Urban Plant Station (UPS)

도심지 내 수소연료전지 발전소 프로토타입

김예솔 / Yehsol Kim

Introduction

위치 : 서울특별시 강남구 언주로 423 (역삼동) 일대

용도 : 발전소 / Industrial

층수 : B2F – 3F

대지면적 : 2356.2 m²

건축면적 : 1235 m²

연면적 : 4378.2 m²

Agenda

화석연료의 사용은 지구의 환경을 파괴한다. 많은 국가에서 주 에너지 공급원을 화석연료에서 신재생 에너지로 적극 전환하고 있으며, 이와 함께 도시의 전력 공급 방법도 변화해야 한다. 이 프로젝트는 주 에너지원이 수소로 전환되며 좌초자산화된 주유소 부지를 활용한 도심지 친환경 분산발전소 프로토타입을 제안한다.

Theme Background

우리나라의 기존 에너지 시스템은 대규모 발전소 기반의 집중형 발전 방식을 따른다. 해안가에 있는 발전소에서 전력을 생산하고, 송/배선 시스템을 거쳐 원거리에 있는 소비자에게 전달하기 위해 선형 위주의 전국적 네트워크가 구축되어 있다. 하지만 이러한 발전 방식은 송전탑과 고압 송전선로 건설에 따른 민원과 환경문제, 지역간 전력 자급률의 불균형, 공급의 안정성, 장거리 송전의 전력 손실 등의 문제를 지속적으로 일으켜왔다.

미래의 에너지 시스템은 소규모 발전소 중심의 분산형 발전의 방향으로 나아가야 한다. 지역 내, 수요지 내에서 자체적인 에너지의 생산과 소비가 가능하게 되고, 중앙계통에 문제가 있어도 안정적인 전력 공급을 할 수 있으며, 새로운 전력 플랫폼이 갖추어지게 된다.

분산 발전 시스템은 특히 전력 수요량이 많고 계통 부담으로 전기 전송이 어려운 수도권 지역에 필요한 모델이 될 것이다.

Hydrogen Fuel Cell

수소 연료전지는 수소와 산소의 전기화학반응을 통하여 전기와 열에너지를 생산하는 에너지 변환 장치이다. 장치의 구성은 수소와 산소를 공급하는 MBOP, 전해질과 전극이 거쳐가며 화학반응이 일어나는 STACK(연료전지), 생성된 직류를 교류로 변환하고, 수증기와 온수를 회수하는 EBOP로 이루어져 있다.

연료전지는 여러 단계의 에너지 변환과정을 거치는 기존 발전형태와 달리, 화학에너지가 바로 전기에너지로 변환되어 에너지 효율이 높고, 부산물로 생산되는 것은 순수한 ‘물’이어서 환경오염을 일으키지 않는다. 또, 다른 신재생 발전소처럼 설비 구축에 환경적인 제약이 없고, 발전량에 따라 크기가 다양해 수요처 인근에 설치하기 용이하다는 특징이 있다.