CN100527509C - 燃料电池模块及使用燃料电池模块的发电系统 - Google Patents

燃料电池模块及使用燃料电池模块的发电系统 Download PDF

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Abstract

提供一种燃料电池模块及使用燃料电池模块的发电系统，简化使用燃料电池堆的发电系统的设计。本发明的燃料电池模块在框体内备有：层叠了多个燃料电池单元的燃料电池堆；检测并监视该燃料电池单元的电压和温度等的监视单元；以及将上述燃料电池堆的输出电压升压后输出给模块外部的电压变换单元，该电压变换单元根据上述监视单元输出的燃料电池单元的电压和温度等的状态，决定最佳输出电流，增加或减少上述燃料电池堆的发电电流。

Description

燃料电池模块及使用燃料电池模块的发电系统
技术领域
本发明涉及使用利用化学反应进行发电的燃料电池的燃料电池模块。
背景技术
近年来，作为对环境造成的负担少的能源，正在研究燃料电池。例如正在研究固体高分子型燃料电池(PEFC)，作为利用其热量和电力的联合发电系统的能源或作为电动车辆的电源利用。
燃料电池是一种使以氢为主要成分的燃料气体和氧化剂气体进行电化学反应，获得电动势的装置，单个燃料电池单元的电动势最多不过0.7V左右。因此一般情况下，将数十至数百个电池单元层叠起来构成一个燃料电池堆使用。构成了组的燃料电池各单元的电压随着组内的燃料气体密度或湿度、温度分布的不同，而有偏差，每个电池单元中电压劣化的倾向也不同。各电池单元电压的下降有可能影响电池堆的寿命和安全性，所以有必要一边监视各电池单元的状态，一边调整燃料电池堆的发电电流。在专利文献1中公开了这样监视多个燃料电池单元各自的状态的电池单元电压判断单元。
[专利文献1]日本专利申请特开2003-297407号公报(从(0038)段到(0042)段的记载、以及图2所示)
在使用燃料电池堆的系统的设计中，有必要根据燃料电池堆的发电特性的技术知识，调整发电电流，这成为设计困难的原因。
本发明的目的在于针对上述问题，提供一种能简化使用燃料电池堆的发电系统的设计的燃料电池模块。
发明内容
本发明的燃料电池模块是将层叠了多个燃料电池单元的燃料电池堆收容在框体中，在该框体内备有监视燃料电池单元的状态的监视单元；以及导电性地连接在该燃料电池堆上的电压变换单元，该电压变换单元具有根据该监视单元所监视的该燃料电池单元的状态，增加或减少该燃料电池堆的发电电流的功能。
如果采用本发明，则能提供一种能简化发电系统的设计的燃料电池模块。
附图说明
图1是表示实施例1的燃料电池模块的概要的说明图。
图2是表示实施例1的燃料电池模块的框体内部的结构的说明图。
图3是表示实施例1的燃料电池模块的系统结构的说明图。
图4是表示实施例1的燃料电池模块的启动及停止时的状态转变的说明图。
图5是表示实施例2的燃料电池模块的概要的说明图。
图6是表示实施例3的燃料电池模块的概要的说明图。
图7是表示实施例3的另一个燃料电池模块的概要的说明图。
图8是表示实施例4的发电系统的概要的说明图。
图中，1...燃料电池堆，2...升压变换器，3...电池单元状态监视基板，5A、5B...端板，6...连接电缆，7P、7N...电极，7G...接地线，8i...燃料供给单元，8o...气体排放单元，9i...热媒体供给单元，9o...热媒体排放单元，10...通信电缆，11...框体，12...通信连接器，13...端子板，101...电压检测端子，102...温度检测器，201...变换器主电路，202...变换器控制部，203...通信部，204...变换器输入电流检测值，205...变换器输出电压检测值，206...变换器控制脉冲，207...辅机电源，301...电池单元电压检测部，302...电池堆温度检测部，303...电池堆状态监视部，304...通信部，401...氢制造装置，402...燃料鼓风机，403...冷却水箱，404...冷却水泵，405...热交换器，406...系统控制，407...联结逆变器，408...接收电力传感器，409...工业交流电力系统，410...接地线，411...系统负荷，412...接收电流值，413...燃料鼓风机流量指令，414...冷却水泵指令，415...模块状态信号，501...绝热单元，502...散热片，503...通气口
具体实施方式
以下，用附图详细说明本发明的实施例。
[实施例1]
用图1～图4说明本实施例。用图1说明本实施例的燃料电池模块的概要。在燃料电池模块的框体11内，收容了将多个燃料电池单元层叠起来构成的燃料电池堆1、作为电压变换单元的升压变换器2、以及作为监视单元的单元状态监视基板3。
这里，框体11内部的升压变换器2、以及电池单元状态监视基板3的形状，对应于构成燃料电池堆1的电池单元的尺寸，任意选择即可。在框体11的外表面上设有作为电压输出单元的端子板13、以及作为通信单元的通信连接器12。另外，虽然在图1中未示出，在框体11的外表面上也可以设置发光二极管或液晶显示板，作为表示燃料电池模块的状态的显示单元。
另外在框体11上连接着：使构成燃料电池堆1的燃料气体的富氢气体流通的燃料供给单元8i、将由燃料供给单元8i供给的富氢气体的一部分氢在燃料电池堆1中消费后的排放气体排出用的排放气体排出单元8o、使冷却燃料电池堆1的发热用的热媒体循环的热媒体供给单元9i、以及热媒体排出单元9o，进行与框体11外部的燃料气体系统、以及传热系统的联结。
在本实施例中，燃料电池堆1中使用固体高分子型的燃料电池。另外，框体11是金属或树脂制的，进行了必要的绝缘处理。另外，框体11有接地端子，例如也可以将端子板13上的端子中的一个用来接地。另外例如，将金属或树脂制的管用于燃料供给单元8i、排放气体排出单元8o、热媒体供给单元9i、以及热媒体排出单元9o。另外，图中虽然省略了，但燃料电池堆1中也可以一并设置供给及排出氧化剂的氧化剂供给单元及氧化剂排出单元，例如，也可以将金属或树脂制的管用于氧化剂供给单元及氧化剂排出单元，将空气用于氧化剂供给。
图2表示本实施例的燃料电池模块的内部结构。将燃料电池单元层叠起来，将两端夹在端板5A、5B之间，构成燃料电池堆1。这里图中虽然省略了，但也可以利用螺钉等紧固机构将端板5A、5B之间紧固，提高燃料电池堆1的密封性。
电池单元状态监视基板3被固定在燃料电池堆1的层叠面上，监视燃料电池堆1的各电池单元电压、以及电池堆的温度等状态。另外如图1所示，升压变换器2相邻地配置在燃料电池堆1的一个侧面上。电池单元状态监视基板3通过连接电缆6连接在升压变换器2上，此外，电极7P、7N、以及与外部进行信息通信的通信电缆10也连接在升压变换器2上。电极7P及7N导电性地连接在框体11上设置的端子板13上，另外通信电缆10连接在框体11上设置的通信连接器12上。这里，也可以是代替电极7P、7N，将端子板13直接固定在升压变换器2上，使框体11的一部分开口，在将升压变换器2收容在框体11内的状态下，端子板13从框体11上设的开口部呈现在框体11的外面。另外燃料供给单元8i、排放气体排出单元8o、热媒体供给单元9i、以及热媒体排出单元9o还连接在燃料电池堆1的另一侧面上。这里，也可以使框体11的另一面的一部分开口，在将燃料电池堆1收容在框体11内的状态下，燃料供给单元8i、排放气体排出单元8o、热媒体供给单元9i、以及热媒体排出单元9o从框体11的另一面上设的开口部呈现在框体11的外面。
图3表示收容在框体11中的燃料电池模块的系统结构。升压变换器2的输入端子部导电性地连接在燃料电池堆1两端的单元上。另外，燃料电池堆1、升压变换器2、以及单元状态监视基板3用接地线7G那样分别与设置在框体11上的接地用端子导电性地连接。另外，如图3所示，本实施例的升压变换器备有这样构成的电路：暂时将输入的直流电压变换成交流电力，对该交流电力进行整流，输出直流电压。
燃料电池堆1中，多个电池单元例如5个电池单元～6个电池单元，或者全部电池单元分别备有电压检测端子101，该电压检测端子101导电性地连接在电池单元状态监视基板3内部的电池单元电压检测部301上。另外同样燃料电池堆1备有温度检测器102，温度检测器102连接在电池单元状态监视基板3内部的电池堆温度检测部302上。
根据由电池单元电压检测部301及电池堆温度检测部302获得的电池单元电压及电池堆温度的信息，在电池单元状态监视基板3内部的电池堆状态监视部303中，进行判断燃料电池堆1的状态是正常还是异常的异常判断处理；以及运算作为能将燃料电池单元维持在健全的状态的发电电流的最佳电流指令值的最佳电流指令值运算。由电池堆状态监视部303获得的异常判断结果及最佳电流指令值，通过电池单元状态监视基板3内部的通信部304及连接电缆6，发送给升压变换器2。
在升压变换器2内部有变换器主电路201、变换器控制部202、通信部203、以及辅机电源207，在变换器控制部202中，根据通过连接电缆6获得的最佳电流指令值、变换器输入电流检测值204、以及变换器输出电压检测值205各信息，运算变换器控制脉冲206，对变换器主电路201中的电力半导体开关元件进行输出。另外，在通信部203中，通过连接电缆6获得的异常判断结果的信息，通过通信电缆10及通信连接器12，按照规定的通信步骤，例如按照数字通信或模拟通信，发送给框体11的外部。辅机电源207在燃料电池堆1的两端电压达到了预定的阈值V1以上的情况下，对燃料电池堆1产生的电力的一部分进行变换，供给构成升压变换器2及单元状态监视基板3的电路元件等消费的DC3.3V、5V、12V、15V等预定电压的电力。
电池堆状态监视部303通常在确保燃料电池堆1健全的状态的条件下，输出发电输出最大的电流值作为最佳电流指令值。另外，关于电池单元电压的变化，如果以抽出低频的变化分量，判断异常的方式运算，就能忽视燃料电池堆1内的水堵塞等可恢复的电压下降，进行异常判断。另外，一般说来燃料电池堆具有随着发电电流的增加，电池单元电压下降的特性，所以在任意的电池单元电压异常下降的情况下，如果以暂时降低最佳电流指令值方式进行运算，降低升压变换器2的输入电流，则能抑制单元电压下降，确保燃料电池堆1呈健全的状态。
以上所述构成的本实施例的燃料电池模块，由于电池堆状态监视部303根据燃料电池单元的状态，决定燃料电池堆1的最佳电流指令值，升压变换器2根据最佳电流指令值，调整燃料电池堆1的发电电流，所以不从燃料电池模块的外部调整电流，进行燃料电池堆1的发电，利用燃料电池堆1的发电系统的设计变得容易了。
另外，本实施例的燃料电池模块由于一体地收容在框体11内部，所以能确保燃料电池堆1等产生电压的部分和框体11外部的绝缘距离，因此能防止用户触电、或电压施加部的短路等，能用燃料电池堆1安全地发电。
另外，在本实施例的燃料电池模块中，使变换器主电路201为备有变压器的绝缘型的升压变换器2，导电性地串联连接输出给多台燃料电池模块的端子板13的电压而使用时，不需要考虑各燃料电池堆之间的绝缘，容易进行组合。
本实施例的燃料电池模块由于能根据燃料电池堆1的电池单元电压，推断电池单元内部的燃料分布和湿度分布，根据电池单元温度，推断电池单元的内部电阻，所以电池单元状态监视基板3一边监视燃料电池堆1的电压及温度状态，一边运算最佳电流指令值，根据最佳发电电流指令值，驱动升压变换器2，燃料电池堆1能维持对应于燃料电池单元的特性的最佳发电状态，能抑制由过度发电等引起的燃料电池堆1的劣化等。
另外，在本实施例的燃料电池模块中，如果利用燃料电池堆1中产生的电压，供给辅机电源207的电力，则除了不需要来自燃料电池模块外部的电力供给，减少布线以外，只要使燃料气体通过燃料供给单元8i，就能进行燃料电池模块的自动启动。
另外，在图1～图3中为了对每个部位进行功能分离，而将升压变换器2和单元状态监视基板3作为不同的块示出，但根据燃料电池模块内部的配置结构，将升压变换器2和单元状态监视基板3配置成同一个块，例如配置在同一个基板上也没关系。也可以将升压变换器2和单元状态监视基板3配置在同一个块中，省略连接电缆6。
图4在横轴上用时间表示燃料电池模块的启动及停止时的转换状态。首先，启动时，在时刻T1使预定量的燃料气体8i’从燃料电池模块的外部流通到燃料供给单元8i中。燃料供给后，燃料电池堆1两端的电极之间的电压5’立刻开始上升，从电压5’达到预定的电压阈值V1的时刻T2，辅机电源207开始驱动，供给预定的控制电压207’。此后，电压5’继续上升，直至电压5’达到饱和电压V2的时刻T3为止。在时刻T3之后，从时刻T4到时刻T5，使发电电流204’增加，直至燃料电池堆1的发电电流204’与单元状态监视基板3运算的最佳电流指令值一致为止。伴随发电电流204’的增加，电压5’根据燃料电池堆1的V-I特性而减少。
停止时，在时刻T6，停止燃料气体8i’的流通。由于燃料气体8i’的停止，电压5’下降，随着电压5’的下降减少发电电流204’。在时刻T6，发电电流204’下降到辅机电源207的供给电流，此后使微弱的电流继续流过辅机电源207内部，直至残留在燃料电池堆1内部的氢气消灭的时刻T7为止，直至模块停止。通过在从时刻T6到时刻T7的期间内，使微弱的电流流过辅机电源207的电路，在燃料电池堆1内部，不会使可燃性气体残留在内部，能安全地停止燃料电池模块的运转。
另外，在电压5’达到了饱和电压V2的T3阶段，也可以由通过通信连接器12等的通信单元，将能够发电的信息通知到燃料电池模块的外部。另外，也可以根据通过通信单元的来自外部的开始触发，决定时刻T4的开始。如果这样利用通过通信单元的与燃料电池模块的外部的通信，使燃料电池模块运转，则能与从燃料电池模块外部连接在端子板13上的外部电路的状态一致地使燃料电池模块运转，所以能防止升压变换器2的过压等的输出异常。另外，将显示用的发光二极管设置在燃料电池模块框体11上，如果根据时刻T1～时刻T7中的至少一个时刻，使发光二极管点亮、熄灭、或者闪烁，则在例如引起燃料电池模块和外部之间的通信异常，而不能判断模块内部的状态的情况下，也能通过视觉判断模块内部的状态。
[实施例2]
用图5说明本实施例的燃料电池模块。具有与上述的实施例1相同功能的结构要素用相同的附图标记表示，详细说明从略。燃料电池堆1是例如固体高分子型的燃料电池堆的情况下，燃料电池堆1发电时的工作温度约为70℃～80℃左右。因此，燃料电池模块框体11内部的温度上升，有可能影响升压变换器2等的电路元件。在本实施例中，在燃料电池堆1和升压变换器2的接触面之间、以及燃料电池堆1和单元状态监视基板3的接触面之间设有绝热单元501，因此能抑制由于燃料电池堆1的发热传递给框体11内部而产生的对框体11内部的电路元件的影响。
这里作为绝热单元501，能设置例如玻璃纤维等具有绝热性的绝热部件、或具有热电效应的热电材料、以及空气流通的通风路径等。另外，不仅将绝热单元501设置在燃料电池堆1与升压变换器2或者与单元状态监视基板3的接触面之间，而且还能采用利用绝热单元501包围燃料电池堆1的全部表面的结构，抑制框体11内部的温度上升。另外如图5所示，也可以在升压变换器2内部离开燃料电池堆1的位置，备有作为散热单元的散热片502，将在高温下特性劣化的元件设置在散热片502上，在面向升压变换器2的框体11的面的一部分上设有通气口503，减轻燃料电池堆1的发热对升压变换器2的影响。
[实施例3]
用图6、图7说明本实施例。具有与实施例1、实施例2相同功能的结构要素用相同的附图标记表示，详细说明从略。在本实施例中如图6所示，将升压变换器2设置在与燃料电池堆1的层叠面相邻的位置。在图6中，升压变换器2和单元状态监视基板3都与燃料电池堆1的层叠面相邻地设置，另外也可以在一个基板上构成升压变换器2和单元状态监视基板3的功能，汇总在单一的块中。
在本实施例中，如图6所示，将燃料电池模块框体11的外形做成具有3组互相相对的两个面的大致长方体形，燃料供给单元8i、排放气体排出单元8o、热媒体供给单元9i、以及热媒体排出单元9o等管道系统、以及端子板13、通信连接器12等电气布线系统等与外部连接的系统，例如，如A面和B面所示，汇总地设置在相对的一组面上。如果采用该结构，则将多台燃料电池模块并联连接或串联连接而同时使用时，能使除了A面及B面以外的面之间紧靠着配置各燃料电池模块，因此可以减少配置空间，缩短布线。另外，上述管道系统与上述电气布线系统相比，在进行了弯曲加工的情况下，前者占有的空间大。
因此，关于长方体形的框体11，通过将管道连接在相对的一组面的两面上，将上述电气布线系统和上述管道系统分配给不同的面，例如在面A上备有上述电气布线系统，在面B上备有上述管道系统，构成为使面A和面B相对，则能省略连接上述电气布线系统的面侧的管道占据的空间，能削除或缩小模块连接部的空间。另外，由于能使端子板13与流过热媒体供给单元9i及热媒体排出单元9o的冷却水系统离开一段距离，所以即使例如上述冷却水系统出现漏水，也能避免端子板13之间的绝缘破坏的可能性。
另外，如果框体11的A面及B面是构成长方体的6个面中面积最小的一对面，则能缩小由上述电气布线系统和上述管道系统的连接引起的静区。
图7表示排放气体排出单元8o及热媒体排出单元9o和燃料电池堆1的连接点配置在与升压变换器2接触的面上的情况。在将上述电气布线系统和上述管道系统配置在同一个面A上的情况下，如图7所示，框体11的连接面A上的配置情况如下：使管道系统沿着面A的一边，配置在不使连接管道系统的部件的线，在图7中是连接排放气体排出单元8o的中心和热媒体排出单元9o的中心的线与连接电气布线系统的线，在图7中是连接通信连接器12的中心和端子板13的中心的线在面A上交叉的位置上，由此能容易地进行布线及配管。另外，在上述管道系统中包括冷却水系统的情况下，将电气布线系统配置在冷却水系统的上侧，即使冷却水系统中出现漏水时，也能避免电气布线系统的绝缘破坏。
[实施例4]
用图8说明本实施例。具有与上述的实施例1至实施例3相同功能的结构要素用相同的附图标记表示，详细说明从略。图8表示使用了实施例1至实施例3所示的燃料电池模块的发电系统。联结逆变器407通过端子板13，导电性地连接在电极7P、7N上。联结逆变器407将在端子板13上产生的电力，逆变换成具有工业交流电力系统409的电压振幅及频率的交流电力。通过联结逆变器407的逆变换获得的交流电力被供给工业交流电力系统409或系统负荷411。另外，接地线410连接在框体11的预定的接地端子上。
氢制造装置401是产生成为燃料电池堆1的燃料的富氢气体的装置，能使用从城市煤气或煤油等中提取氢的改质装置、或对水进行电解的电解槽等。在氢制造装置401中产生的富氢气体用燃料鼓风机402输送给燃料供给单元8i。从排放气体排出单元8o排出的排放气体循环到氢制造装置中，对排放气体中的氢进行回收或燃烧利用。这里，也可以在燃料供给单元8i及排放气体排出单元8o的任意一者中，在至框体11的连接点附近对管道进行向下弯曲加工，防止富氢气体及排放气体中含有的水蒸气冷凝后的液滴进入框体11内部。在冷却水箱403中储存着成为与在燃料电池堆1中发生的热进行交换的热媒体的冷却水，冷却水利用冷却水泵404输送给热媒体供给单元9i。在此，例如，将高纯度的水用于冷却水。与燃料电池堆1的热进行了交换后的冷却水从热媒体排出单元9o排出，通过了热交换器405后，循环到冷却水箱403中。
系统控制406一边监视设置在联结逆变器407和系统负荷411的连接点与工业交流电力系统409之间的接收电力传感器408检测到的接收电流值412、以及由燃料电池模块的通信连接器12获得的模块状态信号415，一边发出燃料鼓风机流量指令413及冷却水泵指令414。在此，如果使燃料鼓风机流量指令413与接收电流值412的增减一致地增减，则由于与燃料的增减一致地，燃料电池模块内最佳电流指令值产生变化，增减从端子板13获得的电力，所以与系统负荷411的变化一致的发电系统的运转成为可能。
如果采用以上说明的结构，则由于燃料电池模块具有最佳电流发电、异常判断、绝缘功能，所以能构筑向系统中的燃料电池的组装设计容易的发电系统。
另外，在用一个燃料电池模块的燃料电池堆1的发电电力不能供应系统负荷411的情况下，根据用途组合多台燃料电池模块，只要将各自的端子板13串联或并联连接起来，就能增加发电系统的输出容量。在将多个燃料电池模块组合起来的情况下，分配给各个燃料电池模块的燃料气体的供给，在模块之间有可能不均匀，但由于在燃料气体的供给量少的燃料电池模块中自己控制输出，防止过度的发电运转，能确保全部燃料电池堆1处于健全的状态，所以能实现将多台燃料电池模块组合起来的发电系统的长寿命化。
另外，在将多个燃料电池模块组合起来的情况下，例如关于模块状态信号415的通信，也可以对各个燃料电池模块能进行“主要”/“从属”的选择，在系统控制406中，仅对选择了“主要”的燃料电池模块连接通信用的布线。

Claims (17)

1、一种燃料电池模块，将层叠了多个燃料电池单元的燃料电池堆收容在框体中，其特征在于：
该燃料电池模块在上述框体内备有：
监视上述燃料电池单元的状态并输出燃料电池单元的状态的监视单元；以及
导电性地连接在该燃料电池堆上，输入从上述燃料电池堆输出的发电电流的电压变换单元，
该电压变换单元输入从上述监视单元输出的上述燃料电池单元的状态，增加或减少从上述燃料电池堆输出的发电电流。
2、根据权利要求1所述的燃料电池模块，其特征在于：
在上述框体上配置了：将燃料气体供给上述燃料电池堆的燃料供给单元；排出从上述燃料电池堆排出的燃料排放气体的排放气体排出单元；供给交换在上述燃料电池堆中发生的热的热媒体的热媒体供给单元；以及供给上述电压变换单元的输出电力的电压输出单元。
3、根据权利要求1所述的燃料电池模块，其特征在于：
上述电压变换单元在输入上述燃料电池堆的发电电流的输入侧和电压变换单元的输出侧之间进行电气绝缘。
4、根据权利要求3所述的燃料电池模块，其特征在于：
上述电压变换单元备有变压器和半导体元件，将输入的直流电压暂时变换成交流电力，对该交流电力进行整流，输出直流电压。
5、根据权利要求1所述的燃料电池模块，其特征在于：
上述监视单元监视上述燃料电池单元的电压和温度两者中的某一者或两者。
6、根据权利要求1所述的燃料电池模块，其特征在于：
从上述燃料电池堆供给上述监视单元和电压变换单元消耗的电力的一部分或全部。
7、根据权利要求1所述的燃料电池模块，其特征在于：
上述框体上备有通信单元或显示单元中的至少一者，通过该通信单元或显示单元，将上述燃料电池堆的状态通知给燃料电池模块外部。
8、根据权利要求1所述的燃料电池模块，其特征在于：
上述框体上备有通信单元，根据通过该通信单元输入的燃料电池模块外部的通信，进行上述电压变换单元输出的电力供给的开始或停止。
9、根据权利要求1所述的燃料电池模块，其特征在于：
使绝热单元介于中间，配置上述框体内配置的上述燃料电池堆和上述电压变换单元。
10、根据权利要求1所述的燃料电池模块，其特征在于：
上述框体上备有能使上述框体内配置的电压变换单元通气的空孔。
11、一种燃料电池模块，将层叠了多个燃料电池单元的燃料电池堆收容在框体中，其特征在于：
在上述框体内，配置有输入从燃料电池堆输出的发电电流的电压变换单元，
在上述框体的相对的两面或一面上，配置有：将燃料气体供给上述燃料电池堆的燃料供给单元；排出从上述燃料电池堆排出的燃料排放气体的排放气体排出单元；以及供给上述电压变换单元的输出电力的电压输出单元。
12、根据权利要求11所述的燃料电池模块，其特征在于：
上述框体是具有3组互相相对的两个面的大致长方体形，上述燃料供给单元、上述排放气体排出单元、以及上述电压输出单元配置在上述3组中面积最小的相对的两面、或面积最小的相对的两面中的一个面上。
13、根据权利要求12所述的燃料电池模块，其特征在于：
上述燃料供给单元、上述排放气体排出单元、热媒体供给单元、以及热媒体排出单元被配置在上述框体的同一个面上。
14、根据权利要求11所述的燃料电池模块，其特征在于：上述燃料电池单元中使用了固体高分子型的燃料电池。
15、一种使用燃料电池模块的发电系统，备有连接在工业交流电力系统上的联结逆变器、以及连接在该联结逆变器的直流侧的燃料电池模块，其特征在于：
该燃料电池模块在框体内备有：
层叠了多个燃料电池单元的燃料电池堆；
监视该燃料电池单元的状态并输出燃料电池单元的状态的监视单元；以及
导电性地连接在该燃料电池堆上，输入从上述燃料电池堆输出的发电电流的电压变换单元，
该电压变换单元输入从上述监视单元输出的上述燃料电池单元的状态，增加或减少上述燃料电池堆输出的发电电流。
16、根据权利要求15所述的使用燃料电池模块的发电系统，其特征在于：
备有多个上述燃料电池模块，且导电性地串联或并联连接该多个上述燃料电池模块的电压输出单元的输出电压。
17、根据权利要求16所述的使用燃料电池模块的发电系统，其特征在于：
该多个上述燃料电池模块输出相互不同的电力。
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