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가정용 연료전지 발전기?

6 gklee 17 8,265 2017.08.04 22:51

패시브하우스 사례를 찾아보던중에 국내 지어진 가정집들중에서 연료전지 발전기를 갖춰 에너지 효율을 높인걸 발견했는데 자세한 설명이 없었습니다. 가정용 연료전지 발전기 라고만 검색해서는 정확한 제품종류나 제품군, 가격대와 에너지효율 등은 알수가 없던데 가정집에서 사용하기에 경제성이 어떨까요? 패시브하우스가 아닌 일반 아파트에서 누진세 압박에서 벗어날 수 있을까요? 

Comments

4 HVAC 2017.08.05 11:22
제 생각에는요... 사실 주변에 냉방 관련 영업을 하던 딜러분들중 재개발 신재생 때문에 이 연료전지 영업을 하는 분들이 있습니다. 국내법은 면적 어느정도 이상은 축열식, 신재생, 가스냉난방 중에 하나를 택하게끔 되어있고
에너지계획서상 신재생 비율이 있어 상업건물에는 영업을 하는 업체들이 있습니다.
법적 의무사용으로 신재생을 사용해야 하는 설계에선 종종 채택을 합니다.
그들의 주장은 어차피 많이 쓰지않을 거니 자리 많이 차지않는 연료전지를 쓰자고들 찾아옵니다.
일리는 있습니다. 난방의 몇 % 냉방의 몇%, 전기의 몇% 이렇게 에너지계획서에 점수를 배당하는데
신재생 의무 사용중 냉방, 난방은 지열로 대부분 처리합니다.
지열은 특성상 기계하나가 난방 냉방을 담당할 수 있으니깐요. 이걸 축열로 묶기도 하고요.
나머지는 전기분야인데 태양광, 연료전지가 사용가능한 옵션입니다.
연료전지 : 가격이 비싸고 가정용이 3kw 개발되었답니다. 비싼 만큼 지원도 큽니다.
사이즈가 태양광에 비해선 많이 적습니다.
그래서 지금 재개발 쪽에선 팔리고 있습니다.

말씀하신 가정용은 앞서 말씀대로 일단은 비싼 대신 지원도 많긴 합니다.

기술적인 한계점이 있는데 연료전지가 사이즈가 작다고는 하지만 단점이 냉각이 반드시 필요합니다.
지금의 냉각 방식은 공냉식과 수냉식 입니다. 수냉식은 60도 이상의 온수가 발생합니다.
말은 이 폐열을 쓸수 있다라고는 하지만 이 역시 중간 열교환기 펌프등 부수적인 설비와 설계가 필요합니다.
공냉식은 물론 실외에 좀 큰 실외기같은 쿨러 장치를 배관연결해서 설치됩니다.

사례는 건설사의 시범 하우스나 돈 들인 데모 건물들에 설치되어 있습니다. 서울시내 재개발 단지중에 몇이 곧 시공된다고는 하지만 가정용은 아직 듣진 못했습니다.
여기까지가 팩트입니다.
그들이 얘기하는 효율은 태양광 보단 월등하다고 합니다. 물론 이런 그늘은 잘 얘긴 않하지만요.

에너지 비용중 냉난방 특히 아파트라면 냉방 비용을 목적으로 한다면 한전 수요처에서 진행하는 축열 설비등도 있지만 이 역시도 몇가지 제약이 있습니다. 태양광을 아파트로는 물론 생각 해보셨겠지만 공간이 나오질 않겠죠..

죄송합니다. 명쾌한 답을 못드려서요. 하지만 이게 현재의 제약들인건 맞습니다.
사실 저도 고민했던 얘기들이거든요. 여름 이전엔 십만원 나오던 전기료가 20만원, 이번달은 30-35만원 예상됩니다.
1 패시브박 2017.08.05 13:46
현재 국가에서 연료전지 보조금을 지원하는 금액이 2275만원이라고 합니다.
1kW급 가정용 연료전지 가격이 3300만원 정도 하고요. 개인이 연료전지를 설치 할 경우 약
1000만원의 추가금이 발생됩니다. 경제성이 상당히 떨어지죠. 실험정신이 투철하고 경제적
여력이 된다면 설치해도 괜찮다고 생각되지만, 저같으면 배제할 것 같습니다.

에너지관리공단에서는 가정용 연료전지를 600kW 이상의 전력을 사용하는 가구에 권장하고
있습니다. 그만큼 경제성이 떨어진다는 얘기죠.

현재 전력단가로 600kW를 사용할 경우 월 13만6천원이 나오는데, 여름의 경우 급탕사용
요금을 약 5만원으로 본다면 월별 약 19만원을 절약하게 되는 것이네요. 난방에도 적용이
가능하지만 1kW대 가정용 연료전지의 폐열량이 1200kcal/h이기 때문에 급탕 가열량으로
사용하면 남는게 없겠습니다.

우리나라는 GS퓨어셀이나 두산퓨어셀에서 1kW대 가정용 연료전지를 보급하고 있는데,
GS퓨어셀은 사업을 접으려고 하는지, 아니면 성능이 형편 없어서 대놓고 광고하지 못하는
것인지 인터넷을 찾아봐도 제대로된 자료도 없네요.
두산퓨어셀의 경우 1kW대 연료전지의 전력 효율이 36%정도고 열 회수율이 약 50%이므로
겨울철에 연료전지를 사용할 경우 경제성이 올라갈 것으로 생각되지만, 여름에는 폐열 회수
요구량이 높지않아 경제성이 떨어질 것으로 생각됩니다.

일본의 경우는 파나소닉이나 도시바가 가정용 연료전지를 판매하였으나 도시바의 경우 사업성이
떨어져 얼마전에 가정용 연료전지 사업은 접었다고 합니다. 걔들도 정부 지원금이 있는데도
불구하고 접은 것을 보면 일반 가정에 적용하는 것에 한계성이 있던게 아니었나 판단됩니다.

국내에도 중소 주택단지에 소량 보급되어 운영중에 있는 곳이 있으나 실험적 성격이 강한
곳인 듯 합니다.
만약 더 구체적인 정보를 찾아보시려면 삼천리나 두산퓨어셀에 연락하시면 현황과 경제성 및
설치 지원에 대한 대답을 들어보실 수 있을 듯 합니다. 대당 3천만원이 넘는 고가의 장비라
영업사원이 잘 설명해주지 않을까요?ㅎ
6 gklee 2017.08.05 14:43
두분 정보 감사합니다. 상상대로의 가격이네요. 더 자세한 내용은 역시 영업소에 문의해봐야겠습니다. 어디서 만드는지도 몰랐거든요. 여러가지로 활용도는 클것같습니다. 자세히 알아봐야겠네요.
4 HVAC 2017.08.06 10:22
냉낸방 전기료에 중점을 둔다면 신재생 에서 찾기보단 축열이 낫습니다.
우리회사도 진출하는 분야기인한데요.
예전 심야전기는 23시부터 익일 8시까지만 사용되었는데 을2 심야전기는 심야 외 주간도 사용하고
또 많이 저렴합니다.
지금은 열원기기가 좀 못받쳐주지만 내년쯤
작은 용량의 기기들이 나오면 축열로
냉난방 급탕을 쓸수 있을것같네요.
같은용랑 비교시 보일러보단 히트펌프가 절반이하니 경제서은 있습니다.
1 네크로스 2017.08.06 16:53
2013년도에 설치해 현재까지 사용하고 있습니다.
가정용은 1kw 용량이고,지자체 지원금도 있으므로 자부담은 400~450만원 정도입니다.
장점은 작은크기로 인해 공간을 많이 차지하지 않고,발전량을 임의대로 설정할수 있습니다.
무슨말이냐 하면,시간당 전기 발전량을(부하) 350~1k 까지 마음대로 설정해서 발전됩니다.
예를 들어 시간당 1k 발전한다고 설정하면 약 0.98~0.99k 발전됩니다.
하루발전량은 24시간 * 0.99=23.76k 정도 되네요.
30일이면 712.8k 정도 발전되니 태양광 6k 발전량보다 조금더 되겠네요.
발전량은 임의로 조절가능하고,필요에따라 200k 또는 300k 만 발전하고 가동정지해도 됩니다.
발전량에 따른 도시가스비용은 각지역마다 다르지만 저의경우는 시간당 1k로 발전했을때 한달 대략 14~16만원선입니다.
만약 시간당 350w로 부하를 줘서 발전하면 한달 약 230~250k 정도 발전되며 도시가스비용은 4~5만원선입니다..
연료전지는 동작시 전기와 온수가 생성이 됩니다.
그래서,온수는 마음껏 쓸수 있는 장점이 있습니다.
연료전지의 특징이 발전량이 높을수록 온수가 빨리 생성됩니다.
이를 잘활용하면 겨울철 연료비를 아주 많이 줄일수 있는 방법이 있습니다.

저의경우는 연료전지와 보일러,스마트온도조절기를 적절히 연동해 난방에 적극할용하고 있습니다.
연료전지의 온수생성 사이클과 난방시점을 일치시켜 스마트온도조절기의 스케쥴 기능에 통합해 난방을 하는데,순수 난방비용이 한달평균 2만원이내입니다.

물론 연료전지의 도시가스 비용이 14~16만원정도 되니 총 16~18만원의 가스비용이 나옵니다.
하지만,그만큼 전기가 생산되있기 때문에 전기요금은 기본료만 나옵니다.

여름철엔 활용도가 높지 않지만,겨울철엔 활용방법에 따라 큰 효과를 발휘하기도 합니다.

아래는 연료전지를 이용해서 난방하는 저희집 난방사이클입니다.
데이터는 네스트  온도조절기의 난방 히스토리 입니다.
연료전지의 온수가 60도 되는 시점과 난방 타임을 일치시켜 연료전지의 온수가 60도 되면 자동으로 난방배관으로 순환되고,연료전지 온수가 33도로 떨어지면 난방이 종료되게 프로그래밍했습니다.
그래서,저희집은 24시간동안 네스트  온도조절기가 연료전지의 온수온도를 스스로 순환시키는 난방방식입니다.

일반적인 보일러 난방을 예로 들면, 1시간에 15분씩 난방이 되게 예약난방하는것과 똑같다고 생각하시면 될것 같습니다.
6 gklee 2017.08.06 20:15
댓글들에 너무 많은 정보가 포함되있어서 공부중입니다.. 소화하기 어렵네요.
1 패시브박 2017.08.07 11:03
와~ 실제 사용하시는 분이 계시네요^^
네크로스님 질문 있습니다.
위의 난방사이클의 주황색 선들이 연료전지로 난방을 공급한 시간을 의미하는 것인가요? 선이 얇은 것은 잠시 가동했다는 의미이고 주황색이 쭈~욱 표시된 심야시간대는 온수공급이 지속적으로 유지됐다는 것이겠죠?

또한 연료전지를 최대로 가동할 경우 가스비가 16만원 나온다는 것은 전기료(712kW시 전기료 17만원)와 거의 동일하게 나온다는 것인데, 난방 또는 급탕에서의 온수 활용시 경제성이
나오는 것인듯 보여집니다. 맞는지요? 겨울의 경우 전기 사용량이 한여름보다 적을 것이라 그만큼의 온수 발생량이 줄어들 것이고 이로인해 보일러 가동율도 늘어날 것 같습니다. 반대로 여름의 경우 전력요구량은 늘어나지만 난방은 거의 제로일 것이라 폐열은 급탕용으로만 사용될 것이라 실제로 요금 절감 효과는 일반공급 방식 대비 약 20~30% 정도일 것 같은데, 맞는지요?

또한 자비 부담 500만원은 13년 기준이죠? 2017년 지원금은 그때보다 약500만원 줄었거든요.

아무튼 실 사용자분의 글이 올라와 한수 배웠습니다^^
6 gklee 2017.08.07 14:37
삼천리 전화해보니 그런게 있는지도 모른다고 하시고 두산퓨얼셀은 가정용사업부가 전혀 연락이 되질 않아 답답하네요. 그 와중에 한전 수요처에서 진행하는 축열설비.. 축열설비 자체를 첨들어보는데 어디에 문의하면될까요?
1 네크로스 2017.08.07 14:48
정확히 보셨습니다. 주황색선의 두께가 난방시간맞습니다.

그동안 사용한 경험으로는 연료전지는 온수가 많이 필요한 계절에 사용하면 경제성이 좋다고 생각됩니다.
아무래도 날씨가 추울수록 난방뿐만 아니라 생활에 온수가 많이 필요하니까요.

저처럼 연료전지의 온수온도에 따른 난방사이클을 프로그래밍해 사용하는 분은 없는것으로 압니다.
일반 온도조절기로는 프로그래밍이 가능하지도 않구요.

저희집은 1달 평균 전기사용량이 450~500k정도 이구요.
겨울을 제외한 시기엔  한전 전기사용량이 400k이하로만 나오게 연료전지를 발전합니다.
발전량을 마음대로 조절할수 있으니 가능한 얘기죠.
겨울엔 일부러 3개월간 최대부하로 발전합니다.
한달평균 700k 초반 발전되며,난방은 생산된 온수를 적절히 이용해 난방이 되는데 “60도”란 연료전지 온수온도가 난방온수로는 높은 온도가 아니지만 “저온바닥난방”엔 좋은 조건의 온도입니다.

저의 집의 경우 겨울에 실내공기는 차갑지 않지만,바닥이 차가워 난방을 하는 경우가 대부분이었는데, 연료전지의 온수생성 사이클과 스마트 온도조절기를 연동한 뒤부터는 바닥의 차가운 기운은 없는 알맞은 실내환경을 유지할수 있었습니다.

제가 올린 난방히스토리를 보시면 아시겠지만,하루 24시간 아침,낮,저녁,새벽 가리지 않고 지속적인 난방을 실행하고 있습니다.
즉,일정한 실내 온도를 유지하기 위해 스마트 온도조절기가 스스로 난방을 제어한다는 의미이죠.
일반적으로 패시브하우스에서  아침또는 낮에 난방을 한다는 것은 상식적이지 않으나,저의집의 경우는 일정한 실내온도 유지를 위해 스마트 온도조절기 스스로의 판단으로 난방 동작이 되는 것입니다.
그리고,3개월간 발전된 2000k가 넘는 전기로 인해 약5개월간은 전기료가 기본료만 나옵니다.

연료전지는 온수가 많이 필요한 계절엔 경제성이 좋다고 생각되지만,전기를 만들어내기 위해 가스를 소비함으로써 결국 돈의 문제입니다.

개인적인 생각으론 현재 가스단가에서 20~30%이상 내려간다면 연료전지는 좋은 신재생에너지 장비인것 같습니다.

현재의 자부담은 얼마인지 모르겠습니다.
6 gklee 2017.08.07 15:16
그러니까 기본적으로

1. 연료전지는 도시가스가 공급되는 지역에서만 가능하다.
2. 도시가스를 이용해 보일러처럼 온도는 다소 낮지만 온수를 공급하며 동시에 전력을 생산한다.

그런데 이때 온수생산비용만 보면 일반 보일러사용시보다 비싼지, 전기생산비용만 보면 한전에서 전기를 공급받는것보다 비싸고 태양광(열?) 발전기보다 저렴한것인지도 결론이 나온 상태인가요?

그래서 누진세가 적용받지 않을만큼만 전기를 사다 쓰고 나머지 전기를 생산하는식으로 전체 비용을 줄이는식으로 활용하시는건가요?

60도 온수라면 제가 봐도 겨울철 난방용으로도 충분하고 평소 생활에서 사용하는 온수로는 필요 이상이며 그대로 정수해서 커피타마셔도 좋을것같네요.(제 책상에 온수를 60도로 고정 유지시켜주는 전기주전자가 있거든요 딱좋은온도죠)

어차피 보일러는 설치해야하니까 설치비용은 그다지 상관없는것같습니다. 물론 설비의 수명, 유지보수비용은 알아보기도 전이고 기술이 얼마나 발전된상태인지에 따라 금방 구닥다리가 되면 아깝긴 하겠지만요.
1 네크로스 2017.08.07 15:30
1. 수소를 추출해 전기발전이 되므로 도시가스,LPG 상관없는데 단가때문에 도시가스에 연결합니다.
  울산엔 수소가 바로공급이 되는 곳이 있어 연료전지 사용엔 최적인 곳이라고 들었습니다.

2.연료전지가 전기를 만들어낼때 열이 발생하는데 열을 식히기 위해 수돗물을 사용합니다.
  그 수돗물이 온수로 만들어지는 것입니다. 그 온수는 보일러 급수로 연결이 되구요.
  연료전지가 온수를 만들기 위해 따로 가스를 사용하진 않습니다.

연료전지는 보일러와 같이 연동됩니다. 연료전지에는 보일러가 반드시 필요하구요.
온수생산비용은 공짜입니다. 연료전지의 열을 식히기 위해 사용된 수돗물이니까요.

연료전지의 경제성을 파악하실려면 일단 자신의 주택에 얼마나 전기를 많이 사용하는지 아셔야 합니다.
보통 40~50평 주택 기준으로 전기사용량이 400~500k 정도 되는데 그보다 많이 사용하신다면 연료전지를 잘 활용하시면 비용을 줄이시는데 도움이 될겁니다.

연료전지는 발전량을 본인이 정할수 있기때문에,어느정도로 발전하는게 나의 집에 가장 경제적인지는 스스로 알아내셔야 합니다.

연료전지는 설치할때 경동콘텐싱 보일러 가장큰용량(아마 47,000cal)이 기본 설치됩니다.
추가로 보일러 설치비용이 없습니다.
6 gklee 2017.08.07 15:46
gs퓨얼셀은 접었네요.

"
GS에너지의 자회사 GS퓨얼셀은 지난달 25일 주총을 열어 해산을 결의했다고 1일 밝혔다.

GS에너지는 경쟁력 없는 비핵심 사업을 정리하고, 핵심인 에너지 사업에 집중하기 위해서 퓨얼셀 해산을 결정했다고 설명했다.

GS퓨얼셀은 각 가정마다 연료전지를 보급해 자가발전을 이룬다는 목표로 2000년에 설립됐다. 하지만 거듭된 실적 부진으로 지난해 자본잠식 상태에 빠졌다. 지난해 동안 매출은 전혀 발생하지 않았고, 영업손실과 당기순손실만 각각 6억5700만원과 9억3600만원을 기록했다.

GS퓨얼셀은 기존 1kW(킬로와트)와 5kW 가정용 연료전지를 생산했으나, 시장 여건 악화로 인한 실적부진으로 2012년 1kW(킬로와트)급 전지 사업을 중단한 바 있다. "

두산도 가정용 사업부가 하루종일 연락이 되지 않고 본사에서도 영문을 모르는거보니..
1 패시브박 2017.08.07 19:38
네크로스님, 답변 감사합니다~
보일러 연도 제어가 잘 이루어지고 있군요~
일반적 바닥난방 실계온도가 60도이므로 최적의 온수가 방생되는 것이네요.

gklee님, 역시 gs는 접었군요.ㅎ 위에 네크로스님의 사용기에서 느끼시겠지만 경제성 면에서 아직 넘어야 할 산들이 존재하기에 시장 형성 및 유지하기 위한 수요가 제대로 이루어지지 못하나봅니다...
6 gklee 2017.08.09 15:40
두산도 접은거같습니다 몇일째 전화 연결 안되네요. 사실상 가정용 연료전지 발전기사업자가 없다고 봐야하는듯
6 gklee 2017.08.28 13:07
여전히 두산퓨얼셀은 가정용 사업부가 계속 전화해도 안받고 얼마전부터는 본사도 연락이 안됩니다.
일정한 전기생산, 온수생산능력때문에 꼭 자세히 얘기도 들어보고 설치하고싶은데 사업자를 찾을수가 없습니다.
사업자 관련정보 혹시 알고계신분 정보 기다립니다.
그런데 도시가스로 발전하는방식을 연료전지발전기라고 하는게 맞는걸까요? 열병합발전인게 아닌지.
1 네크로스 2017.08.28 13:59
gklee님 쪽지로 두산 연료전지 영업사원 연락처 보내드렸습니다.
6 gklee 2017.08.28 14:05
네크로스님 감사합니다!