JPH03112066A - 燃料電池発電システム - Google Patents
燃料電池発電システムInfo
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- JPH03112066A JPH03112066A JP1250871A JP25087189A JPH03112066A JP H03112066 A JPH03112066 A JP H03112066A JP 1250871 A JP1250871 A JP 1250871A JP 25087189 A JP25087189 A JP 25087189A JP H03112066 A JPH03112066 A JP H03112066A
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- Japan
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- fuel cell
- power
- starting
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、燃料電池発電システムに関し、特にその起
動方法に関するものである。
動方法に関するものである。
第3図は例えば特開昭63−181268号公報に示さ
れた従来の燃料電池発電システムを示す系統図であり、
図において(11は燃料電池、(2a)。
れた従来の燃料電池発電システムを示す系統図であり、
図において(11は燃料電池、(2a)。
(2b)、 (2c)は燃料電池(1)と並列に接続さ
れた起動抵抗器、(3a) 、 (3b) 、 (3c
)は燃料電池(1)と起動抵抗器(2a)、 (2b)
、 (2c)とを接続する開閉器、(4)は燃料電池f
ilで発生した直流電力を交流電力に変換する直交変換
装置、(5)は系統と連系するための電圧変換を行う変
圧器、(6a)、 (6b)及び(6c) 、 (6d
)は起動抵抗器上流側及び下流側の直流しゃ断器、(7
)は系統連系のための同期交流しゃ断器、(81,(9
1は電池発電に必要な空気と燃料を供給する空気供給路
及び燃料供給路、α場は空気流量を計測する空気流量検
出器、αυは燃料電池(11の平均電圧を計測する電圧
検出器、(2)は空気流量及び電池電圧を監視しながら
開閉器(3a)、 (3b)、 (3c)をON /
OFF制御するための制御装置であり、直交変換装置(
4)に交流出力電力指定Prefを与える。
れた起動抵抗器、(3a) 、 (3b) 、 (3c
)は燃料電池(1)と起動抵抗器(2a)、 (2b)
、 (2c)とを接続する開閉器、(4)は燃料電池f
ilで発生した直流電力を交流電力に変換する直交変換
装置、(5)は系統と連系するための電圧変換を行う変
圧器、(6a)、 (6b)及び(6c) 、 (6d
)は起動抵抗器上流側及び下流側の直流しゃ断器、(7
)は系統連系のための同期交流しゃ断器、(81,(9
1は電池発電に必要な空気と燃料を供給する空気供給路
及び燃料供給路、α場は空気流量を計測する空気流量検
出器、αυは燃料電池(11の平均電圧を計測する電圧
検出器、(2)は空気流量及び電池電圧を監視しながら
開閉器(3a)、 (3b)、 (3c)をON /
OFF制御するための制御装置であり、直交変換装置(
4)に交流出力電力指定Prefを与える。
次に動作について説明する。いま、燃料電池発電システ
ムに起動指令が入ったとする。そこで、燃料供給路(9
)から燃料、空気供給路α口がら空気をそれぞれ燃料電
池本体(1)に供給することにより、当初は無負荷であ
るので燃料電池本体(11の電極間に直流高電圧(以下
、直流開放電圧と称す)が発生する為、燃料電池本体(
1)の電極触媒の腐食防止の為に速やかに一定値以上の
負荷をとって電極電圧を下げてやる必要がある。従って
、起動時にはa・ず起動抵抗と呼ばれる直流抵抗の起動
抵抗器(2a)、 (2b)、 (2c)を燃料電池本
体(11と並列に挿入し、燃料電池本体(IJの直流出
力を一旦、起動抵抗器(2a)、 (2b)、 (2c
)で放熱消費させて、燃料電池電圧を安定な状態にまで
落とし、立ち上げる手順を踏んでいた。この起動抵抗器
(2a)、 (2b)、 (2c)を直流側に挿入して
いた理由として、初期に発生する直流開放電圧が直接、
直交変換装置(4)に印加されるとその内部に使用して
いるパワートランジスタ等の半導体素子が破壊される恐
れがあった為である。従って、当初は直流遮断器(6c
)、 (6d)を切り離しておき、燃料電池本体(11
の直流開放電圧を起動抵抗器(2a)、 (2b)、
(2c)により充分低下させた上で、起動抵抗器(2a
)、 (2b)、 (2c)を投入していた。その後、
直交変換装置(4)を出力電力制御モードにて起動し、
制御装置側から直交変換装置(4]に与える交流出力電
力指定Prefに従って起動抵抗器(2a)、 (2b
)、 (2c)を順次開放しながら交流電力を発生して
ゆくと、起動抵抗(2a) 、 (2b) 、 (2c
) テ消費していた直流電力が直交変換装置(4)の出
力の交流電力に置換されてゆく。この間、燃料電池本体
+11の直流出力は変化しない為、電極間の電圧も変化
せず、直交変換装置(4λ内の半導体素子には何等支障
はない。
ムに起動指令が入ったとする。そこで、燃料供給路(9
)から燃料、空気供給路α口がら空気をそれぞれ燃料電
池本体(1)に供給することにより、当初は無負荷であ
るので燃料電池本体(11の電極間に直流高電圧(以下
、直流開放電圧と称す)が発生する為、燃料電池本体(
1)の電極触媒の腐食防止の為に速やかに一定値以上の
負荷をとって電極電圧を下げてやる必要がある。従って
、起動時にはa・ず起動抵抗と呼ばれる直流抵抗の起動
抵抗器(2a)、 (2b)、 (2c)を燃料電池本
体(11と並列に挿入し、燃料電池本体(IJの直流出
力を一旦、起動抵抗器(2a)、 (2b)、 (2c
)で放熱消費させて、燃料電池電圧を安定な状態にまで
落とし、立ち上げる手順を踏んでいた。この起動抵抗器
(2a)、 (2b)、 (2c)を直流側に挿入して
いた理由として、初期に発生する直流開放電圧が直接、
直交変換装置(4)に印加されるとその内部に使用して
いるパワートランジスタ等の半導体素子が破壊される恐
れがあった為である。従って、当初は直流遮断器(6c
)、 (6d)を切り離しておき、燃料電池本体(11
の直流開放電圧を起動抵抗器(2a)、 (2b)、
(2c)により充分低下させた上で、起動抵抗器(2a
)、 (2b)、 (2c)を投入していた。その後、
直交変換装置(4)を出力電力制御モードにて起動し、
制御装置側から直交変換装置(4]に与える交流出力電
力指定Prefに従って起動抵抗器(2a)、 (2b
)、 (2c)を順次開放しながら交流電力を発生して
ゆくと、起動抵抗(2a) 、 (2b) 、 (2c
) テ消費していた直流電力が直交変換装置(4)の出
力の交流電力に置換されてゆく。この間、燃料電池本体
+11の直流出力は変化しない為、電極間の電圧も変化
せず、直交変換装置(4λ内の半導体素子には何等支障
はない。
従来の燃料電池発電システムは以上のように構成されて
いるので、直交変換装置(4)の直流側に直流遮断器(
6c)、 (6d)を設けなければならず、燃料電池容
量が大容量となって直流開放電圧が高くなる場合には、
高耐電圧の汎用直流遮断器がなく、第4図に示すように
燃料電池本体+11を2分割して直流回路を2回路設け
て並列に接続するなどして電極電圧を1/2に低減させ
た上で直流遮断器(6c)、 (6d)に接続するなど
の工夫が必要であり、直流回路が2倍になる等のコスト
上、スペース上で問題点があった。また、起動抵抗器(
2a)、 (2b)。
いるので、直交変換装置(4)の直流側に直流遮断器(
6c)、 (6d)を設けなければならず、燃料電池容
量が大容量となって直流開放電圧が高くなる場合には、
高耐電圧の汎用直流遮断器がなく、第4図に示すように
燃料電池本体+11を2分割して直流回路を2回路設け
て並列に接続するなどして電極電圧を1/2に低減させ
た上で直流遮断器(6c)、 (6d)に接続するなど
の工夫が必要であり、直流回路が2倍になる等のコスト
上、スペース上で問題点があった。また、起動抵抗器(
2a)、 (2b)。
(2c)は直流抵抗器であった為、燃料電池発電システ
ムで用いられる多くの交流ヒータと電源互喚性がなく、
起動抵抗器(2a)、 (2b)、 (2c)の発生熱
は利用方法はなく無駄に放熱させるしかなかった。
ムで用いられる多くの交流ヒータと電源互喚性がなく、
起動抵抗器(2a)、 (2b)、 (2c)の発生熱
は利用方法はなく無駄に放熱させるしかなかった。
この発明は上記のような課題を解決するためになされた
ものであり、経済性に優れた信頼性の高い燃料電池発電
システムを得ることを目的とする。
ものであり、経済性に優れた信頼性の高い燃料電池発電
システムを得ることを目的とする。
この発明に係る燃料電池発電システムは、燃料電池本体
で発生した直流電力を交流電力に変換する直交変換装置
の交流出力側に起動抵抗器を配設したものである。
で発生した直流電力を交流電力に変換する直交変換装置
の交流出力側に起動抵抗器を配設したものである。
また、別のものは、直交変換装置の交流出力側に起動抵
抗器を配設すると共にその起動抵抗器を燃料電池本体を
冷却する電池循環冷却水ライン内に配置したものである
。
抗器を配設すると共にその起動抵抗器を燃料電池本体を
冷却する電池循環冷却水ライン内に配置したものである
。
この発明における燃料電池発電システムは、直交変換装
置の交流出力側に配設した起動抵抗器により、起動時の
直流電圧を抑制する。
置の交流出力側に配設した起動抵抗器により、起動時の
直流電圧を抑制する。
また、起動抵抗器を電池循環冷却水ライン内に配置した
ことにより、起動抵抗器の発生熱を回収して電池循環冷
却水ライン内の電池冷却水を昇温する。
ことにより、起動抵抗器の発生熱を回収して電池循環冷
却水ライン内の電池冷却水を昇温する。
以下、この発明の一実施例を第1図に基づいて説明する
。第1図において、+11 、 +41 、 (51、
(71〜αυは上述した従来の燃料電池発電システムの
構成と同様である。 (21a) 、 (21b) 、
(21c)は直交変換装置(4)の交流出力側に配設
された起動抵抗器であり、ヒータ型であり、図は一例と
して燃料電池本体f1.lの電池循環冷却水ラインa湯
に設けた電池循環冷却水用ボイラ及びタンクとしての役
目を果たす水蒸気分離器Q41内に配置され、水蒸気分
離器Q41内の電池循環冷却水を昇温する場合を示して
いる。
。第1図において、+11 、 +41 、 (51、
(71〜αυは上述した従来の燃料電池発電システムの
構成と同様である。 (21a) 、 (21b) 、
(21c)は直交変換装置(4)の交流出力側に配設
された起動抵抗器であり、ヒータ型であり、図は一例と
して燃料電池本体f1.lの電池循環冷却水ラインa湯
に設けた電池循環冷却水用ボイラ及びタンクとしての役
目を果たす水蒸気分離器Q41内に配置され、水蒸気分
離器Q41内の電池循環冷却水を昇温する場合を示して
いる。
(31a) 、 (31b) 、 (31c)は起動抵
抗器(21a) 、 (21b) 、 (21c)
と燃料電池本体(1)とを直交変換装置(4)を介して
接続する開閉器、aつは空気流量及び電池電圧を監視し
ながら開閉器(31a) 、 (31b) 、 (31
c) をON / OFF制御すると共に直交変換装置
(4)に交流出力電力指令prefと交流出力電圧指令
値Vrefを与える制御装置、αυは燃料電池本体(1
)が起動し発電するまでに電池循環冷却水を昇温する時
に起動抵抗器(21a) 、 (21b) 、 (21
c)に通電する為の交流遮断器、出力は燃料電池本体(
1)が起動した後、直流開放電圧を低減させる時に起動
抵抗器(21a)(21b) 、 (21c)に通電す
る為の交流遮断器である。
抗器(21a) 、 (21b) 、 (21c)
と燃料電池本体(1)とを直交変換装置(4)を介して
接続する開閉器、aつは空気流量及び電池電圧を監視し
ながら開閉器(31a) 、 (31b) 、 (31
c) をON / OFF制御すると共に直交変換装置
(4)に交流出力電力指令prefと交流出力電圧指令
値Vrefを与える制御装置、αυは燃料電池本体(1
)が起動し発電するまでに電池循環冷却水を昇温する時
に起動抵抗器(21a) 、 (21b) 、 (21
c)に通電する為の交流遮断器、出力は燃料電池本体(
1)が起動した後、直流開放電圧を低減させる時に起動
抵抗器(21a)(21b) 、 (21c)に通電す
る為の交流遮断器である。
次に動作について説明する。いま、燃料電池発電システ
ムに起動指令が入ったとする。そこで、燃料供給路(9
)から燃料、空気供給路θ[有]から空気をそれぞれ燃
料電池本体(1)に供給することにより発生する直流開
放電圧が、第2図に示すように直交変換装置(4)の半
導体素子に支障のある電圧V1に達する前のタイミング
T1にて直交変換装置(4)を出力電圧制御モードにて
起動させ、直流開放電圧が■1に達しないように制?l
l装置0りから直交変換装置(4)に交流出力電圧指令
値Vrefを増加させながら与えることにより、直流電
圧を低減させると共に、燃料電池本体(1)で発生した
直流電力を起動抵抗器(21a) 、 (21b) 、
(21c)で消費させる。その後、交流出力を系統に
送出する際に、同期がとれた段階で同期交流遮断器(7
)を投入し、直交変換装置(4)を出力電力制御モード
に切り換えて制御装置α9から直交度換装W(4)に与
える交流出力電力指令Prefをその時の出力電力に一
敗させ一定にしておきながら、開閉器(31a) 、
(31b) 、 (31c)を順次開放してゆくと、起
動抵抗器(21a) 、 (21b) 、 (21c)
で消費されていた電力が順次系統に送出されてゆく。以
上のように、直交変換装置(4)の交流出力側に起動抵
抗器(21a) 、 (21b) 、 (21c)を配
置したことにより、直流回路は単一で構成でき直流遮断
器を省略できるので、装置が安価にでき、しかもスペー
スも節約でき省スペース化が図れる。
ムに起動指令が入ったとする。そこで、燃料供給路(9
)から燃料、空気供給路θ[有]から空気をそれぞれ燃
料電池本体(1)に供給することにより発生する直流開
放電圧が、第2図に示すように直交変換装置(4)の半
導体素子に支障のある電圧V1に達する前のタイミング
T1にて直交変換装置(4)を出力電圧制御モードにて
起動させ、直流開放電圧が■1に達しないように制?l
l装置0りから直交変換装置(4)に交流出力電圧指令
値Vrefを増加させながら与えることにより、直流電
圧を低減させると共に、燃料電池本体(1)で発生した
直流電力を起動抵抗器(21a) 、 (21b) 、
(21c)で消費させる。その後、交流出力を系統に
送出する際に、同期がとれた段階で同期交流遮断器(7
)を投入し、直交変換装置(4)を出力電力制御モード
に切り換えて制御装置α9から直交度換装W(4)に与
える交流出力電力指令Prefをその時の出力電力に一
敗させ一定にしておきながら、開閉器(31a) 、
(31b) 、 (31c)を順次開放してゆくと、起
動抵抗器(21a) 、 (21b) 、 (21c)
で消費されていた電力が順次系統に送出されてゆく。以
上のように、直交変換装置(4)の交流出力側に起動抵
抗器(21a) 、 (21b) 、 (21c)を配
置したことにより、直流回路は単一で構成でき直流遮断
器を省略できるので、装置が安価にでき、しかもスペー
スも節約でき省スペース化が図れる。
また、この実施例では起動抵抗器(21a) 、 (2
1b)(21c)を水蒸気分M器04)内に配置しその
内部の電池循環冷却水の昇温ヒータと兼用した為、電池
起動までは交流遮断器αQを投入しておくことにより、
系統電力によって電池循環冷却水の昇温を行うが、電池
起動後、初負荷を起動抵抗器(21a) 、 (21b
)(21c)で消費させる際には交流遮断器α0を開放
し交流遮断器ODを通して給電されるので、電池起動の
初負荷が電池循環冷却水の昇温に有効に利用することが
できる。
1b)(21c)を水蒸気分M器04)内に配置しその
内部の電池循環冷却水の昇温ヒータと兼用した為、電池
起動までは交流遮断器αQを投入しておくことにより、
系統電力によって電池循環冷却水の昇温を行うが、電池
起動後、初負荷を起動抵抗器(21a) 、 (21b
)(21c)で消費させる際には交流遮断器α0を開放
し交流遮断器ODを通して給電されるので、電池起動の
初負荷が電池循環冷却水の昇温に有効に利用することが
できる。
尚、上記実施例では起動抵抗器(21a) 、 (21
b)(21c)を電池循環冷却水の昇温ヒータと兼用し
た場合について述べたが、これに限らず、配管トレスヒ
ータや変成器ヒータ等の燃料電池発電システムに用いら
れる交流ヒータと兼用すれば、起動抵抗器(21a)
、 (21bン、 (21c)の発生熱を無駄に放熱さ
せることなく有効に利用でき、上記実施例と同様の効果
を奏する。
b)(21c)を電池循環冷却水の昇温ヒータと兼用し
た場合について述べたが、これに限らず、配管トレスヒ
ータや変成器ヒータ等の燃料電池発電システムに用いら
れる交流ヒータと兼用すれば、起動抵抗器(21a)
、 (21bン、 (21c)の発生熱を無駄に放熱さ
せることなく有効に利用でき、上記実施例と同様の効果
を奏する。
ところで、上記説明では直交変換装置の交流出力側に配
置した起動抵抗器の発生熱の有効利用を図った場合にフ
いて述べたが、起動抵抗器の発生熱の有効利用を図らな
い構成としてもよく、この場合においても初期の目的を
達成することができる。
置した起動抵抗器の発生熱の有効利用を図った場合にフ
いて述べたが、起動抵抗器の発生熱の有効利用を図らな
い構成としてもよく、この場合においても初期の目的を
達成することができる。
この発明は以上説明した通り、燃料電池本体で発生した
直流電力を交流電力に変換する直交変換装置の交流出力
側に起動抵抗器を配設したことにより、直流遮断器を省
略できるので、経済性に優れた信軌性の高い燃料電池発
電システムを得ることができる。
直流電力を交流電力に変換する直交変換装置の交流出力
側に起動抵抗器を配設したことにより、直流遮断器を省
略できるので、経済性に優れた信軌性の高い燃料電池発
電システムを得ることができる。
第1図はこの発明の一実施例による燃料電池発電システ
ムを示す系統図、第2図はこの発明に係る起動特性を示
す特性図、第3図及び第4図はそれぞれ従来の燃料電池
発電システムを示す系統図である。 図において、(1)は燃料電池本体、(4)は直交変換
装置、(21a) 、 (21b) 、 (21c)は
起動抵抗器、o3は電池循環冷却水ラインである。 尚、図中同一符号は同一、または相当部分を示す。
ムを示す系統図、第2図はこの発明に係る起動特性を示
す特性図、第3図及び第4図はそれぞれ従来の燃料電池
発電システムを示す系統図である。 図において、(1)は燃料電池本体、(4)は直交変換
装置、(21a) 、 (21b) 、 (21c)は
起動抵抗器、o3は電池循環冷却水ラインである。 尚、図中同一符号は同一、または相当部分を示す。
Claims (2)
- (1)空気と燃料が供給されると共に直流電力を発生す
る燃料電池本体と、上記燃料電池本体で発生した直流電
力を交流電力に変換する直交変換装置と、上記直交変換
装置の交流出力側に配設された起動抵抗器とを備えたこ
とを特徴とする燃料電池発電システム。 - (2)空気と燃料が供給されると共に直流電力を発生す
る燃料電池本体と、上記燃料電池本体を冷却する電池循
環冷却水ラインと、上記燃料電池本体で発生した直流電
力を交流電力に変換する直交変換装置と、上記直交変換
装置の交流出力側に配設されると共に上記電池循環冷却
水ライン内に配置された起動抵抗器とを備えたことを特
徴とする燃料電池発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1250871A JP2527243B2 (ja) | 1989-09-27 | 1989-09-27 | 燃料電池発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1250871A JP2527243B2 (ja) | 1989-09-27 | 1989-09-27 | 燃料電池発電システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03112066A true JPH03112066A (ja) | 1991-05-13 |
| JP2527243B2 JP2527243B2 (ja) | 1996-08-21 |
Family
ID=17214250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1250871A Expired - Lifetime JP2527243B2 (ja) | 1989-09-27 | 1989-09-27 | 燃料電池発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2527243B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008068845A (ja) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Wako Kogyo Kk | 車両乗降用補助ステップ装置 |
| JP2010061859A (ja) * | 2008-09-01 | 2010-03-18 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6185775A (ja) * | 1984-10-02 | 1986-05-01 | Toshiba Corp | 燃料電池発電システム |
| JPS6412465A (en) * | 1987-07-07 | 1989-01-17 | Fuji Electric Co Ltd | Starting circuit of fuel cell power generating system |
-
1989
- 1989-09-27 JP JP1250871A patent/JP2527243B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6185775A (ja) * | 1984-10-02 | 1986-05-01 | Toshiba Corp | 燃料電池発電システム |
| JPS6412465A (en) * | 1987-07-07 | 1989-01-17 | Fuji Electric Co Ltd | Starting circuit of fuel cell power generating system |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008068845A (ja) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Wako Kogyo Kk | 車両乗降用補助ステップ装置 |
| JP2010061859A (ja) * | 2008-09-01 | 2010-03-18 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2527243B2 (ja) | 1996-08-21 |
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