[논문]분산발전과 열병합 발전

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먼저 마이크로터빈급 소형 가스터빈에서는 대형 가스터빈에서 사용하는 고온부 냉각기술을 사용하기 힘들므로 터빈 입구 온도가 낮게 설계된다(중대형 가스터빈은 최고온도가l, 200℃ 이상이고, 마이크로 터빈 급에서는 950℃ 이하임). 따라서 압축기, 연소기, 터빈으로만 구성되는 단순 사이클로는 열효율이 너무 낮기 때문에 재생열 교환기를 터빈 출구에 설치하여 압축기에서 나온 공기를 가열함으로써 연소기에서의 열입력을 줄여서 경제성 있는 효율을 확보하도록 설계한다. 또한 마이크로터빈은 소형이므로 축회전수가 매우 높게 설계될 수밖에 없는데, 감속기어를 사용하게 되면 감속비가 너무 커지기 때문에 사실상 제작이 불가능하다.

그림 5는 열병합발전을 사용하는 경우와 중앙형 발전소의 전력을 사용하는 경우를 비교한 여］(미국) 를 보여준다. 대상은 가스터빈발전설비이다. 열병합 시스템의 비용은 연료, 고정비용 운전 및 유지비용을 다 포함한다.

연료전지는 앞서 설명한 다른 원동기들에 비하여 아직 보급이 많이 이루어지지도 못하며, 일부 연료전지들은 아직 기술적인 성숙도가 낮아 본격적인 상용화에 이르지 못하고 있다. 그러나 청정전력 발생장 치로서 각광을 받으면서 다양한 응용분야에서 개발이 이루어지고 있으므로 추후 전망은 밝은 편이다. 연료전지를 작동 온도별로 구분하면 고분자 전해질 연료전지(PEMFC)는 100℃ 이하로서 저온형으로 구분되며, 용융탄산염 연료전지(MCFC)와 고체산화물 연료전지(SOFC)는 각각 작동 온도가 600~700°0, 600~1,000℃로서 고온형으로 불린다.
더욱이 열병합 시스템은 총체적인 에너지절감 효과뿐만 아니라 이산화탄소를 비롯하여 유해배출물까지 도 상당량 감소시키는 효과가 있으므로 당연히 국가적 차원에서 지원하고 보급 확대를 도모해야 할 것이다. 그러나 분산형 에너지 시스템이라 하더라도 수요처의 상황(전기와열 부하 특성, 계통 연계 여부, 연료 및 전기비용 등)에 따라서 적합한 원동기를 선정하고, 열회수 시스템과 보조시스템을 최적으로 설계하며, 최적의 운전전략을 세우는 것이 경제성 확보에 관건이 된다.

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