시킬 수 있도록
평가기술을 개발하고 있다.
연료전지 안전에 대한 국내 R&D 비율은 매우
적은 실정이지만, 시스템 개발 및 실증과제에 참
여하여 평가기술 개발 및 안전기준 법제화를 통한
연료전지 산업화의 조기정착을 위해 안전에 대한
국민의 수용성을 지속적으로 높이고자 한다. 향후
연료전지 설치와 관련하여 복합배기통의 문제, 연
료전지 전용 배기통 설계 등 연료전지 설치에 대
한 문제를 해결하기 위해서는 산학연이 함께 연료
전지의 안전성 확보를 위하여 무단히 노력하여야
할 것이다.
2020년까지 신재생에너지주택(Green Home) 100
만호 보급 목표 중 연료전지가 10만호 설치될 예
정이다. 따라서 안전성이 확보되고 신뢰성이 높은
연료전지시스템이 각 가정에 보급될 수 있도록 제
품개발과 안전성 향상을 위한 기술개발이 이루어
져야 할 것이다.
참 고 문 헌
1. 조영화, “분산형 연료전지 발전시스템-온싸이트 발
전서비스 추진 전략”, KISTI (2004).
2. S. Obara, Arrangement plan for distributed fuel
cells installed in urban areas, Int. J. Energy Res.,
31, 1323 (2007).
3. IEC 62282-3-1:2007, Stationary Fuel Cell Systems
- Safety, International Electrotechnical Commis-
sion (2007).
4. KGS AB934:2011, 가스용 연료전지 제조의 시설․
기술․검사 기준, 한국가스안전공사 (2011).
5. KGS A410:2009, 연료전지 전력변환장치 성능인증
기준, 한국가스안전공사 (2009).
건물용 연료전지시스템의 안전
KIC News, Volume 14, No. 2, 2011 9
이 정 운
1997 서강대학교 화학공학과 석사
2004 서강대학교 화학공학과 박사
2004~2005 University College London
Post-Doc.
2007~현재 한국가스안전공사
가스안전연구원
책임연구원
김 영 규
1988 홍익대학교 기계공학과 학사
1990 홍익대학교 정밀기계공학과
석사
1996 홍익대학교 기계공학과 박사
2010~현재 전북대학교 겸임교수
1990~현재 한국가스안전공사
가스안전연구원
수석연구원
6. EN 298:2003, Automatic gas burner control
systems for gas burners and gas burning appliances
with or without fans, European Committee for
Standardization (2003).
7. KGS FU551-2011, 도시가스 사용시설의 시설․기
술․검사 기준, 한국가스안전공사 (2010).