가정용 열병합발전시스템(micro-CHP) 중 가스를 연료로 하는 내열기관의 열병합발전기의 성능요구사항 및 시험방법이 KS표준로 제정된다.
국가기술표준원은 최근 ‘내연가스기관을 이용한 가정용 열병합발전기-성능시험방법’ KS표준을 제정한다고 공고했다.
이번 KS표준은 액화석유가스 또는 도시가스(이하 가스)를 연료로 사용해 전기와 열을 동시에 생산하는 전기출력 3kW 이하인 내연가스기관을 이용한 가정용 열병합발전기(이하 가스엔진 micro-CHP)의 성능시험방법을 규정하고 있다.
가스엔진 micro-CHP는 온수이용 방식에 따라 단독형 유닛과 시스템(일체형, 분리형)으로 구분된다. 단독형은 별도의 온수저장탱크가 없이 온수를 직접 공급하는 방식을 말하며 일체형은 내장된 온수저장탱크를 갖춘 형식을, 분리형은 별도의 저장탱크를 갖추고 있는 형식으로 구분된다.
급배기방식에 따라 반밀폐식(자연배기식, 강제배기식)과 밀폐식(강제급배기식)으로 구분되며 자연배기식은 연소용 공기를 옥내에서 채취하고 연소가스를 배기통 등을 사용해 자연통기력으로 옥외로 배출하는 방식을, 강제배기식은 연소용공기를 옥내에서 채취하고 연소가스를 송풍기를 사용해 강제적으로 옥외로 배출하는 방식이다. 밀폐식의 강제급배기식은 급배기통을 외기에 접하는 벽 등을 관통해 설치하고 송풍기를 사용해 강제적으로 급배기하는 방식을 말한다.
성능요구사항으로 △시동 △가스소비량(측정가스소비량의 표시가스소비량에 대한 정밀도 ±5% 이내) △소비전력(측정소비전력량의 표시소비전력에 대한 정밀도 ±5% 이내) △전기적성능(전기출력 및 전기효율 제조자 표시값 이상) △열성능(열출력 및 열효율은 제조사표시값 이상) △부하운전 및 연속운전 △안전장치(냉각수온도상승, 윤활유압력이상, 과속, 비상정지) △전력계통연계 등의 성능을 만족해야 한다.
다양한 보호기능도 적용됐다. 먼저 출력과전압 및 저전압시 보호기능은 보호긍급에 해당하는 출력 과전압 및 출력부족 전압조건에서 안전하게 정지해야 하며 전압범위에 따라 규정하는 고장 시 차단시간 이내에 안전하게 전기출력을 차단토록 했다.
주파수상승 및 저하 시 보호기능은 보호등급범위에 해당하는 출력 과전압과 출력 부족전압조건에서 안전하게 정지해야 하며 전압범위에 따라 규정하는 고장 시 차단시간 이내에 안전하게 전기출력을 차단해야 한다.
재통전후일정시간작동방지기능은 기기를 재통전해도 5분동안은 재운전을 하지 않아야 하는 것으로 자동으로 재가동하는 기기는 재통전에 따른 재운전 시 출력전류가 정격전류의 150% 이하여야 한다. 출력과전류보호기능은 과전류를 검출해 0.5초 이내에 전력변환장치에 개폐기 개방기능 또는 게이트블록기능이 동작돼야 한다.
정상특성은 △출력전류중의직류성분 △교류출력역률 △고조파전류한계값 △교류전압 및 주파수 등이, 과도응답특성은 △계통전압왜형률 △계통전압불평형 △부하불평형 등이, 외부결함은 △출력측단락 △부하차단시험 등이 제시된 시험방법을 통과해야 한다.
국표원의 관계자는 “이번 KS는 내연가스기관을 이용하는 열병합발전기에서 성능의 주요항목인 전기출력, 전기효율 및 열출력, 열효율을 측정하고 계산하는 방법을 규정했다”라며 “안전부분에 대해서는 전력계통과의 상호안전을 고려해 규정했다”고 밝혔다.
이 관계자는 “가스를 사용하는 기기에 대해 가스온수보일러 등 유사연연소기의 경우 가스관계법에 따른 구조, 안전, 연소상태 및 전기관련 안전시험항목 등이 있으나 이번 표준에서는 열병합발전기의 출력과 효율 및 전기계통에 대한 안전 등 주요성능에 대해서만 규정했다”고 덧붙였다.
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