JP2023021039A - 大規模燃料電池システム及びこのシステムを設置する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】大規模燃料電池システムを設置する方法に関するものである。【解決手段】モジュール式燃料電池サブシステム（１２）が、複数の列を備え、各列は、複数の燃料電池パワーモジュール（１２）と、燃料電池パワーモジュール（１２）に電気接続される電力調整モジュール（１８）とを備える。単一のガス／水分配モジュール（ＷＤＭ）が、燃料電池パワーモジュール（１２）の複数の列に流体接続され、単一の小型配電モジュール（ＭＰＤＳ）が、モジュールの各列において電力調整モジュール（１８）のそれぞれに電気接続される。モジュールの各列は、複数の燃料電池パワーモジュール（１２）の電力調整モジュール（１８）とは反対の側部に配置された燃料処理モジュールを更に備える。燃料及び水接続部は、列の燃料処理モジュールを含む側部から各列に進入し、電気接続部は、列の電力調整モジュール（１８）を含む側部から各列に進入する。【選択図】図１９Ｃ

Description

［関連出願］
本出願は、２０２１年７月３０日に出願された米国仮出願第６３／２２７，８３６号、２０２２年１月２０日に出願された米国仮出願第６３／３０１，３９９号、及び２０２２年２月７日に出願された米国仮出願第６３／３０７，３０９号に対する優先権の利益を主張する。これらの出願の全教示は参照により本明細書に援用する。

本開示は、包括的には、燃料電池システムに関し、具体的には、大規模燃料電池システム及びこのシステムを設置する方法に関する。

迅速で安価な設置は、燃料電池システムの普及を増大させる一助となり得る。概して配管及び電線用のトレンチ掘りを必要とする現場打ち式カスタム設計のコンクリートパッドの設置コストは、法外なものになり得る。コンクリート打ち及びトレンチには、概して１つ以上の建築許可及び建築検査官の審査が必要となることから、設置時間も大抵の現場において問題となる。

さらに、固定の燃料電池システムは、不動産のコストが結構高い又は利用可能な空間が限られている場所（例えば、ローディングドック、隘路、又は建物の間の空間等）に設置されることがある。燃料電池システムの設置は、利用可能な空間の利用率が高くあるべきである。ドア等を介してシステムにアクセスするために相当な量の離れた空間が必要となる場合、不動産の設置コストは大幅に増大する。

現場に設置される燃料電池システムの数が増える場合、概して生じる問題の１つは、（１つのユニット又は他方のユニットの保守を可能にするために、）これらのシステム間に離れた空間が必要となることである。燃料電池システムの顧客が使用する可能性の観点から、システム間の空間は失われる。

幾つかの燃料電池システムの設計の場合、これらの問題は、単体システム設計の全体キャパシティを増大させることによって解決される。しかしながら、これにより、必要となるコンクリートパッドのサイズ及び重量が増大することから、新たな課題が生まれる。したがって、この戦略はシステムの設置時間を増大させる傾向がある。さらに、システムの最小サイズが増大するにつれて、設計の耐障害性が低減する。

燃料電池システムの燃料電池スタック又はコラムは、通常、ホットボックス（すなわち、断熱コンテナ）内に配置される。既設の大規模燃料電池システムのホットボックスは、キャビネット、ハウジング又はエンクロージャー内に収容される。キャビネット、エンクロージャー、及びハウジングという用語は、本明細書において区別なく使用される。通常、キャビネットは金属製である。金属には、引っかき傷、凹み及び腐食が生じやすい自動車用又は産業用粉末塗料が塗られる。これらのキャビネットの大半は、現在の産業ＨＶＡＣ機器キャビネットと同様である。

１つの実施形態において、モジュール式燃料電池サブシステムは、複数の燃料電池パワーモジュールと、前記燃料電池パワーモジュールに電気接続されるＤＣ／ＡＣインバーターを含む電力調整モジュールとを各列が備えるモジュールの複数の列と、燃料電池パワーモジュールの複数の列に流体接続される単一のガス／水分配モジュールと、前記モジュールの複数の列の各列内における前記電力調整モジュールに電気接続される単一の小型配電モジュールとを備える。

１つの実施形態において、燃料電池システムは、複数の前記モジュール式燃料電池サブシステムと、前記複数のモジュール式燃料電池サブシステムに電気接続されるシステム配電ユニットと、前記複数のモジュール式燃料電池サブシステムを、ユーティリティ燃料管、ユーティリティ水管及び前記システム配電ユニットに接続する、配管及びワイヤを収容する複数のプレキャストコンクリートトレンチとを備える。

別の実施形態において、燃料電池パワーモジュールは、気泡コンクリートの土台と、前記土台の上に配置されるとともに、前記土台よりも小さい面積を有する非気泡コンクリートパッドと、前記コンクリートの土台上に配置され、少なくとも１つの燃料電池スタックを含む燃料電池パワーモジュールとを備える。１つの実施形態において、前記燃料電池パワーモジュールを配電ユニットに接続するワイヤを収容するプレキャストコンクリートトレンチが提供される。

別の実施形態において、燃料電池システムモジュールの複数の列と、電気接続部と、少なくとも１つの配管接続部とを備え、前記燃料電池システムモジュールの複数の列は、各列が、複数の燃料電池パワーモジュールと、前記パワーモジュールに電気接続されるＤＣ／ＡＣインバーターを含む電力調整モジュールと、前記パワーモジュールに流体接続される燃料の事前処理を行う構成要素を含む燃料処理モジュールとを備え、前記電力調整モジュールは、前記複数の燃料電池モジュールの第１の側部に配置され、前記燃料処理モジュールは、前記燃料電池システムモジュールの複数の列の各列において前記複数の燃料電池モジュールの前記第１の側部とは反対側の第２の側部に配置され、前記電気接続部は、それぞれの前記列の前記第１の側部に配置された各列の前記電力調整モジュールに対して設置され、前記配管接続部は、それぞれの前記列の前記第２の側部に配置された各列の前記燃料処理モジュールに対して設置されている。

図１は、本開示の様々な実施形態に係るモジュール式燃料電池システムの斜視図である。 図２は、本開示の様々な実施形態に係るモジュール式燃料電池システムの平面図である。 図３Ａは、図２の燃料電池システムのパッドの上面図である。 図３Ｂは、図２の燃料電池システムのパッドの斜視図である。 図３Ｃは、図２の燃料電池システムのパッドの斜視図である。 図３Ｄは、図２の燃料電池システムのパッドの修正版の斜視図である。 図４Ａは、本開示の様々な実施形態に係るモジュール式燃料電池システムの斜視図である。 図４Ｂは、図４Ａのシステムの平面図である。 図４Ｃは、図４Ａの燃料電池システムのパッドの概略図である。 図５Ａは、本開示の様々な実施形態に係るモジュール式燃料電池システムの平面図である。 図５Ｂは、図５Ａの燃料電池システムのパッドの概略図である。 図５Ｃは、本開示の様々な実施形態に係るモジュール式燃料電池システムの平面図である。 図５Ｄは、図５Ｃの燃料電池システムのパッドの概略図である。 図６Ａは、本開示の様々な実施形態に係るモジュール式燃料電池システムの平面図である。 図６Ｂは、図６Ａの燃料電池システムのパッドの概略図である。 図７Ａは、本開示の様々な実施形態に係るモジュール式燃料電池システムの平面図である。 図７Ｂは、図７Ａの燃料電池システムのパッドの概略図である。 図８は、本開示の様々な実施形態に係るモジュール式パッドセクションの斜視図である。 図９Ａは、本開示の様々な実施形態に係るモジュール式パッドの斜視図である。 図９Ｂは、本開示の様々な実施形態に係るモジュール式パッドの斜視図である。 図１０は、本開示の様々な実施形態に係るモジュール式パッドの斜視図である。 図１１は、本開示の様々な実施形態に係るモジュール式パッドを示す図である。 図１２は、本開示の様々な実施形態に係るモジュール式パッドを示す図である。 図１３Ａは、本開示の様々な実施形態に係るパッドの斜視図である。 図１３Ｂは、本開示の様々な実施形態に係るパッドの斜視図である。 図１４は、本開示の様々な実施形態に係る燃料電池システムのモジュール式パッドの斜視図である。 図１５は、本開示の様々な実施形態に係る燃料電池システムのモジュール式パッドの斜視図である。 図１６は、本開示の様々な実施形態に係る燃料電池システムのモジュール式パッドの斜視図である。 図１７は、本開示の様々な実施形態に係る燃料電池システムのパッドセクションの斜視図である。 図１８Ａは、燃料電池システムの支持フレームの斜視図である。 図１８Ｂは、図１８Ａの支持フレーム上のモジュールを示す図である。 図１９Ａは、本開示の実施形態に係る、プレキャストコンクリートトレンチが配管及び配線で埋められる前の大規模燃料電池システムの上面図である。 図１９Ｂは、本開示の実施形態に係る、プレキャストコンクリートトレンチが配管及び配線で埋められた後の大規模燃料電池システムの上面図である。 図１９Ｃは、図１９Ａの大規模燃料電池システムの斜視図である。 図１９Ｄは、図１９Ａの大規模燃料電池システムの斜視図である。 図１９Ｅは、図１９Ｃのガス／水分配モジュールの構成要素の概略側面図である。 図１９Ｆは、図１９Ｄの大規模燃料電池システムのモジュールのパッドの側面断面図である。 図１９Ｇは、図１９Ａのシステムの機能概略図である。 図１９Ｈは、図１９Ａ及び図１９Ｇのシステムの構成要素の斜視図である。 図１９Ｉは、図１９Ａ及び図１９Ｇのシステムの構成要素の斜視図である。 図１９Ｊは、集中型の脱硫器を備える燃料処理モジュールの図である。 図１９Ｋは、図１９Ａの大規模燃料電池システムのブロックの上面図である。 図１９Ｌは、本開示の代替的な実施形態に係る大規模燃料電池システムの上面図である。 図２０Ａは、図１９Ａ～図１９Ｆの大規模燃料電池システムを設置する方法におけるステップの斜視図である。 図２０Ｂは、図１９Ａ～図１９Ｆの大規模燃料電池システムを設置する方法におけるステップの斜視図である。 図２０Ｃは、図１９Ａ～図１９Ｆの大規模燃料電池システムを設置する方法におけるステップの斜視図である。 図２０Ｄは、図１９Ａ～図１９Ｆの大規模燃料電池システムを設置する方法におけるステップの斜視図である。 図２０Ｅは、図１９Ａ～図１９Ｆの大規模燃料電池システムを設置する方法におけるステップの斜視図である。 図２０Ｆは、図１９Ａ～図１９Ｆの大規模燃料電池システムを設置する方法におけるステップの斜視図である。 図２０Ｇは、図１９Ａ～図１９Ｆの大規模燃料電池システムを設置する方法におけるステップの斜視図である。 図２０Ｈは、図１９Ａ～図１９Ｆの大規模燃料電池システムを設置する方法におけるステップの斜視図である。 図２０Ｉは、図１９Ａ～図１９Ｆの大規模燃料電池システムを設置する方法におけるステップの斜視図である。 図２０Ｊは、図１９Ａ～図１９Ｆの大規模燃料電池システムを設置する方法におけるステップの斜視図である。 図２１は、一実施形態に係るサブシステムの概略上面図である。 図２２Ａは、図２１のサブシステムの電気構成要素の概略回路図である。 図２２Ｂは、図２１のサブシステムの電気構成要素の概略回路図である。 図２３は、本開示の一実施形態に係る電気構成要素の概略回路図である。 図２４は、本開示の実施形態のシステムの設置時に使用することができるコンクリート縁石及びレースウェイの写真である。 図２５Ａは、本開示の実施形態のシステムの設置時に使用することができるコンクリート縁石及びレースウェイの写真である。 図２５Ｂは、本開示の実施形態のシステムの設置時に使用することができるコンクリート縁石及びレースウェイの写真である。 図２６Ａは、本開示の別の実施形態に係る大規模燃料電池システムの上面図である。 図２６Ｂは、図２６Ａの燃料電池システムのブロックの上面図である。 図２６Ｃは、本開示の一実施形態に係る、燃料及び水用の導管及び電気配線を示す、図２６Ａの燃料電池システムのブロックの代替的な構成の上面図である。 図２６Ｄは、パワーモジュールの列の第１の端部におけるガス導管及び水導管の側方進入及びパワーモジュールの列の第２の端部における電気配線の側方進入を示す、図２６Ａの燃料電池システムのブロックの斜視図である。 図２６Ｅは、本開示の様々な実施形態に係る燃料電池電力システムのブロックの、パワーモジュールの列と集中型の（ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ）システム配電ユニットとの間に延在する電気配線を収容するコンクリートトレンチの斜視図である。 図２７Ａは、図２６Ａ～図２６Ｅに示すような燃料電池電力システムのブロックのコンクリートパッド及びプレキャストコンクリートトレンチの斜視図である。 図２７Ｂは、本開示の様々な実施形態に係る電気接続部を収容するプレキャストコンクリートトレンチの斜視図である。 図２７Ｃは、図２７Ｂのプレキャストコンクリートトレンチの上面図である。 図２８Ａは、本開示の様々な実施形態に係る燃料電池システムモジュールを支持するコンクリートパッドの部分透視斜視図である。 図２８Ｂは、図２８Ａのコンクリートパッドの部分透視上面図である。 図２８Ｃは、本開示の様々な実施形態に係るコンクリートパッドの上面に取り付けられるオーバーレイ構造を含む図２８Ａのコンクリートパッドの上面図である。 図２８Ｄは、本開示の様々な実施形態に係るシステム配電ユニットの構成要素を支持するコンクリートパッドの上面図である。 図２９Ａは、本開示の様々な実施形態に係る燃料電池システムモジュールのキャビネットの側面に隣接して配置されたサービス再配置モジュールの斜視図である。 図２９Ｂは、本開示の様々な実施形態に係る燃料電池システムモジュールのキャビネットの側面に隣接して配置されたサービス再配置モジュールの斜視図である。

以上の一般的な記載及び以下の詳細な記載はいずれも、例示的かつ説明的なものに過ぎず、特許請求の範囲に係る本発明を限定するものではないことが理解される。

図１を参照すると、一例示的な実施形態に係るモジュール式燃料電池システム１０が示されている。モジュール式システム１０は、２００７年１月２２日に出願された米国特許出願第１１／６５６，００６号及び２０１４年３月１３日に出願された米国特許出願第１４／２０８，１９０号に記載のモジュール及び構成要素を含むことができ、これらの特許出願は、全体を参照により本明細書に援用する。燃料電池システム１０のモジュール式設計は、柔軟なシステム設置及び動作を提供する。モジュールは、単一の設計セットで、発電設備容量の拡縮、確実な発電、柔軟な燃料処理、並びに電力出力電圧及び周波数の柔軟性を可能にする。モジュール式設計により、非常に高い可用性及び信頼性を有する「常時稼働」のユニットがもたらされる。また、この設計により、規模拡大の簡単な手段が提供され、顧客の設備の具体的な要件が満たされる。モジュール式設計により、顧客によって及び／又は地理的領域によって異なり得る入手可能な燃料、並びに必要な電圧及び周波数の利用が可能にもなる。

モジュール式燃料電池システム１０は、少なくとも１つの（好ましくは２つ以上又は複数の）パワーモジュール１２と、１つ以上の燃料処理モジュール１６と、１つ以上の電力調整（すなわち、電気出力）モジュール１８とが配設されるハウジング１４を備える。実施形態において、電力調整モジュール１８は、直流電流（ＤＣ）を送達するように構成される。代替の実施形態において、電力調整モジュール１８は、交流電流（ＡＣ）を送達するように構成される。これらの実施形態において、電力調整モジュール１８は、インバーター等、ＤＣをＡＣに変換する機構を含む。例えば、システム１０は、任意の所望の数のモジュール、例えば、２個～３０個のパワーモジュール、例えば３個～１２個のパワーモジュール、例えば６個～１２個のモジュールを備えることができる。

図１のシステム１０は、パッド２０上に６つのパワーモジュール１２（横並びにスタックされる６つのモジュールの１つの列）と、１つの燃料処理モジュール１６と、１つの電力調整モジュール１８とを備える。ハウジング１４は、各モジュール１２、１６、１８を収容するキャビネットを含むことができる。代替的には、より詳細に後述するように、モジュール１６及びモジュール１８は単一のキャビネット内に配設してもよい。パワーモジュール１２の１つの列が示されているが、システムは２つ以上の列のモジュール１２を備えてもよい。例えば、システム１０は、背中合わせに／端から端まで配置される２つの列のパワーモジュール１８を備えてもよい。

各パワーモジュール１２は、１つ以上のホットボックス１３を収容するように構成される。各ホットボックスは、燃料電池の１つ以上のスタック又はコラム（明確にするために図示せず）、例えば、導電性相互接続プレートによって分離されるセラミック酸化物電解質を有する固体酸化物燃料電池の１つ以上のスタック又はコラムを含む。ＰＥＭ、溶融炭酸塩、リン酸等の他の燃料電池タイプを使用してもよい。

燃料電池スタックは、外部的に及び／又は内部的にマニホールドされた（ｍａｎｉｆｏｌｄｅｄ）スタックを含むことができる。例えば、スタックは、燃料電池層及び／又は燃料電池の間の相互接続プレートにおける開口を貫通する燃料及び空気上昇管を有し、燃料及び空気用に内部的にマニホールドされていてもよい。

代替的には、燃料電池スタックは、燃料用に内部的にマニホールドされ、空気用に外部的にマニホールドされていてもよく、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第７，７１３，６４９号に記載のように、燃料入口及び排気上昇管のみが、燃料電池層及び／又は燃料電池の間の相互接続プレートにおける開口を貫通していてもよい。燃料電池は、交差流構成（空気及び燃料が、各燃料電池内の電解質の対向する側において互いに対して略垂直に流れる）を有することもできるし、向流並列構成（空気及び燃料が、各燃料電池内の電解質の対向する側において、互いに対して略平行だが対向する方向に流れる）を有することもできるし、並行流並列構成（空気及び燃料が、各燃料電池内の電解質の対向する側において、同じ方向に互いに対して略平行に流れる）を有することもできる。

モジュール式燃料電池システム１０は、少なくとも１つの燃料処理モジュール１６も含む。燃料処理モジュール１６は、吸着床（例えば、脱硫器及び／又は他の不純物吸着床）等の燃料の事前処理を行う構成要素を含む。燃料処理モジュール１６は、特定のタイプの燃料を処理するように設計することができる。例えば、システムは、ディーゼル燃料処理モジュール、天然ガス燃料処理モジュール、及びエタノール燃料処理モジュールを含むことができ、これらのモジュールは、同じキャビネット内又は異なるキャビネット内に設けることができる。特定の燃料用に誂えられる異なる床組成を各モジュール内に設けることができる。処理モジュール（複数の場合もある）１６は、管路から供給される天然ガス、圧縮天然ガス、メタン、プロパン、液体石油ガス、ガソリン、ディーゼル、家庭暖房用石油、灯油、ＪＰ－５、ＪＰ－８、航空燃料、水素、アンモニア、エタノール、メタノール、合成ガス、バイオガス、バイオディーゼル及び他の適切な炭化水素又は水素含有燃料から選択される燃料のうちの少なくとも１つを処理するように構成されていてもよい。望ましい場合、燃料処理モジュール１６は改質器１７を含むことができる。代替的には、改質器１７を燃料電池スタック（複数の場合もある）に熱的に統合することが望ましい場合、別個の改質器１７がそれぞれのパワーモジュール１２内の各ホットボックス１３内に配置されてもよい。さらに、内部改質燃料電池が使用される場合、外部改質器１７を完全に省くことができる。

電力調整モジュール１８は、燃料電池スタックが生成したＤＣ電力をＡＣ電力に変換する構成要素（例えば、全体を参照により本明細書に援用する米国特許第７，７０５，４９０号に記載のＤＣ／ＤＣコンバーター及びＤＣ／ＡＣコンバーター）、グリッドに対するＡＣ電力出力用の電気コネクタ、電気的過渡現象を管理する回路、システムコントローラー（例えば、コンピューター又は専用制御論理装置若しくは回路）を含む。電力調整モジュール１８は、燃料電池モジュールからのＤＣ電力を異なるＡＣ電圧及び周波数に変換するように設計することができる。２０８Ｖ、６０Ｈｚ；４８０Ｖ、６０Ｈｚ；４１５Ｖ、５０Ｈｚ並びに他の一般的な電圧及び周波数用の設計を提供するように設計してもよい。

燃料処理モジュール１６及び電力調整モジュール１８は、ハウジング１４の１つのキャビネット内に収容してもよい。単一の入力／出力キャビネットが設けられる場合、モジュール１６及び１８は、キャビネット内で鉛直に（例えば、電力調整モジュール１８の構成要素を燃料処理モジュール１６の脱硫器キャニスター／床の上方に）又は横並びに配置してもよい。

図１の１つの例示的な実施形態に示すように、１つのキャビネットが６つのパワーモジュール１２の１つの列のために設けられ、パワーモジュール１２は、入力／出力モジュールの１つの側部に横並びで直線状に配置される。モジュールの列は、例えば、システムが電力を供給する建物に隣接して（例えば、モジュールのキャビネットの背面が建物の壁に面している状態で）位置決めすることができる。パワーモジュール１２の１つの列が示されているが、システムは２つ以上の列のモジュール１２を備えてもよい。例えば、上記で述べたように、システムは、背中合わせにスタックされる２つの列のパワーモジュールを備えてもよい。

パワーモジュール１２の直線状の配列（ｌｉｎｅａｒ ａｒｒａｙ）は容易に拡縮される。例えば、より多数の又は少数のパワーモジュール１２を、燃料電池システム１０によってサービス提供される建物又は他の施設の電力需要に応じて設けてもよい。パワーモジュール１２及び入力／出力モジュールは、他の比率で設けてもよい。例えば、他の例示的な実施形態において、より多数の又は少数のパワーモジュール１２を入力／出力モジュール１６／１８に隣接して設けてもよい。さらに、２つ以上の入力／出力モジュール１６／１８によって（例えば、別個の燃料処理モジュール１６及び電力調整モジュール１８キャビネットを用いて）サポート機能をサービス提供することができる。加えて、好ましい実施形態において、入力／出力モジュール１６／１８が、パワーモジュール１２の列の端部にあるが、パワーモジュール１２の列の中央に位置してもよい。

モジュール式燃料電池システム１０は、システム１０の構成要素の点検を容易にするように構成することができる。定期的に又は頻繁に保守点検される構成要素（消耗部品等）は全て、単一のモジュール内に置いて、サービスマンが必要とする時間が削減されるようにしてもよい。
例えば、天然ガスを燃料とするシステム用のパージガス（任意選択）及び脱硫器材料を、単一のモジュール（例えば、燃料処理モジュール１６又は併合した入力／出力モジュール１６／１８キャビネット）内に置くことができる。これは、定期的なメンテナンスに際してアクセスされる唯一のモジュールキャビネットとなる。そのため、各モジュール１２、１６、及び１８は、他のモジュールキャビネットを開くことなく、また、他のモジュールを点検、修理、又は取り外しを行うことなく、点検、修理又はシステムからの取り外しを行うことができる。

例えば、上述したように、システム１０は複数のパワーモジュール１２を備えることができる。少なくとも１つのパワーモジュール１２がオフラインになる（すなわち、オフラインのモジュール１２内のホットボックス１３内のスタックによって電力が生成されない）とき、残りのパワーモジュール１２、燃料処理モジュール１６及び電力調整モジュール１８（又は併合した入力／出力モジュール１６／１８）はオフラインにならない。さらに、燃料電池システム１０は、各タイプのモジュール１２、１６、又は１８を２つ以上含むことができる。特定のタイプの少なくとも１つのモジュールがオフラインになるとき、同じタイプの残りのモジュールはオフラインにならない。

そのため、複数のモジュールを備えるシステムにおいて、モジュール１２、１６、又は１８のそれぞれは、システムにおける他のモジュールの動作を停止することなく、電気的に切断し、燃料電池システム１０から取り外し、及び／又は点検若しくは修理することができ、燃料電池システムは発電を継続することが可能になる。１つのホットボックス１３内の燃料電池の１つのスタックが故障した又は点検のためにオフラインになった場合、燃料電池システム１０全体を止める必要はない。

図２は、本開示の様々な実施形態に係るモジュール式燃料電池システム２００の平面図を示している。燃料電池システム２００は、図１の燃料電池システム１０と同様である。したがって、同様の要素には同様の参照符号を使用し、両者の間の差異のみを詳細に説明する。

図２を参照すると、システム２００は、パッド２１０上に配設される、パワーモジュール１２と、電力調整モジュール１８と、燃料処理モジュール１６とを備える。システム２００は、モジュール１２、１６、１８にアクセスするためのドア３０を備えることができる。システム２００は装飾ドア３０Ａを更に備えることができる。

パワーモジュール１２は、背中合わせの構成で配設することができる。特に、パワーモジュール１２は並列に配設してもよく、燃料処理モジュール１６及び電力調整モジュールは列の端部に配設してもよい。したがって、システム２００は、全体的に矩形の構成を有し、他のシステム、例えば図１のシステム１０よりも長さが短いものであり得る。したがって、システム２００は、空間長さが問題となる場所に配設することができる。例えば、システム２００は、電力が提供される建物に隣接した駐車場に収まることができる。

システム２００が３つのパワーモジュール１２の２つの列を備えるものと図示されているが、本開示はいかなる特定の数のパワーモジュール１２にも限定されない。例えば、システム２００は、幾つかの実施形態において、２個～３０個のパワーモジュール１２、４個～１２個のパワーモジュール１２、又は６個～１２個のパワーモジュール１２を備えることができる。換言すれば、システム２００は、任意の所望の数のパワーモジュール１２を備えることができ、パワーモジュール１２は背中合わせの構成で配設される。加えて、燃料処理モジュール１６及び電力調整モジュール１８の位置は逆転してもよく、及び／又はモジュール１６、１８をシステム２００の片方の端部に配設してもよい。

図３Ａは、パッド２１０の概略上面図を示している。図３Ｂは、パッド２１０の斜視図を示しており、図３Ｃは、縁部カバーを含むパッド２１０の斜視図を示している。

図３Ａ～図３Ｃを参照すると、パッド２１０は土台２１２を備える。土台２１２は、コンクリート又は同様の材料から形成することができる。代替的には、土台２１２は、他の任意の適切な構造材料、例えば、鋼又は別の金属から作製することができ、単体としてプレキャストすることもできるし、部分的に注型することもできる。土台２１２は、土台材料をパターン型に注型し、注型された土台２１２を型から取り外し、その後、土台２１２を型の場所（例えば、土台製造施設内）から燃料電池システムの動作現場（すなわち、燃料電池システムが発電するように配置される場所）に輸送することによって作製してもよい。土台２１２は、単一部品として構成することもできるし、複数の接続セクションを含むこともできる。

土台２１２は、第１の貫通孔２１４及び第２の貫通孔２１６と、排水凹部２１８と、配線凹部２２０と、配管凹部２２２とを有することができる。土台２１２は、タイダウンポケット２２４と、タイダウンインサート２２６と、配管ブラケット２２８とを備えることもできる。

排水凹部２１８は、土台２１２の中央に沿ってモジュールの列の間に延在することができ、例えば、土台２１２上に収集された雨水又はデブリを収集するように構成することができる。タイダウンポケット２２４及びタイダウンインサート２２６は、対応するモジュールを土台２１２に固定するように構成することができる。配管凹部２２２は、土台２１２の周縁の周りに延在することができる。特に、配管凹部２２２は、土台２１２の３つ以上の縁部に沿って形成することができる。配線凹部２２０は、第１の貫通孔２１４から第２の貫通孔２１６に延在することができ、概ねＵ字形状とすることができる。

パッド２１０は、配管２３０と、配線２３２と、ブスバー２３４等のシステム電気接続部とを備えることもできる。特に、配線２３２は、配線凹部２２０内に配設することができ、モジュールのうちの１つ以上に接続することができる。例えば、配線２３２は、ブスバー２３４及びパワーモジュール１２のそれぞれに接続することができる。ブスバー２３４は、電力調整モジュール１８に接続することができる。電力調整モジュール１８は、第２の貫通孔２１６を通して外部負荷に接続することができる。ブスバー２３４は、配線２３２が貫通孔２１６にわたって延在しないように、貫通孔２１６の縁部上に配設することができる。しかしながら、そのような場所がシステム要件を満たすのに必要である場合、ブスバー２３４は、配線２３２が貫通孔２１６にわたって延在しないように、貫通孔２１６の対向する両側に配設してもよい。

配管２３０は、配管凹部２２２内に配設することができる。配管２３０は、第１の貫通孔２１４を介して外部の水源及び／又は燃料源に接続してもよく、配管ブラケット２２８に取り付けてもよい。特に、配管２３０は、燃料処理モジュール１６をパワーモジュール１２に接続する燃料管２３０Ａを含むことができる。配管２３０は、水をパワーモジュール１２に供給するように構成される水管２３０Ｂも含むことができる。配管２３０は、配管ブラケット２２８からパワーモジュール１２の間に延在するようにしてもよい。

図３Ｃに示すように、配管２３０は、縁部カバー２３６によって覆うことができる。特に、縁部カバー２３６は、配管凹部２２２を覆うように構成することができる。幾つかの実施形態において、縁部カバー２３６は、縁部カバー２３６を部品単位で取り外す及び／又は設置することができるように、複数のセグメントを含むことができる。

図３Ｄは、本開示の様々な実施形態に係るパッド２１１の斜視図を示している。パッド２１１は、パッド２１０の代わりの、図２の燃料電池システムのパッド２１０の代替版である。したがって、パッド２１０、２１１の間の差異のみを詳細に説明する。

図３Ｄを参照すると、パッド２１１は配線２３３を含むが、ブスバーを含まない。特に、配線２３３は、各パワーモジュール１２を電力調整モジュール１８に取り付けるように構成されるケーブルの形態とすることができ、システム電気接続部は、ケーブルアセンブリ入力部又は出力部２３７を含むことができる。

図４Ａは、本開示の様々な実施形態に係るモジュール式燃料電池システムの斜視図を示している。図４Ｂは、システム４００の平面図を示している。図４Ｃは、図４Ａのパッド４１０の概略図を示している。燃料電池システム４００は、図１の燃料電池システム１０と同様の構成要素を備える。したがって、同様の要素には同様の参照符号を使用し、その間の差異のみを詳細に説明する。

図４Ａ～図４Ｃを参照すると、システム４００は、パッド４１０上に配設される、パワーモジュール１２と、電力調整モジュール１８と、燃料処理モジュール１６とを備える。システム４００は、モジュール１２、１６、１８にアクセスするためのドア３０を備えることができる。システム４００は装飾ドア３０Ａを更に備えることができる。

パワーモジュール１２は、直線状の配置で配設することができる。特に、パワーモジュール１２は一列に配設してもよく、燃料処理モジュール１６及び電力調整モジュール１８は列の端部に配設してもよい。幾つかの実施形態によれば、燃料処理モジュール１６及び電力調整モジュール１８は、列の中央に配設することができる。したがって、システム４００は、全体的に直線状の構成を有し、直線状の空間を有するが幅が限られている場所に収められるかもしれない。そのような場所の一例は、大規模小売店の裏であり得る。

システム４００が６つのパワーモジュール１２の列を備えるものと図示されているが、本開示はいかなる特定の数のパワーモジュール１２にも限定されない。例えば、システム４００は、幾つかの実施形態において、２個～３０個のパワーモジュール１２、４個～１２個のパワーモジュール１２、又は６個～１２個のパワーモジュール１２を備えることができる。換言すれば、システム５００は、任意の所望の数のパワーモジュール１２を備えることができ、モジュール１２、１６、１８は直線状の構成で配設される。

パッド４１０は土台４１２を備える。土台４１２は、第１の貫通孔２１４及び第２の貫通孔２１６を有することができる。土台４１２は、図１０に関して後述するように、配線凹部及び配管凹部も有することができる。土台４１２は、コンクリート又は同様の材料から形成することができる。代替的には、土台４１２は、他の任意の適切な構造材料、例えば、鋼又は別の金属から作製することができ、単体としてプレキャストすることもできるし、部分的に注型することもできる。土台４１２は、土台材料をパターン型に注型し、注型された土台４１２を型から取り外し、その後、土台４１２を型の場所（例えば、土台製造施設内）から燃料電池システムの場所（すなわち、燃料電池システムが発電するように位置する場所）に輸送することによって作製してもよい。

パッド４１０は、配管２３０（例えば、水管２３０Ａ及び燃料管２３０Ｂ）と、配線２３２と、システムブスバー２３４とを備えることもできる。特に、配線２３２は、実質的に直線状の配線凹部内に配設することができ、モジュールのうちの１つ以上に接続することができる。例えば、配線２３２は、ブスバー２３４及びパワーモジュール１２のそれぞれに接続することができる。ブスバー２３４は、電力調整モジュール１８に接続することができる。電力調整モジュール１８は、第２の貫通孔２１６を通して外部負荷に接続することができる。ブスバー２３４は、配線２３２が第２の貫通孔２１６にわたって延在しないように、第２の貫通孔２１６の縁部上に配設することができる。しかしながら、そのような場所がシステム要件を満たすのに必要である場合、ブスバー２３４は、配線２３２が第２の貫通孔２１６にわたって延在しないように、第２の貫通孔２１６の対向する両側に配設してもよい。

幾つかの実施形態によれば、配管２３０及び配線２３２は、モジュール１２、１６、１８に接続することを容易にするために、ドア３０に隣接して配設することができる。換言すれば、配管２３０及び配線２３２は、土台４１２の縁部に隣接して配設することができる。幾つかの実施形態によれば、配線２３２は、図３Ｄに示すものと同様にケーブルの形態とすることができ、ブスバー２３４を省くことができる。

図５Ａは、本開示の様々な実施形態に係るモジュール式燃料電池システム５００の平面図を示している。図５Ｂは、図５Ａのパッド５１０の概略図を示している。燃料電池システム５００は、燃料電池システム２００と同様の構成要素を備える。したがって、同様の要素には同様の参照符号を使用し、その間の差異のみを詳細に説明する。

図５Ａ及び図５Ｂを参照すると、システム５００は、パッド５１０上に配設される、パワーモジュール１２と、電力調整モジュール１８と、燃料処理モジュール１６とを備える。システム５００は、モジュール１２、１６、１８にアクセスするためのドア３０を備えることができる。システム５００は装飾ドア３０Ａを更に備えることができる。

パワーモジュール１２は、Ｌ字形状の構成で配設することができる。特に、パワーモジュール１２は、第１の列に配設してもよく、燃料処理モジュール１６、電力調整モジュール１８、及び追加のパワーモジュール１２を、第１の列に実質的に直交する第２の列に配設してもよい。特に、モジュール１６、１８は、第２の列の遠位端部に配設することができる。したがって、システム５００は、直線状の空間を有するが幅が限られている場所において動作するように構成してもよい。そのような場所の一例は、大型店舗の裏であり得る。

システム５００が６つのパワーモジュール１２の列を備えるものと図示されているが、本開示はいかなる特定の数のパワーモジュール１２にも限定されない。例えば、システム５００は、幾つかの実施形態において、２個～３０個のパワーモジュール１２、４個～１２個のパワーモジュール１２、又は６個～１２個のパワーモジュール１２を備えることができる。換言すれば、システム５００は、任意の所望の数のパワーモジュール１２を備えることができ、モジュール１２、１６、１８は直交した配置で配設される。

パッド５１０は土台５１２を備える。土台５１２は、第１の貫通孔２１４及び第２の貫通孔２１６と、配線凹部と、配管凹部とを有することができる。土台５１２は、コンクリート又は同様の材料から形成することができる。土台５１２は、単体としてプレキャストすることもできるし、部分的に注型することもできる。例えば、土台５１２は、第１のセクション５１２Ａ及び第２のセクション５１２Ｂを有することができ、両セクションは、プレキャストした後に動作場所で互いに隣接して配設することができる。セクション５１２Ａとセクション５１２Ｂとの間の区切りは、点線Ｌによって示されている。第１の列のモジュールは、第１のセクション５１２Ａ上に配設することができ、第２の列のモジュールは、第２のセクション５１２Ｂ上に配設することができる。

パッド５１０は、配管２３０（例えば、水配管２３０Ａ及び燃料配管２３０Ｂ）と、配線２３２と、システムブスバー２３４とを備えることもできる。特に、配線２３２は、配線凹部内に配設することができ、モジュールのうちの１つ以上に接続することができる。例えば、配線２３２は、ブスバー２３４及びパワーモジュール１２のそれぞれに接続することができる。ブスバー２３４は、電力調整モジュール１８に接続することができる。電力調整モジュール１８は、第２の貫通孔２１６を通して外部負荷に接続することができる。

幾つかの実施形態によれば、配管２３０及び配線２３２は、モジュール１２、１６、１８に接続することを容易にするために、ドア３０に隣接して配設することができる。換言すれば、配管２３０及び配線２３２は、土台５１２の縁部に隣接して配設することができる。幾つかの実施形態によれば、配線２３２は、図３Ｄに示すものと同様にケーブルの形態とすることができ、ブスバー２３４を省くことができる。

図５Ｃは、本開示の様々な実施形態に係るモジュール式燃料電池システム５５０の平面図を示している。図５Ｄは、図５Ｃのパッド５６０の概略図を示している。燃料電池システム５５０は、燃料電池システム５００と同様の構成要素を備える。したがって、同様の要素には同様の参照符号を使用し、その間の差異のみを詳細に説明する。

図５Ｃ及び図５Ｄを参照すると、システム５５０は、パッド５６０上に配設される、パワーモジュール１２と、電力調整モジュール１８と、燃料処理モジュール１６とを備える。パワーモジュール１２は、第１の列に配設してもよく、燃料処理モジュール１６及び電力調整モジュール１８は、第１の列に概ね直交する第２の列に配設してもよい。したがって、システム５５０は、概ねＬ字形状であり得る。パッド５６０は、点線Ｌによって分離される第１のセクション５６０Ａ及び第２のセクション５６０Ｂを有することができる。しかしながら、パッド５６０は、単一の材料片から形成することができる。第１の列のモジュールは、第１のセクション５６０Ａ上に配設してもよく、第２の列のモジュールは、第２のセクション５６０Ｂ上に配設してもよい。

パッド５６０は、配管２３０（例えば、水配管２３０Ａ及び燃料配管２３０Ｂ）と、配線２３２と、第１の貫通孔２１４と、第２の貫通孔２１６と、システムブスバー２３４とを備えることもできる。特に、配線２３２は、配線凹部内に配設することができ、モジュールのうちの１つ以上に接続することができる。例えば、配線２３２は、ブスバー２３４及びパワーモジュール１２のそれぞれに接続することができる。ブスバー２３４は、電力調整モジュール１８に接続することができる。電力調整モジュール１８は、第２の貫通孔２１６を通して外部負荷に接続することができる。

幾つかの実施形態によれば、配管２３０及び配線２３２は、モジュール１２、１６、１８に接続することを容易にするために、ドア３０に隣接して配設することができる。換言すれば、配管２３０及び配線２３２は、パッド５６０の縁部に隣接して配設することができる。幾つかの実施形態によれば、配線２３２は、図３Ｄに示すものと同様にケーブルの形態とすることができ、ブスバー２３４を省くことができる。

図６Ａは、本開示の様々な実施形態に係るモジュール式燃料電池システム６００の平面図を示している。図６Ｂは、図６Ａのパッド６１０の概略図を示している。燃料電池システム６００は、燃料電池システム５００と同様の構成要素を備える。したがって、同様の要素には同様の参照符号を使用し、その間の差異のみを詳細に説明する。

図６Ａ及び図６Ｂを参照すると、システム６００は、パッド６１０上に配設される、パワーモジュール１２と、電力調整モジュール１８と、燃料処理モジュール１６とを備える。システム６００は、モジュール１２、１６、１８にアクセスするためのドア３０を備えることができる。システム６００は装飾ドア３０Ａを更に備えることができる。

パワーモジュール１２は、Ｌ字形状の構成で配設することができる。特に、パワーモジュール１２は、第１の列に配設してもよく、燃料処理モジュール１６、電力調整モジュール１８、及び追加のパワーモジュール１２を、第１の列に実質的に直交する第２の列に配設してもよい。特に、モジュール１６、１８は、第２の列の遠位端部に配設することができる。

システム５００とは対照的に、システム６００は、第１の列と第２の列との間に配設されるダミーセクション６３０を有する。ダミーセクション６３０は、パッド６１０のモジュールを含まない部分であり得る。配管２３０及び配線２３２は、ダミーセクション６３０に通すことができ、パッド６１０の縁部に沿って延在していてもよい。

パッド６１０は、ダミーセクション６３０によって分離される第１のセクション６１２Ａ及び第２のセクション６１２Ｂを有することができる。幾つかの実施形態において、ダミーセクション６３０は、パッド６１０の別個のセクションとすることもできるし、第１のセクション６１２Ａ及び第２のセクション６１２Ｂのうちの一方の一部とすることもできる。幾つかの実施形態において、ダミーセクション６３０上に空のキャビネットを配設することができる。第１の列のモジュールは、第１のセクション６１２Ａ上に配設することができ、第２の列のモジュールは、第２のセクション６１２Ｂ上に配設することができる。

図７Ａは、本開示の様々な実施形態に係るモジュール式燃料電池システム７００の平面図を示している。図７Ｂは、図７Ａのパッド７１０の概略図を示している。燃料電池システム７００は、燃料電池システム５００と同様の構成要素を備える。したがって、同様の要素には同様の参照符号を使用し、その間の差異のみを詳細に説明する。

図７Ａ及び図７Ｂを参照すると、システム７００は、パッド７１０上に配設される、パワーモジュール１２と、電力調整モジュール１８と、燃料処理モジュール１６とを備える。システム７００は、モジュール１２、１６、１８にアクセスするためのドア３０を備えることができる。システム７００は装飾ドア３０Ａを更に備えることができる。

パワーモジュール１２は、段状の配置（ｓｔｅｐｐｅｄ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）で配設することができる。特に、パワーモジュール１２は、第１の列、第１の列に実質的に直交する第２の列、及び第２の列に実質的に直交する第３の列に配設することができる。燃料処理モジュール１６及び電力調整モジュール１８は、第３の列の遠位端部に配設することができる。しかしながら、燃料処理モジュール１６及び電力調整モジュール１８は、幾つかの実施形態によれば、第１の列又は第２の列に配設することができる。

システム７００は、第１の列と第２の列との間にダミーセクション７３０を有する。ダミーセクション７３０は、パッド７１０のモジュールを含まない部分であり得る。幾つかの実施形態において、ダミーセクション７３０上に空のキャビネットを配設することができる。配管２３０及び配線２３２は、ダミーセクション７３０に通すことができ、パッド７１０の縁部に沿って延在していてもよい。

パッド７１０は、第１のセクション７１２Ａと、第２のセクション７１２Ｂと、第３のセクション７１２Ｃとを有することができる。第１のセクション７１２Ａ及び第２のセクション７１２Ｂは、線Ｌによって分離してもよい。第２のセクション７１２Ｂ及び第３のセクション７１２Ｃは、ダミーセクション７３０によって分離してもよい。幾つかの実施形態において、ダミーセクション７３０は、パッド７１０の別個のセグメントとすることもできるし、第２のセクション７１２Ｂ及び第３のセクション７１２Ｃのうちの一方の一部とすることもできる。第１の列のモジュールは、第１のセクション７１２Ａ上に配設してもよく、第２の列のモジュールは、第２のセクション７１２Ｂ上に配設してもよく、第３の列のモジュールは、第３のセクション７１２Ｂ上に配設してもよい。パッド７１０は、第１のセクション７１２Ａ及び第２のセクション７１２Ｂの配線２３２を接続するように構成される第２のシステムブスバー２３５も備えることができる。

図８は、本開示の様々な実施形態に係るモジュール式パッドセクション８００の斜視図を示している。図８を参照すると、パッドセクション８００は、上述のパッドのセクションのうちのいずれかとして使用することができる。パッドセクション８００は矩形とすることができ、例えば、パッドセクション８００は、実質的に平行な２つの長辺と、その間に延在する実質的に平行な２つの短辺とを有することができる。

パッドセクション８００は、パッドセクション８００の上面に形成されていてもよい、第１のボス８０２と、第２のボス８０４と、第３のボス８０６と、配管ブラケット８２８と、配線凹部８２０と、接続凹部８２２と、配管凹部８２４とを有することができる。第１のボス８０２は、第２のボス８０４と第３のボス８０６との間に配設することができる。第２のボス８０４は、第３のボス８０６よりも大きい表面積を有することができる。例えば、第２のボス８０４及び第３のボス８０６は、実質的に同じ幅を有することができるが、第２のボス８０４は第３のボス８０６よりも長いものとすることができる。第１のボス８０２は、第２のボス８０４又は第３のボス８０６よりも大きい表面積を有することができる。配線凹部８２０の第３のボス８０６と隣接する配管ブラケット８２８との間に配設される部分８２０Ａを拡大してもよく、例えば、拡大部分８２０Ａは、配線凹部８２０の残りの部分よりも幅が広いものとすることができる。幾つかの実施形態によれば、拡大部分８２０Ａ内に貫通孔２１６を形成することができる。

配線凹部８２０は、ボス８０２、８０４、８０６と配管ブラケット８２８との間に配設することができる。ボス８０２、８０４、８０６は、上に配設されるモジュールを固定するように構成されるタイダウンポケット８２６を有することができる。配管ブラケット８２８は第１の列に配設することができ、ボス８０２、８０４、８０６は、第１の列に実質的に平行な第２の列に配設することができる。

配管凹部８２４は、パッドセクションを使用して構築されるパッドの形状に応じて、パッドセクション８００の２つのみ又は３つの辺／縁部上に形成してもよい。例えば、配管凹部８２４は、パッドセクション８００がＬ字形状又は直線状の構成を有する燃料電池システムにおいて使用される場合、パッドセクション８００の長辺及び１つの短辺に沿って延在していてもよい。代替として、配管凹部８２４は、パッドセクション８００が矩形の構成を有する燃料電池システムにおいて使用される場合、パッドセクション８００の長辺及び２つの短辺に沿って延在していてもよい。

縁部カバー８３２を配管凹部８２２に配設してもよい。パッドセクション８００は、プレキャストし、送達し、現場で１つ以上の他のパッドセクション８００と組み付けてもよい。

図９Ａ及び図９Ｂは、本開示の様々な実施形態に係るモジュール式パッド２１５の斜視図を示している。パッド２１５は、燃料電池システム２００のパッド２１０として使用することができる。図９Ａ及び図９Ｂを参照すると、パッド２１５は、互いに隣接して配設されるパッドセクション８００のうちの２つを有する。特に、パッドセクション８００は、互いに同一平面上に配設することができ、及び／又は互いに物理的に接続することができる。

特に、各パッドセクション８００は、図９Ａ及び図９Ｃに示すように、セクション８００が組み付けられる場合、接続凹部８２２及び配管凹部８２４が、それぞれ互いに位置合わせされるように構成してもよい。換言すれば、パッドセクション８００が互いに位置合わせされる場合、隣接するパッドセクション８００の接続凹部８２２は連続した凹部を形成してもよく、２つの隣接するパッドセクション８００の配管凹部８２４は連続した配管凹部を形成してもよい。加えて、パッドセクション８００は、第２のボス８０４が第３のボス８０６と位置合わせされ（接触し）、第１のボス８０２が互いに位置合わせされる（接触する）ように、位置合わせされてもよい。換言すれば、第１のパッドセクション８００の長辺は、第２のパッドセクション８００の長辺と接触して（同一の第１のパッドセクションに対して１８０度回転）配設してもよい。配管及び／又は配線を通すことができるように、１つ以上の貫通孔２１６をパッドセクション８００内に形成してもよい。特に、貫通孔２１６は、配線凹部８２０の拡大部分８２０Ａ内に形成してもよい。

図１０は、本開示の様々な実施形態に係るモジュール式パッド４１５の斜視図を示している。パッド４１５は、図４Ａ及び図４Ｂの直線状パッド４１０の代わりとすることができる直線状パッドであり得る。図１０を参照すると、パッド４１５は、共に長さ方向に位置合わせされた２つのパッドセクション８００を有する。特に、一方のパッドセクション８００の第３のボス８０６は、他方のパッドセクション８００の第２のボス８０４に隣接して配設される。換言すれば、パッドセクション８００のうちの一方の短辺は、他方のパッドセクション８００の短辺と接触して配設してもよい。したがって、パッドセクション８００の配線凹部８２０及び配管凹部８２４は、それぞれ互いに位置合わせして（連続して）整列されてもよい。特に、配線凹部８２０は、実質的に連続した直線状の配線凹部を形成するように位置合わせされてもよい。

図１１は、本開示の様々な実施形態に係るモジュール式パッド６１５を示している。パッド６１５は、図６Ｂのパッド６１０の代わりとすることができる。

図１１を参照すると、パッド６１５は、共に直交した状態で位置合わせされる２つのパッドセクション８００を有する。特に、一方のパッドセクション８００の第３のボス８０６は、他方のパッドセクション８００の第１のボス８０２に隣接して配設される。したがって、配線凹部８２０は、接続凹部８２２のうちの１つによって接続してもよく、パッドセクション８００の配管凹部８２４は、それぞれ互いに位置合わせ（連続）して整列してもよい。換言すれば、一方のパッドセクション８００の短辺は、他方のパッドセクション８００の長辺と接触して配設してもよい。

図７Ｂのパッド７１０等の段状パッドを形成することができるように、追加のパッドセクション８００を上記のパッドセクション８００のうちの一方と位置合わせしてもよい。換言すれば、各セクション７１２Ａ、７１２Ｂ、７１２Ｃは、パッドセクション８００のうちの１つを使用して形成することができる。

図１２は、本開示の様々な実施形態に係るモジュール式パッド４１５Ａを示している。パッド４１５Ａは、図４Ａ及び図４Ｂのパッド４１０の代わりとすることができる。

図１２を参照すると、パッド４１５Ａは、２つのモジュール式パッドセクション９００を有する。パッドセクション９００はパッドセクション８００と同様であるため、その間の差異のみを詳細に説明する。

特に、パッドセクション９００はそれぞれ、パッドセクション９００の上面に、第１のボス８０２と、第１のボス８０４の対向する両側に配設される第２のボス８０８とを有する。第２のボス８０８は、同じサイズ及び形状を有していてもよい。したがって、パッドセクション８００が、異なるサイズを有する第２のボス８０４及び第３のボス８０６を有することから、パッドセクション８００には当てはまらないが、パッドセクション９００は、幅方向に対称であり得る。パッドセクション９００は、上述したように、パッドセクション４１５内でパッドセクション８００と同様の様式で共に位置合わせしてもよい。

図１３Ａ及び図１３Ｂは、本開示の様々な実施形態に係る燃料電池システムのパッド１０００の斜視図を示している。

図１３Ａ及び図１３Ｂを参照すると、パッド１０００は、上記の燃料電池システムのいずれかに組み込むことができる。パッド１０００は、土台１０１０と、セパレーター１０１２と、フレーム１０１４とを備える。土台１０１０は、上述したように、コンクリート又は同様の材料から形成することができる。特に、土台１０１０は、現場で打設することもできるし、１つ以上のセクションをプレキャストした後に現場で組み付けることもできる。

セパレーター１０１２は、土台１０１０の上面に配設することができ、板金又は他の同様の材料から形成することができる。セパレーター１０１２は、土台１０１０の対向する両側に配設されるレール１０１７と、レール１０１７上に配設されるスペーサー１０１６とを備えることができる。レール１０１７は、単一部品とすることもできるし、接続されるレールセクションを有することもできる。

フレーム１０１４は、任意の適切な方法を使用して、例えば、ボルト１０１８、クランプ等を使用することによって、スペーサー１０１６に取り付けることができる。フレーム１０１４は、パワーモジュール、燃料処理モジュール等のモジュールを収納するように構成される。スペーサー１０１２は、土台１０１０とフレーム１０１４とを分離して、間に空間を形成するように構成してもよい。

パッド１０００は、土台１０１０上に配設される配管１０２０を備えることができる。配管１０２０は、土台１０１０内に形成される貫通孔１０２２から延在することができ、フレーム１０１４上に配設されるモジュールに水及び／又は燃料を供給するように構成することができる。パッド１０００は、電力調整モジュールを収納するように構成されるフレーム１０１４Ａを備えることができる。パッド１０００は、パワーモジュールをフレーム１０１４Ａ上に配設される電力調整モジュールに接続するように構成される配線（図示せず）も備えることができる。代替として、配線をフレーム１０１４内に形成される開口１０１５に通してもよい。

セパレーター１０１２は、フレーム１０１４を土台１０１０の上面から離隔するように構成される。したがって、配管１０２０は、土台１０１０の上面に直接配設してもよい。換言すれば、土台１０１０の上面は、実質的に平坦であり得る、例えば、配管１０２０及び／又は配線用の凹部を有する必要はない。

パッド１０００の構成により、燃料電池システムモジュールの設置のための平坦な表面を有するために、土台１０１０に注型成形される特徴部に配管及び／又は配線を組み入れる必要がないという、従来のパッドを上回る利点が提供される。したがって、パッド１０００は、土台１０１０が注型成形される特徴部を必要としないことから、より低コストで製造され得る。

図１４は、本開示の様々な実施形態に係る燃料電池システムのパッド１４００の斜視図である。図１４を参照すると、パッド１４００は、土台１４１０と、土台１４１０上に配設されるレプリケーター（ｒｅｐｌｉｃａｔｏｒ）１４２０とを備える。土台１４１０は、現場で打設することもできるし、プレキャストして現場に送達することもできる。土台１４１０は、コンクリート又は同様の材料から形成することができる。

レプリケーター１４２０は、土台１４１０に取り付けることができ、プラスチック又は他の非腐食性材料から形成することができる。レプリケーター１４２０は、上述した先行する実施形態の土台に成形される特徴部を再現することができる。例えば、レプリケーター１４２０は、配線及び／又は配管チャネル又は凹部が、レプリケーター１４２０の間の土台１４１０の平坦な上面に形成されるように、ボスを形成することができる。したがって、レプリケーター１４２０は、燃料電池システムのモジュール１２、１６、１８を支持する隆起構造を作ることができ、一方で、配線及び配管は、レプリケーターの間のチャネル又は凹部内のコンクリートの土台１４１０の平坦な上面に形成される。レプリケーター１４２０は、土台１４１０に特徴部を穿孔するためのテンプレートとしても使用することができる。レプリケーター１４２０は、共に取り付け（例えば、スナップ留め）、及び／又は土台上面に成形する等、任意の適切な取り付け方法を使用して、土台１４１０に取り付けることができる。

幾つかの実施形態によれば、複数のパッド１４００をパッドセクションとして互いに取り付けて、より大きいパッド１４００を作ってもよい。例えば、パッド１４００は、所定の位置にスナップ係止することができるパッド配管カバー上の「リビングヒンジ」を使用して接続することができる。換言すれば、パッド１４００は、幾つかの実施形態によれば、パッドセクションとみなすことができる。

図１５は、本開示の様々な実施形態に係る燃料電池システムのパッド１５００の斜視図である。図１５を参照すると、パッド１５００は、パッドセクション１５１０と、テンションケーブル１５２０とを備える。１つのテンションケーブル１５２０が示されているが、複数のテンションケーブル１５２０を含めてもよい。テンションケーブル１５２０は、パッドセクション１５１０を接続するように構成される。特に、パッドセクション１５２０を共に付勢するために、くさび１５３０をテンションケーブル１５２０に配設してもよい。１つのくさび１５３０が示されているが、くさびを各テンションケーブル１５２０の対向する両側に配設してもよい。

パッドセクション１５１０は、位置合わせピン１５１２と位置合わせ穴１５１４とを更に有することができる。特に、位置合わせピン１５１２は、パッドセクション１５２０を互いに位置合わせするために、位置合わせ穴１５１４に挿入することができる。幾つかの実施形態によれば、パッドセクション１５１０の位置合わせを容易にするために、位置合わせピン１５１２は、ピラミッド形状とすることができ、位置合わせ穴１５１４は対応する形状を有することができる。

図１６は、本開示の様々な実施形態に係る燃料電池システムのパッド１６００の斜視図である。図１６を参照すると、パッド１６００は、共に接続されるパッドセクション１６１０を有する。特に、パッドセクション１６１０は、互いに噛み合い、間にピン１６１６が挿入されて共に係止される、第１のブラケット１６１２及び第２のブラケット１６１４を備える。パッドセクション１６１０は、配管及び／又は配線用の空間を提供することができる凹部又は切り欠き部１６１８を有していてもよい。配管及び／又は配線は、パッドセクション１６１０を通して、内部に形成された穴１６２０に入れられ得る。パッド１６００の構成により、パッド１６００は様々な形状及び／又はサイズを有することが可能になり得る。幾つかの実施形態において、パッドセクション１６００は、比較的薄いコンクリートパッドに配設されてもよい。

図１７は、様々な実施形態に係る燃料電池システムのパッドセクション１７００を示している。図１７を参照すると、パッドセクション１７００は、その上面から延在するタイダウン１７１０を備える。タイダウン１７１０は、鍛造又は強化された金属から形成することができ、製造中又は製造後にパッドに挿入してもよい。タイダウン１７１０は、マッシュルーム形状とすることができ、見なくてもモジュールをパッドセクション１７００に設置することを可能にし得る。したがって、タイダウン１７１０が自己誘導式であることから、タイダウン１７１０により、モジュールをパッドセクション１７００により容易に取り付けることが可能になる。

図１８Ａは、様々な実施形態に係る燃料電池システムの支持フレーム１８００を示している。支持フレームは、支持フレーム１８００内の穴１８１６とクイックコネクト１８１８との間に延在していてもよい、水配管１８１０と、燃料配管１８１２と、電気配線１８１４とを含むことができる。

支持フレーム１８００は、製造現場において、図１８Ｂに示すように燃料電池システムのモジュール１８２０に取り付け、事前に配線を通し、その後、燃料電池システムが発電する現場に組み付けのために出荷してもよい。事前に取り付けられたフレーム１８００は、図１３Ａに示すフレーム１０１４と同様であり得る。したがって、燃料電池システムの組み付けを簡素化することができる。

図１９Ａ及び図１９Ｂは、別の実施形態の大規模燃料電池システムの上面図を示しており、それぞれ、プレキャストコンクリートトレンチに配管及び配線が埋設される前及び埋設された後を示している。図１９Ｃ及び図１９Ｄは、図１９Ａ及び図１９Ｂの大規模燃料電池システムの斜視図である。図１９Ｅは、図１９Ｃのガス／水分配モジュールの構成要素の概略側面図である。図１９Ｆは、図１９Ｄの大規模燃料電池システムのモジュールのパッドの側面断面図である。図１９Ｇは、システムの機能概略図である。後述する全てのモジュールは、他のモジュールとは別個のハウジング内に配置してもよい。本システムは、構成要素の数を削減し、構成要素の設置を簡素化し、したがって、システム全体のコストを削減する。

大規模燃料電池システムは、上述したパワーモジュール１２（ＰＭ５と標示されている）の複数の列を含む。単一のガス／水分配モジュール（ＧＤＭ）が、パワーモジュールの複数の列に流体接続される。例えば、単一のガス／水分配モジュールが、少なくとも６つのパワーモジュールの少なくとも２つの列のそれぞれ、例えば、それぞれ７つのパワーモジュールの４つの列のそれぞれに流体接続される。図１９Ｅに示すように、単一のガス／水分配モジュールＧＤＭは、上述した水及び燃料配管２３０とパワーモジュールとの間の接続部を含むことができる。接続部は、燃料及び水を中央配管２３０から各パワーモジュールに送る導管（例えば、管）並びに弁２３１Ｆ及び２３１Ｗを含むことができる。燃料及び水配管２３０は、「ＵＧ」と標示されている上述した燃料管２３０Ａと、「ＵＷ」と標示されている上述した水管２３０Ｂとを含むことができる。ガス及び水配管２３０は、それぞれユーティリティガス管及びユーティリティ水管に接続することができる。吸着床（例えば、脱硫器及び／又は他の不純物吸着床）等、燃料の事前処理を行う構成要素を備える単一のシステムレベルの燃料処理モジュール１６は、全てのガス管２３０Ａに接続することができる。したがって、単一の脱硫器を使用して、燃料電池システム内の全てのＧＤＭに供給される天然ガス燃料を脱硫してもよい。

任意選択で、１つ以上の水分配モジュール（ＷＤＭ）をシステムに設けることができる。ＷＤＭは、水処理構成要素（例えば、水脱イオン化器）と、地方自治体の給水管及びシステム内の個々のモジュールに接続される配水管及び弁とを備えることができる。

パワーモジュール１２の各列は、ＤＣ／ＡＣインバーター及び他の電気構成要素を含み得る上述した単一の電力調整モジュール１８（ＡＣ５と標示されている）に電気接続される。単一の小型配電モジュール（ＭＰＤＳ）が、「ＵＥ」と標示されている上述したワイヤ２３２を使用して、電力調整モジュール１８のそれぞれに電気接続される。単一のＭＰＤＳが、例えば、少なくとも６つのパワーモジュール１２の少なくとも２つの列のそれぞれに、例えば、７つのパワーモジュールの４つの列のそれぞれに、それぞれの電力調整モジュール１８、例えば４つの電力調整モジュール１８を通じて電気接続される。ＭＰＤＳは、複数の電力調整モジュール１８とシステム配電モジュールＰＤＳ－１又はＰＤＳ－２のうちの一方との間に、回路遮断器及び電気接続部を含むことができる。

１つ以上のテレメトリーモジュール（ＴＣ）もシステムに含めることができる。テレメトリーモジュールは、システムコントローラーと、システムが中央コントローラー及びシステムオペレーターと通信することを可能にする通信機器とを備えることができる。したがって、電力調整モジュール１８内の４つのインバーター及びテレメトリーケーブルを単一のＭＰＤＳに接続してもよい。本システムは、ＧＤＭ内の安全システムに給電し、テレメトリーイーサネットスイッチにも給電（４：１）するシステム配電ユニット（すなわち、中央給電ユニット）も備える。これにより、現場の土建業者が設置する電力導管及びテレメトリー導管の数が４つから１つに削減される。代替的には、単一の接続部がテレメトリーデータ転送に使用されるかもしれない。単一のＣＡＴ５ケーブルを、電力調整モジュール１８とテレメトリーモジュールＴＣとの間のデータ通信用のワイヤレス送受信機ユニットに置き換えてもよい。これによりデータケーブルの設置がなくなる。

それぞれ同じＧＤＭ及び同じＭＰＤＳに流体及び電気接続される、パワーモジュールの複数の列とそれらの電力調整モジュールとのセットは、サブシステムと称される場合がある。燃料電池システムは、複数のサブシステム、例えば、２個～１０個のサブシステムを含むことができる。図１９Ａ及び図１９Ｂには４つのサブシステムを示す。

燃料電池システムは、ワイヤ２３２（すなわち「ＵＥ」）を使用して燃料電池システムの全てのサブシステムに電気接続されるシステム配電ユニットも備えることができる。システム配電ユニットは、少なくとも１つの配電モジュール、例えば、２つのモジュールＰＤＳ－１及びＰＤＳ－２と、少なくとも１つの変圧器、例えば、２つの変圧器（ＸＦＭＲ－１及びＸＦＭＲ－２）と、切断スイッチギア（ＳＷＧＲ）とを備えることができる。変圧器ＸＦＭＲ－１及びＸＦＭＲ－２は、ワイヤ２３２を使用して、ＰＤＳ－１モジュール及びＰＤＳ－２モジュールにそれぞれ電気接続することができる。スイッチギアは、ワイヤ２３２を介して変圧器に電気接続される入力部と、電気負荷／グリッドに電気接続される出力部とを有する１５ｋＶスイッチギアを含むことができる。任意選択の無停電電力サブシステム（ＵＰＳ）も含めてもよい。したがって、電力は、パワーモジュールからそれぞれのＭＰＤＳ、ＰＤＳ－１又はＰＤＳ－１、ＸＦＭＲ－１又はＸＦＭＲ－２及びＳＷＧＲを通してグリッド及び／又は負荷に供給される。

図１９Ｋは、図１９Ａに示すような燃料電池システムの１つのブロックを示している。１つのブロックは、８つの３００ｋＷ（６＋１）パワーモジュールと、８つの電力調整モジュール１８（ＡＣ５）と、１つのＴＣと、２つのＷＤＭと、１つの３０００ｋＶＡ変圧器と、２つのＧＤＭと２つのＭＰＤＳとを備える。

図１９Ｌは、代替の実施形態のシステムのレイアウトを示している。本システムは、８つのブロック（ブロックのうちの１つは、パワーモジュールの２つの追加の列を有するより大きいブロックである）を備える。本システムは、６６個の３００ｋＷ（６＋１）パワーモジュールと、１個の集中型の（ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ）脱硫器モジュールシステムと、１６個のＧＤＭと、１６個のＷＤＭと、７個の３０００ｋＶＡ変圧器と、１つの４０００ｋＶＡ変圧器と、１５個の２０００アンペアＭＰＤＳと、２個の２５００アンペア副ＭＰＤＳと、８個のＴＣとを備える。図１９Ｌのシステムは、モジュールのコンパクトなレイアウトを提供し、モジュールの間の電気接続部（例えば、銅ワイヤ）の長さを短縮する。これによりシステムのコストが削減される。

図１９Ｇに示すように、集中型の脱硫器システム（例えば、脱硫器モジュール）１６００は、パワーモジュールの各列内の独立した（別個の、ｓｅｐａｒａｔｅ）脱硫器と置き換えられる。集中型の脱硫器モジュール１６００はＧＤＭに流体接続され、ＧＤＭは、パワーモジュール１２に流体接続され、パワーモジュール１２に燃料を供給する。パワーモジュール１２はＭＰＤＳに電気接続され、ＭＰＤＳは、電気負荷（例えば、電力グリッド又はスタンドアローン負荷）１９０１に電気接続される。集中型の脱硫器システム（例えば、脱硫器モジュール）１６００は、図１９Ｈに示されている。集中型の脱硫器システム（例えば、脱硫器モジュール）１６００は、硫黄吸着性材料（例えば、硫黄吸着性床）で充填される１つ以上の容器１６０２（例えば、コラム）を含む。ＧＤＭは図１９Ｉに示されている。ＧＤＭは、燃料を４つの列のパワーモジュール（「スタンプ」と称される）に分配する。

図１９Ｊは、集中型の脱硫器システム１６００のフロー図を示している。システム１６００は、燃料入口におけるフィルターと、パワーモジュールの各列（すなわち、「スタンプ」）に対する２つの並列の燃料流路（例えば、燃料ライン、すなわち燃料導管）とを備えることができる。さらに、各「スタンプ」に対する並列の燃料流路には、質量流量制御弁等の２つの制御弁１６０３の２つの組が位置することができる。圧力トランスデューサー（ＰＲＴ）が、様々なラインに位置することができ、システム動作時にライン圧力を監視し、必要なアクションを行うために使用することができる。ガスサンプリングポート１６０４も主入口ラインに配置されてもよい。１つの実施形態において、本システムは、硫黄の破過を検出するために使用される独立した（別個の）硫黄破過検出ライン（ｓｅｐａｒａｔｅ ｓｕｌｆｕｒ ｂｒｅａｋｔｈｒｏｕｇｈ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｌｉｎｅ）１６０６（点線のボックスで示す）も備える。検出ライン１６０６の出力は、安全通気口１６０８に流体接続されてもよい。硫黄検出センサー１６０９が、脱硫器システム１６００から出力される燃料内の硫黄の存在を検出するために、検出ライン１６０６に配置されてもよい。

図１９Ｂ～図１９Ｄに示すように、配管２３０（例えば、燃料管２３０Ａ及び水管２３０Ｂ）は、それぞれのユーティリティ（例えば、ガス管及び水管）から、プレキャストコンクリートトレンチ１９０２を通じて各サブシステム内のそれぞれのＧＤＭに設けることができる。同様に、ワイヤ２３２は、同じプレキャストコンクリートトレンチ１９０２を通じて各ＭＰＤＳとシステム配電ユニットとの間に設けることができる。プレキャストコンクリートトレンチ１９０２は、２つの鉛直側壁が水平底壁又は水平接続バーによって接続された「Ｕ字」形状を有していてもよい。水平底壁に開口を設けることができる。プレキャストコンクリートトレンチ１９０２は、グレードの下方に配置され、カバープレート、塵、砂利及び／又はアスファルトコンクリート舗装で覆われる。

図１９Ｄ及び図１９Ｆに示すように、システムの各モジュール、例えば、パワーモジュール１２及び／又は電力調整モジュール１８は、多層支持体に設置することができる。多層支持体は締坪１９１０上に形成される。支持体は、気泡コンクリート（コンクリートフォームとしても知られる）の土台１９１２、例えば、Ｃｏｎｆｏａｍ（商標）気泡コンクリートの土台を備える。従来の（非気泡）コンクリートパッド１９１４が土台１９１２上に配置される。コンクリートパッド１９１４は、土台１９１２よりも小さい面積を有する。金属鉄筋の骨組みを囲むＵ字形状で鋼製のメッシュ状の型枠１９１６、例えばＮｏｖｏｆｏｒｍ（商標）等が、コンクリートパッド１９１４の側方に設けられる。土台１９１２は型枠１９１６の底部を支持する。コンクリートパッド１９１４の頂部は、基部１９１２の上に位置する砂利又はアスファルトコンクリート舗装１９１８を含み得る完成したグレードの上方１．５インチ～２インチに位置している。

図１９Ａ～図１９Ｃ、図１９Ｋ及び図１９Ｌに示すように、燃料電池システムの各ブロックは、少なくとも１つの変圧器を備えることができる。少なくとも１つの変圧器は、パワーモジュール１２の列から隔離しても（すなわち、物理的に分離しても）よく、パワーモジュール１２、電力調整モジュール１８、及び任意選択で、ＧＤＭ、ＷＤＭ、ＴＣユニット、及びＭＰＤＳモジュールとは別個のパッド上に配置してもよい。少なくとも１つの変圧器は、システム配電モジュール（複数の場合もある）（ＰＤＳ－１及びＰＤＳ－２）及び切断スイッチギア（ＳＷＧＲ）等、システム配電ユニットの他の構成要素を含む別個のパッド上に配置してもよい。ワイヤ２３２（すなわち、「ＵＥ」）は、プレキャストコンクリートトレンチ１９０２等のトレンチを通して、少なくとも１つの変圧器及び任意選択でシステム配電ユニットの他の構成要素を含む別個のパッドから、パワーモジュール１２の列、電力調整モジュール１８、及び任意選択で、ＧＤＭ、ＷＤＭ、ＴＣユニット、及びＭＰＤＳモジュールを含むそれぞれのパッドに延在するようにしてもよい。様々な実施形態において、少なくとも１つの変圧器（例えば、図１９Ａ及び図１９ＢにおけるＸＦＭＲ－１及びＸＦＭＲ－２、並びに図１９Ｋ及び図１９ＬにおけるＸＦＭＲ）は、ブロックの中央の場所に配置してもよく、それにより、パワーモジュール１２の列は、変圧器の少なくとも２つの対向する側部に配置されていてもよい（すなわち、パワーモジュール１２の列は、変圧器の片側において変圧器と一列に整列されていない）。幾つかの実施形態において、少なくとも１つの変圧器は、ブロック内のパワーモジュール１２の少なくとも２つの列の間に配置してもよい。

図１９Ａ及び図１９Ｂに示す実施形態において、ＸＦＭＲ－１は、ブロックの第１の側部（すなわち、左側）に配置されたパワーモジュール１２の全てを含む複数のパワーモジュール１２に電気結合してもよく、ＸＦＭＲ－２は、ブロックの第２の側部（すなわち、右側）に配置されたパワーモジュール１２の全てを含む複数のパワーモジュール１２に電気結合してもよい。幾つかの実施形態において、第３の変圧器（すなわち、ＸＦＭＲ－３）も、ブロックの中央、例えば、第１の変圧器ＸＦＭＲ－１及び第２の変圧器ＸＦＭＲ－２を含む同じパッド上に配置してもよい。第１の変圧器ＸＦＭＲ－１及び第２の変圧器ＸＦＭＲ－２は、第１の変圧器ＸＦＭＲ－１及び第２の変圧器ＸＦＭＲ－２のいずれよりも高い電力定格を有していてもよい第３の変圧器ＸＦＭＲ－３に電力を供給するようにしてもよい。例えば、第１の変圧器ＸＦＭＲ－１及び第２の変圧器ＸＦＭＲ－２は、３０００ｋＶＡの変圧器とすることができ、第３の変圧器ＸＦＭＲ－３は、５０００ｋＶＡの変圧器とすることができる。第３の変圧器ＸＦＭＲ－３は、ブロック全体のための単一の電力出力を供給するようにしてもよい。

図１９Ｌに示す実施形態において、各変圧器ＸＦＭＲは、燃料電池システムのそれぞれのブロックにサービス提供してもよく、ワイヤを介して、グリッド及び／又は負荷に結合されてもよい共通スイッチギア（図１９Ｌの左下に示す）に伝達され得る単一の電力出力を供給するようにしてもよい。

１つ以上の変圧器をブロックの中央の場所においてパワーモジュール１２のそれぞれの列の間に設けることにより、ブロックごとに及び全体として燃料電池電力システム内に延ばす必要がある電気接続部（例えば、銅ワイヤ）の全長を大幅に短縮し得る。これにより、燃料電池システムのコストを大きく削減し得る。

図２０Ａ～図２０Ｊは、図１９Ａ～図１９Ｋの大規模燃料電池システムを設置する方法におけるステップの斜視図である。

図２０Ａ及び図２０Ｇに示すように、トレンチを地面に形成し、次いで、掘削機等の重機を使用して締固め、フレームをトレンチ内に載置する。図２０Ｂ及び図２０Ｈに示すように、気泡コンクリートの土台１９１２をトレンチに充填する。気泡コンクリートは、管又はホースから土台１９１２に充填された後に固化される流動性充填材（例えば、Ｃｏｎｆｏａｍ充填材２７等の発泡コンクリート）を含む。

図２０Ｃ及び図２０Ｉに示すように、Ｕ字形状で鋼製のメッシュ状の型枠１９１６及び鉄筋バーを土台１９１２の上に載置する。型枠１９１６は、金属メッシュを覆うポリマーシートを含むことができる。鉄筋は、図２０Ｊに示すように、型枠の内側に位置する。次いで、コンクリートパッド１９１４を型枠１９１６の境界の内側に形成する。次いで、モジュールをコンクリートパッド１９１４上に載置する。

図２０Ｄ及び図２０Ｆに示すように、追加のトレンチを土台１９１２の外側に形成する。次いで、プレキャストコンクリートトレンチ１９０２を追加のトレンチ内に載置する。

次いで、図２０Ｅに示すように、ガス管２３０Ａ、水管２３０Ｂ及びワイヤ２３２をプレキャストコンクリートトレンチ１９０２内に載置し、それぞれのＧＤＭ並びにＭＰＤＳ、ＰＤＳ－１及びＰＤＳ－２等の電力構成要素に接続する。管及びワイヤは、異なる鉛直高さでプレキャストコンクリートトレンチ１９０２の内側に（例えば、クランプ１９０３及び／又は支持バーを使用して）取り付け又はクランプを行うことができる。次いで、プレキャストコンクリートトレンチ１９０２をカバープレート、塵、砂利及び／又はアスファルトコンクリート舗装で覆う。

図２０Ａ～図２０Ｊに示す方法は、機械的振動を伴わずに１００％の圧密を達成し、これにより、埋め戻し動作中に壁を支える必要がなくなる又は低減される。最終的に、容易に掘削可能であり、ショベルを用いて除去してもよく、糸鋸又は片手鋸を用いて切り取ってもよい。

図２１は、図１９Ａ～図１９Ｃに示すシステムの１つのサブシステムの概略図である。パワーモジュール１２の各列は、「ＥＳ」と標示されている、Ｂｌｏｏｍ Ｅｎｅｒｇｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからの３００ｋＷのＥｎｅｒｇｙ Ｓｅｒｖｅｒ（商標）燃料電池発電機を含むことができる。したがって、サブシステムは、合計１２００ｋＷの電力となる３００ｋＷのＥＳの４つの列を含む。４つのサブシステムを含むシステム全体は、４８００ｋＷの電力を送達することができる。１２００ｋＷのＥＳ構成は、設置プロセス中に共通結び付き（ｃｏｍｍｏｎ ｔｉｅ－ｉｎ）のために標準的な電力、通信、水及びガス相互接続部を全て中央セクションに収束する４×３００ｋＷのＥＳから構成される。

図２２Ａ及び図２２ＢにおけるＭＰＤＳは、２通りの設置近接性（ｉｎｓｔａｌｌ ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ）を利用する。第１に、このモジュールへの単一の電気的結び付きは、相互接続ケーブルを現場設置キットの一部として供給することによって、電力調整モジュール１８に分配することができる。これにより、設置が導管及びトレンチの４つの組から１つに低減される。また、この構成により、１２００ｋＷシステムから削除される合計４つの遮断器及び４つのサージデバイスについて、各電力調整モジュール１８内の出力回路遮断器及びサージデバイスの省略が可能になる。追加の有利な特徴として、ＭＰＤＳモジュール内にＷＩＦＩ送信器を載置すること及びその通信が別個のＥＳに相互接続することが挙げられる。ＷＩＦＩシステムは、設備全体にサービス提供してもよく、導管及びワイヤの４つの組の省略に繋げてもよく、これにより、設置コスト及び複雑度が削減される。したがって、別個のユニットをシステム内に集めることにより、システムおよび設置を低減することができる。主遮断器をシステム内に含めることにより、変圧器はパワーモジュールの列の近くに載置することが可能になり、設置コストが削減され、必要な電線が少なくなる。

図２３は、別の実施形態に係る代替の電子部品モジュールを示している。図２３における構成は、４つの別個のキャビネット（すなわち、ハウジング）を示しており、各キャビネットは専用の目的で完全に格納された状態である。第１のキャビネットは、４つのＥＳを共通ＤＣバスに並列化しながら、４つのＥＳから個々のパワーモジュールを着地させるための場所である。このモジュールは、ブッシング（ｂｕｓｓｉｎｇ）、ヒューズ保護及び内部ケーブル着地場所を含む。このモジュールは、５０ｋＷ定格パワーモジュール及び７５ｋＷ定格パワーモジュールの両方をサポートすることができ、ＤＣバスを隣接する１２００ｋＷシステムに拡張するための任意選択の手段として、収集した出力ＤＣの完全に定格の相互接続部を含むことができる。中央モジュール２及び３には、大きい許容電流ＤＣ入力及びＡＣ出力を有するインバーターユニットのみが格納される。この実施形態は、より小型のインバーターユニットをなくし、集中型のシステム配電ユニット内での実施のために単一の単体インバーターを作製することによって、コストを更に削減することができる。最終モジュール４は更なるコスト節減をもたらす。このモジュールは、燃料電池パワーモジュールの起動及び安全機器を収容する。これにより、これらの品目の量を４つから１つに削減する。これは、システム用の収集した出力端末、及び外部導管進入用に設けられる唯一の場所として更に機能する。

１つの実施形態において、各サブシステムは、１２００ｋＷ／１２００ｋＶＡ又は１４２０ｋＶＡインバーターを備える。サブシステムは、依然として、グリッドに接続されるインバーター内に個々の起動及び安全システムを保持する。これにより、単一の３００ｋＷのＥＳ（すなわち、パワーモジュール１２の列）内の個々の安全停止が可能になる。ＧＤＭから到来する安全停止要求は、サブシステム内の４つ全てのＥＳを停止する。これは結果として、回路遮断器が４つのグリッド並列インバーター内で除去される場合、生産コストが削減される。これらの遮断器が提供する保護は、統合システムＰＤＳ－１又はＰＤＳ－２に移動させてもよい。したがって、各サブシステムからの４つの冗長サージ保護デバイス及び安全システムは、集中型のシステム配電ユニット内に合併してもよい。

図２４、図２５Ａ及び図２５Ｂは、本開示の実施形態のシステムの設置中に使用することができるコンクリート縁石及びレースウェイの写真である。図２４は、プレキャストコンクリートパッドの代わりに使用することができるコンクリート縁石を示している。これにより、サブシステムは、単一の電気的結び付き場所とともに１つのエリアに共同配置することが可能になる。縁石は、ワイヤ２３２及び配管２３０をグレードの下方ではなくグレード上に設置することができるように、モジュールの下に通路を提供する。これによりトレンチ掘削がなくなる。

さらに、図２５Ａ及び図２５Ｂに示す事前に製造されたコンクリートケーブルレースウェイを使用することにより、掘削及び別個の導管の使用量を削減する又はなくすことができる。レースウェイは、図２０Ｄ及び図２０Ｊに関して上述したプレキャストコンクリートトレンチを含むことができる。これらのレースウェイは、グレード上に設置することができ、又は導管埋設に必要な土木工事を伴わずに簡単に掘削されたトレンチ内に設置することができる。最後に、固定ケーブルレースウェイ及び改善された現場設計により、実際の伝導体長さを事前決定することができ、ケーブルの伝線ごとの事前製造された伝導体組を１２００ｋＷサブシステムから中央の電気ギアに（すなわち、システム配電ユニットに）通すことが可能になる。これにより、品質が改善し、現場での廃棄及び労働時間が削減される。概して、構成要素の全高を低下するとともに索張りを簡素化しつつも保守性を依然として維持しながら、品質の改善、現場建設時間の削減、労働コスト（例えば、電気的及び配管）の削減によって設置が改善する。したがって、図２４～図２５Ｂに示す開放トレンチは、トレンチの締固め及びＣｌａｓｓ ＩＩ／Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ充填材による閉鎖を回避することによって、労働及び材料を大幅に節減する。Ｃｏｎｆｏａｍ充填材２７（気泡コンクリート）等の自己充填スラリーが、サブグレード及びトレンチのＣｌａｓｓ ＩＩ ＡＢの代わりに設けられる。また、これにより、より良好な熱放散がもたらされ、ＲＨＯコンクリートがなくなり、保守及び維持が簡単になる。

図２６Ａは、本開示の更に別の実施形態に係る大規模燃料電池システムの上面図である。図２６Ｂは、図２６Ａの燃料電池システムのブロック２６０３の上面図である。図２６Ｃは、燃料導管２３０Ａ、水導管２３０Ｂ、及び電気配線２３２を示す、図２６Ａの燃料電池システムのブロック２６０３の代替の構成の上面図である。図２６Ｄは、パワーモジュール１２の列の第１の端部に配置された燃料処理モジュール１６内への燃料導管２３０Ａ及び水導管２３０Ｂの側方からの進入並びにパワーモジュール１２の列の第２の端部に配置された電力調整モジュール１８内への電気配線２３２の側方からの進入を示す、図２６Ａの燃料電池システムのブロック２６０３の斜視図である。したがって、この実施形態においては、燃料処理モジュール１６及び電力調整モジュール１８が、パワーモジュール１２の列の対向する両側に配置されている。図２６Ｅは、燃料電池電力システムのブロック２６０３のための、パワーモジュール１２の列と集中型のシステム配電ユニット２６０４との間に延在する電気配線２３２を収容するコンクリートトレンチ１９０２の斜視図である。図２６Ａ～図２６Ｅに示す燃料電池電力システムは、電気配線の総量を含む構成要素の数を削減することができ、構成要素の設置を簡素化するため、システムの全体コストを削減することができる。

図２６Ａ～図２６Ｅに示す大規模燃料電池システムは、図１９Ａ～図１９Ｌを参照して上述したシステムと同様であり得る。特に、本システムは、図２６Ｄに示すように、パッド２６０１ａ（例えば、コンクリートパッド）上に配置されるパワーモジュール１２の複数の列（ＰＭ５と標示されている）を備えることができる。パワーモジュール１２の各列は、ＤＣ／ＡＣインバーター及び他の電気構成要素を備えていてもよい単一の上述した電力調整モジュール１８（ＡＣ５と標示されている）に電気接続される。燃料処理モジュール１６（ＦＰ５と標示されている）及び電力調整モジュール１８は、パワーモジュール１２とともに同じパッド２６０１ａ上に配置してもよい。本システムは、複数のブロック２６０３内に構成してもよく、各ブロック２６０３は、パワーモジュール１２の複数の列（並びに関連する燃料処理モジュール１６及び電力調整モジュール１８）を備えていてもよい。パワーモジュール１２の列は、それぞれのブロック２６０３の集中型のシステム配電ユニット２６０４の異なる側部に配置されている。システム配電ユニット２６０４は、少なくとも１つの変圧器、例えば、ブロック２６０３のそれぞれの側部のパワーモジュール１２の複数の列にそれぞれ電気接続されていてもよい第１の変圧器ＸＦＭＲ－１及び第２の変圧器ＸＦＭＲ－２と、第１の変圧器ＸＦＭＲ－１及び第２の変圧器ＸＦＭＲ－２に電気接続され、ブロック２６０３の単一の電力出力を供給してもよい第３の変圧器ＸＦＭＲ－３とを備えることができる。各ブロック２６０３からの電力出力は、電気接続部（例えば、銅ワイヤ）を介して、システムをグリッド及び／又は負荷に結合し得る共通スイッチギア２６０５に供給してもよい。

上述したシステム配電モジュール（ＰＤＳ）は、パワーモジュール１２の列の複数の電力調整モジュール１８に電気接続することができ、各ブロック２６０３内のシステム配電ユニット２６０４の変圧器（例えば、ＸＦＭＲ－１又はＸＦＭＲ－２）にも電気接続することができる。例えば、各ブロック２６０３は、システム配電ユニット２６０４内に、上述したＰＤＳ－１及びＰＤＳ－２等の一対のシステム配電モジュールを備えることができ、配電モジュールのそれぞれは、ブロック２６０３のそれぞれの側部（例えば、左側及び右側）の電力調整モジュール１８に電気接続することができ、第１の変圧器ＸＦＭＲ－１及び第２の変圧器ＸＦＭＲ－２のうちのそれぞれ一方に電力を供給してもよい。また、システムの各ブロック２６０３は、任意選択で、１つ以上の上述した水分配モジュール（ＷＤＭ）と、１つ以上の上述したテレメトリーモジュール（ＴＣ）とを備えることができる。

図２６Ａに示すシステムは、それぞれ、パワーモジュール１２の複数の列とシステム配電ユニット２６０４とを含む５つのブロック２６０３を備える。各列は、７つのパワーモジュール１２を含み、図２１を参照して上述したように、３００ｋＷのＥｎｅｒｇｙ Ｓｅｒｖｅｒ（商標）燃料電池発電機（ＥＳ）を形成してもよい。５つのブロック２６０３のうちの４つは、パワーモジュール１２の１４個の列を含み、４．２ＭＷの電力を供給してもよい。第５のブロック２６０３（図２６Ａの右側に位置する）は、パワーモジュール１２の１３個の列を含む。したがって、システムは全体として２０．７ＭＷの電力を供給することができる。システムの様々な他の構成は、システムのブロック２６０３の数の変動、ブロック２６０３ごとのパワーモジュール１２の列の数の変動、列ごとのパワーモジュール１２の数の変動、並びにブロック２６０３及び各ブロック２６０３内のパワーモジュール１２の列のレイアウト（複数の場合もある）の変動を含めて、本開示の範囲内であることが理解されよう。

図２６Ａ～図２６Ｅに示すシステムは、図２６Ａ～図２６Ｅのシステムが、集中型の脱硫器システムを備えなくてもよく、また、パワーモジュール１２の列に流体接続される集中型のガス／水分配モジュール（ＧＤＭ）も備えなくてもよい点において、図１９Ａ～図１９Ｌを参照して上述したシステムとは異なり得る。むしろ、図２６Ａ～図２６Ｅに示すシステムは、燃料の事前処理を行う構成要素、例えば吸着床（例えば、脱硫器及び／又は他の不純物吸着床）を含む、複数の上述した燃料処理モジュール１６（ＦＰ５と標示されている）を備えることができる。パワーモジュール１２の各列は、列内のパワーモジュール１２のそれぞれに流体接続される燃料処理モジュール１６を備えることができる。燃料処理モジュール１６は、パワーモジュール１２の列及び関連する電力調整モジュール１８とともに同じパッド２６０１ａ上に配置してもよい。

図２６Ａ～図２６Ｅを再び参照すると、様々な実施形態において、システムのパワーモジュール１２の列のそれぞれの中に、燃料処理モジュール１６（すなわち、ＦＰ５）を、パワーモジュール１２の列の第１の側部に配置してもよく、電力調整モジュール１８（すなわち、ＡＣ５）を、パワーモジュール１２の列の第１の側部の反対側の第２の側部に配置してもよい。図２６Ｂに示すように、燃料（「Ｆ」との標示で矢印によって示されている）及び水（「Ｗ」との標示で矢印によって示されている）は、列の１つの側部の導管２３０Ａ及び２３０Ｂを介して燃料処理モジュール１６に進入してもよく、電力調整モジュール１８（「Ｅ」との標示で矢印によって示されている）に対する外部の電気接続部（例えば、ワイヤ２３２）は、列の反対側に配置してもよい。地下燃料導管（例えば、管）２３０Ａ及び水導管（例えば、管）２３０Ｂは、燃料及び水をそれぞれ、図２６Ｃ及び図２６Ｄに示すように、各列内の燃料処理モジュール１６に供給するようにしてもよい。少なくとも１つの水分配モジュール（ＷＤＭ）を備える実施形態において、図２６Ｃに示すように、地方自治体の給水管からの水を、初めに、処理のためＷＤＭに供給してもよく、水導管２３０Ｂを介して処理水をＷＤＭから各列内の燃料処理モジュール１６に供給するようにしてもよい。上述したワイヤ２３２は、各列内の電力調整モジュール１８をそれぞれのブロック２６０３の集中型のシステム配電ユニット２６０４に結合してもよい。幾つかの実施形態において、ワイヤ２３２は、図１９Ｂ～１９Ｄ並びに図２０Ｄ及び図２０Ｅを参照して上述したように、プレキャストコンクリートトレンチ１９０２内に配置してもよい。プレキャストコンクリートトレンチ１９０２は、それぞれの列の電力調整モジュール１８から、燃料電池システムの各ブロック２６０３内の集中型のシステム配電ユニット２６０４へと延在することができる。代替的には、ワイヤ２３２は、図２４、図２５Ａ及び図２５Ｂに記載のように、コンクリート縁石又はレースウェイ内に配置してもよい。図２６Ｄに示すような他の実施形態において、ワイヤ２３２は、任意選択で、セメント等の適切な材料で被覆することができる埋設された導管内に配置してもよい。

様々な実施形態において、パワーモジュール１２の列の対向する両側において燃料処理モジュール１６と電力調整モジュール１８とを分離することにより、同じトレンチ内にユーティリティ接続部（すなわち、燃料導管２３０Ａ及び水導管２３０Ｂ、配管接続部）及び電気接続部（例えば、銅ワイヤ）を含める必要がなくなり得る。ユーティリティ接続部及び電気接続部を同じトレンチ内に載置することにより、ユーティリティ接続部と電気接続部との間の十分な鉛直分離を維持するために、より深いトレンチ（例えば、３フィートよりも大きい、例えば最大５フィート深さ）が必要になり得る。したがって、燃料導管２３０Ａ及び水導管２３０Ｂを電気接続部（例えば、ワイヤ２３２）とは別個のトレンチ内に載置することにより、トレンチを同程度に深くする必要がなく、掘削時間及びコストを節減することができる。

加えて、電気接続部は、各ブロック２６０３内の集中型のシステム配電ユニット２６０４に最も近い列の側部に進入してもよい。したがって、列の電力調整モジュール１８を各ブロック２６０３の集中型の配電ユニット２６０４に接続するワイヤ２３２は、横断する距離がより短くなり得る。この結果として、銅配線を少なくし、電気接続部を収容するトレンチ（例えば、プレキャストコンクリートトトレンチ１９０２）の伝線をより短くすることができ、労働及び材料コストを大幅に節減することができる。さらに、図２６Ｄに示す電気接続部（例えば、ワイヤ２３２）を収容するトレンチ１９０２は、積み重ねた電気接続部及びユーティリティ（例えば、ガス及び水）接続部ではなく、電気接続部のみを収容することから、図１９Ｂ～図１９Ｄ並びに図２０Ｄ及び図２０Ｅに示すトレンチ１９０２と比較して、比較的浅くなり得る。

図２６Ｂ～図２６Ｅを参照すると、様々な実施形態において、電気接続部（例えば、ワイヤ２３２）及びユーティリティ接続部（例えば、燃料導管２３０Ａ及び水導管２３０Ｂ）は、例えば、図３Ａ～図３Ｄ、図４Ｃ、図５Ｂ、図５Ｄ、図６Ｂ、図７Ｂ、図８、図９Ｂ、図１６、図１７、図１８Ａ、図１９Ａ～図１９Ｄ、図１９Ｋ及び図１９Ｌを参照して上述した実施形態におけるように、列の下から進入するのではなく、列の側部からパワーモジュール１２の列に進入することができる。様々な実施形態において、サービス再配置モジュール２６０６ａは、パワーモジュール１２の各列の端部において燃料処理モジュール１６のキャビネットの外側面に配置してもよい。燃料導管２３０Ａ及び水導管２３０Ｂは、サービス再配置モジュール２６０６ａに下方から進入するように設置してもよく、燃料処理モジュール１６のキャビネットに側部（側面）から（例えば、完成したグレードの上で）進入するように設置してもよい。追加のサービス再配置モジュール２６０６ｂは、パワーモジュール１２の各列の反対側の端部において、電力調整モジュール１８のキャビネットの外側面に配置してもよい。電気接続部（例えば、ワイヤ２３２）は、サービス再配置モジュール２６０６ｂに下方から（例えば、プレキャストコンクリートトレンチ１９０２から）進入するように設置してもよく、電力調整モジュール１８のキャビネットに側部から（例えば、完成したグレードの上で）進入するように設置してもよい。様々な実施形態において、パワーモジュール１２の列のそれぞれに対する電気接続部及びユーティリティ接続部（配管接続部）の側方からの進入を提供することにより、コンクリートパッド２６０１ａにおける「切り欠き」（例えば、コンクリートパッドを貫通する通る上述した開口２１４及び２１６）の使用を回避することができる。これにより、パワーモジュール１２の列が支持されるコンクリートパッド２６０１ａの設計及び設置を簡素化することができ、また、コンクリートパッドの下に電気接続部及び／又はユーティリティ接続部を収容するトレンチを開口２１４及び２１６の場所（複数の場合もある）まで延在させる必要がなくなり得ることから、労働コストも削減することができる。

図２７Ａは、図２６Ａ～図２６Ｅに示すような燃料電池電力システムのブロック２６０３のコンクリートパッド２６０１ａ、２６０１ｂ及び２６０１ｃ並びにプレキャストコンクリートトレンチ１９０２の斜視図である。図２７Ｂは、電気接続部（すなわち、ワイヤ２３２）を収容するプレキャストコンクリートトレンチ１９０２の斜視図である。図２７Ｃは、図２７Ｂのプレキャストコンクリートトレンチ１９０２の上面図である。

図２７Ａを参照すると、その上にパワーモジュール１２の列が配置されるコンクリートパッド２６０１ａ及び２６０１ｃは、それを通してユーティリティ接続部及び電気接続部がそれぞれの列に進入する、パッド２６０１ａ、２６０１ｃを貫通する内部の「切り欠き」又は内部開口を有しない概ね矩形のパッドとすることができる。むしろ、上述したように、ユーティリティ接続部（配管接続部）及び電気接続部は、列の対向する両側においてモジュールのキャビネットの側部を通すことができる。したがって、パッド２６０１ａ及び２６０１ｃは、パッドを貫通する内部開口（すなわち、全ての側部がパッド２６０１ａ、２６０１ｂによって包囲される開口）を含まなくてもよい。コンクリートパッド２６０１ａは、パワーモジュール１２の２つの列と、それぞれの列の両側に位置する関連する燃料処理モジュール１６及び電力調整モジュール１８とをそれぞれ支持するように配置してもよい。コンクリートパッド２６０１ｃは、パワーモジュール１２の単一の列を、列の両側に位置する関連する燃料処理モジュール１６及び電力調整モジュール１８とともに支持するように配置してもよい。列のモジュールに対する及びその間の配管接続部及び電気接続部は、コンクリートパッド２６０１ａ及び２６０１ｃの上面の上を延在していてもよい。更に詳細に後述する様々な実施形態において、パッド２６０１ａ、２６０１ｃの上面に取り付けられる１つ以上のオーバーレイ構造により、パッド２６０１ａ及び２６０１ｃの上面と、パッド２６０１ａ、２６０１ｃ上に支持される燃料電池システムのモジュール１２、１６、１８の下面との間に空間又は分離を提供してもよい。配管接続部及び電気接続部は、パッド２６０１ａ、２６０１ｃの上面と、燃料電池システムのモジュール１２、１６、１８の下面との間の空間内において延びるように配置してもよい。図１３Ａ及び図１３Ｂ並びに図１４を参照して上述した実施形態におけるように、土台１０１０の上面は、実質的に平坦であってもよく、例えば、配管及び／又は配線用の及び／又は燃料電池システムのモジュール１２、１６、１８の設置用の凹部又は他の特徴部を含む必要がない。したがって、コンクリートパッド２６０１ａ及び２６０１ｃは、パッド２６０１ａ、２６０１ｂが注型成形された特徴部を必要としないことから、より低コストで製造することができる。代替的には、コンクリートパッド２６０１ａ及び２６０１ｃは、配管及び／又は配線用の及び／又は燃料電池システムのモジュール１２、１６、１８の設置用の注型成形された特徴部を含んでいてもよい。

図２７Ａに示すブロック２６０３は、システム配電ユニット２６０４の様々な構成要素、例えば、上述した配電モジュール（ＰＤＳ－１、ＰＤＳ－２）及び変圧器（ＸＦＭＲ－１、ＸＦＭＲ－２、ＸＦＭＲ－３）が配置されてもよい別個のコンクリートパッド２６０１ｂも備えることができる。プレキャストコンクリートトレンチ１９０２は、コンクリートパッド２６０１ｂと、燃料電池システムのモジュール１２、１６、１８を収容するコンクリートパッド２６０１ａ、２６０１ｂのそれぞれとの間に延在することができる。

様々な実施形態において、燃料電池システムのモジュール１２、１６、１８及びシステム配電ユニット２６０４は、土台２６０７と、土台２６０７の上に配置されたコンクリートパッド２６０１ａ、２６０１ｂ、２６０１ｃとを備える多層支持体の上で支持することができる。土台２６０７は、気泡コンクリート（コンクリートフォームとしても知られる）土台２６０７、例えば、締坪上に形成することができるＣｏｎｆｏａｍ（商標）気泡コンクリート土台であり得る。コンクリートパッド２６０１ａ、２６０１ｂ及び２６０１ｃは、従来の（非気泡）コンクリートパッドであり得る。コンクリートパッド２６０１ａ、２６０１ｂ及び２６０１ｃは、コンクリートパッド２６０１ａ、２６０１ｂ及び２６０１ｃが配置された土台２６０７よりも小さい面積を有することができる。幾つかの実施形態において、土台２６０７は、コンクリートパッド２６０１ａ、２６０１ｂ及び２６０１ｃよりも大きい厚さを有することができる。例えば、土台２６０７は、１２インチよりも大きい、例えば１８インチ～３０インチ（例えば、約２４インチ）の厚さを有することができる。コンクリートパッド２６０１ａ、２６０１ｂ及び２６０１ｃは、１２インチ未満、例えば６インチ～１２インチ（例えば、約８インチ）の厚さを有することができる。幾つかの実施形態において、ワイヤ２３２を収容するプレキャストコンクリートトレンチ１９０２は、土台２６０７の一部の上に配置してもよい。

図２８Ａは、燃料電池システムのモジュール１２、１６、１８を支持するコンクリートパッド２６０１ａの部分透視斜視図である。図２８Ｂは、図２８Ａのコンクリートパッド２６０１ａの部分透視上面図である。図２８Ｃは、コンクリートパッド２６０１ａの上面に取り付けられるオーバーレイ構造２６１５を含む図２８Ａのコンクリートパッド２６０１ａの上面図である。図２８Ｄは、システム配電ユニット２６０４の構成要素を支持するコンクリートパッド２６０１ａの上面図である。

図２８Ａ及び図２８Ｂを参照すると、コンクリートパッド２６０１ａは、単一の鉄筋２６１２強化層を伴って６インチ～１０インチ、例えば８インチの厚さであり得る。幾つかの実施形態において、コンクリートパッド２６０１ａは、オーバーレイ構造をコンクリートパッド２６０１ａの上面に取り付けるために使用することができる複数の埋め込みストラット２６１３を備えることができる。他の実施形態において、アンカーボルト等の他の取り付け機構が、オーバーレイ構造をコンクリートパッド２６０１ａの上面に取り付けるために、使用されてもよい。コンクリートパッド２６０１ａは、コンクリートパッド上に配置された電力調整モジュール１８との電気接続部（例えば、ワイヤ２３２）を収容するプレキャストコンクリートトレンチ１９０２の一部分に隣接し得る切り欠き部を、パッドの周縁側面に沿って有していてもよい。図２８Ｃは、オーバーレイ構造２６１５がコンクリートパッド２６０１ａの上面に取り付けられたコンクリートパッド２６０１ａの上面図である。幾つかの実施形態において、オーバーレイ構造２６１５は、例えば上述したようなフレーム１０１４やセパレーター１０１２を備えていてもよい。図１３Ａ及び図１３Ｂを参照して上述したように、フレーム１０１４は、パワーモジュール１２、燃料処理モジュール１６及び／又は電力調整モジュール１８を受け入れるように構成されており、セパレーター１０１２は、フレーム１０１４をコンクリートパッド２６０１ａの上面から分離するように構成されている。代替的には、又は加えて、オーバーレイ構造２６１５は、図１４を参照して上述したように、パワーモジュール１２、燃料処理モジュール１６及び／又は電力調整モジュール１８を支持する高架構造物（ｅｌｅｖａｔｅｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ）を形成することができる、上述したレプリケーター１４２０を備えることができる。他の適切なオーバーレイ構造２６１５も、本開示の想定される範囲内である。

図２８Ｄを参照すると、システム配電ユニット２６０４の構成要素のためのコンクリートパッド２６０１ｂは、２つの鉄筋２６１２強化層を有することができる。コンクリートパッド２６０１ｂは、電気接続部（例えば、ワイヤ２３２）を収容するプレキャストコンクリートトレンチ１９０２の一部分をシステム配電ユニット２６０４に適応させるように、パッドの周縁側面に沿って複数の切り欠き部２６１４を有することができる。

図２９Ａ及び図２９Ｂは、燃料電池システムモジュールのハウジング１４のキャビネットの側面に隣接して配置されたサービス再配置モジュール２６０６の斜視図である。上述したように、サービス再配置モジュール２６０６は、ユーティリティ接続部及び／又は電気接続部を、燃料電池システムモジュール（例えば、燃料処理モジュール１６及び／又は電力調整モジュール１８）のハウジング１４のキャビネット内に側方から進入させるように構成されていてもよい。サービス再配置モジュール２６０６は、取外し可能なカバー２６２１を有するハウジング２６２０を備えることができる。ユーティリティ接続部及び／又は電気接続部（例えば、ユーティリティ接続部の場合にはガス導管２３０Ａ及び水導管２３０Ｂ、電気接続部の場合にはワイヤ２３２）は、導管（例えば、チューブ）２６２２を通して地盤面の下からハウジング２６２０に進入してもよい。ハウジング１４のキャビネットの側面における１つ以上の開口２６２３により、ユーティリティ接続部及び／又は電気接続部は、ハウジング２６２０からキャビネットに進入することが可能になる。図２９Ａにおける実施形態は、サービス再配置モジュール２６０６のハウジング２６２０の内側に配置された複数のラグコネクタ２６２７を備える。ラグコネクタ２６２７は、第１の複数の地下ユーティリティ接続部及び／又は電気接続部を、ハウジング１４のキャビネットの内部に対する第２の組の接続部に接続する。図２９Ｂの実施形態は、地下ユーティリティ接続部及び／又は電気接続部がハウジング２６２０を通してハウジング１４のキャビネットの内部に途切れずに延在する「プル」型サービス再配置モジュール２６２０を示している。

本開示の実施形態の燃料電池システムは、温室効果ガス排出を削減し、気候に対してポジティブな影響を及ぼすように設計される。

様々な例示的な実施形態に示すような燃料電池システムの配置は例示でしかない。本開示において幾つかの実施形態のみを詳細に記載したが、本明細書に記載の主題の新規の教示及び利点から実質的に逸脱することなく、多くの修正が可能である（例えば、様々な要素のサイズ、寸法、構造、形状及び比率における変動、パラメーターの値、取り付け配置、材料の使用、色、向き等）。

一体形成されるものとして示す幾つかの要素は、複数の部品又は要素から構築することができ、要素の配置は、反転させることも別様に変更することもでき、個別の要素の性質若しくは数又は配置を変える又は変更することができる。本開示の範囲から逸脱することなく、他の置換、修正、変更及び省略を、様々な例示的な実施形態の設計、動作条件及び配置に行うこともできる。任意の実施形態の任意の１つ以上の特徴は、１つ以上の他の実施形態の任意の１つ以上の他の特徴と任意の組み合わせで使用することができる。

Claims (20)

1. 複数の燃料電池パワーモジュールと、前記燃料電池パワーモジュールに電気接続されるＤＣ／ＡＣインバーターを含む電力調整モジュールとを各列が備えるモジュールの複数の列と、
   燃料電池パワーモジュールの複数の列に流体接続される単一のガス／水分配モジュールと、
   前記モジュールの複数の列の各列内における前記電力調整モジュールに電気接続される単一の小型配電モジュールと、
   を備える、モジュール式燃料電池サブシステム。
2. 前記モジュールの複数の列に流体接続される単一の脱硫器モジュールを更に備える、請求項１に記載のモジュール式燃料電池サブシステム。
3. 独立した硫黄破過検出ラインを更に備える、請求項２に記載のモジュール式燃料電池サブシステム。
4. 請求項１に記載の複数の前記モジュール式燃料電池サブシステムと、
   前記複数のモジュール式燃料電池サブシステムに電気接続されるシステム配電ユニットと、
   前記複数のモジュール式燃料電池サブシステムを、ユーティリティ燃料管、ユーティリティ水管及び前記システム配電ユニットに接続する、配管及びワイヤを収容する複数のプレキャストコンクリートトレンチと、
   を備える、燃料電池システム。
5. 前記システム配電ユニットは、前記複数のモジュール式燃料電池サブシステムの少なくとも１つの小型配電モジュールに電気接続される少なくとも１つの変圧器を備え、前記複数のモジュール式燃料電池サブシステムは、前記少なくとも１つの変圧器の少なくとも２つの側部に配置される、請求項４に記載の燃料電池システム。
6. 前記システム配電ユニットは、第１のモジュール式燃料電池サブシステムの第１の小型配電モジュールに電気接続される第１の変圧器と、第２のモジュール式燃料電池サブシステムの第２の小型配電モジュールに電気接続される第２の変圧器と、前記第１の変圧器及び前記第２の変圧器に電気接続され、前記燃料電池システムの電力出力を供給する第３の変圧器とを備え、前記第１の変圧器、前記第２の変圧器及び前記第３の変圧器は、それぞれ、前記燃料電池システムのモジュールの列の対の間に配置される、請求項５に記載の燃料電池システム。
7. 気泡コンクリートの土台と、
   前記土台の上に配置されるとともに、前記土台よりも小さい面積を有する非気泡コンクリートパッドと、
   前記コンクリートの土台上に配置され、少なくとも１つの燃料電池スタックを含む燃料電池パワーモジュールと、
   を備える、燃料電池パワーモジュール。
8. 前記燃料電池パワーモジュールを配電ユニットに接続するワイヤを収容するプレキャストコンクリートトレンチを更に備える、請求項７に記載の燃料電池パワーモジュール。
9. 前記プレキャストコンクリートトレンチは、前記燃料電池パワーモジュールをユーティリティ燃料管及びユーティリティ水管に接続する配管を収容する、請求項８に記載の燃料電池パワーモジュール。
10. 前記土台上に配置されるとともに、前記コンクリートパッドの側壁に接触するメッシュ状の型枠を更に備える、請求項９に記載の燃料電池パワーモジュール。
11. 前記コンクリートパッドは、実質的に平坦な上面を有し、前記コンクリートパッドを貫通する内部開口を有さない、請求項７に記載の燃料電池パワーモジュール。
12. 前記コンクリートパッドは、少なくとも１つの埋め込みストラットを備え、オーバーレイ構造が、前記少なくとも１つの埋め込みストラットを使用して前記コンクリートパッドの前記上面に取り付けられる、請求項１１に記載の燃料電池パワーモジュール。
13. 燃料電池システムモジュールの複数の列と、電気接続部と、少なくとも１つの配管接続部とを備え、
    前記燃料電池システムモジュールの複数の列は、各列が、複数の燃料電池パワーモジュールと、前記パワーモジュールに電気接続されるＤＣ／ＡＣインバーターを含む電力調整モジュールと、前記パワーモジュールに流体接続される燃料の事前処理を行う構成要素を含む燃料処理モジュールとを備え、
    前記電力調整モジュールは、前記複数の燃料電池モジュールの第１の側部に配置され、
    前記燃料処理モジュールは、前記燃料電池システムモジュールの複数の列の各列において前記複数の燃料電池モジュールの前記第１の側部とは反対側の第２の側部に配置され、
    前記電気接続部は、それぞれの前記列の前記第１の側部に配置された各列の前記電力調整モジュールに対して設置され、
    前記配管接続部は、それぞれの前記列の前記第２の側部に配置された各列の前記燃料処理モジュールに対して設置されている、燃料電池システム。
14. 前記燃料電池システムモジュールは、複数のキャビネット内に配置され、各列に対する前記電気接続部及び前記少なくとも１つの配管接続部は、前記列の両側に位置するキャビネットの側面を通って進入するように設置されている、請求項１３に記載の燃料電池システム。
15. 第１のサービス再配置モジュールと、第２のサービス再配置モジュールとを更に備え、
    前記第１のサービス再配置モジュールは、各列において前記燃料処理モジュールを含む第１のキャビネットの側面に隣接して配置され、
    前記第１のサービス再配置モジュールは、燃料及び水用の配管接続部が、下方から前記第１のサービス再配置モジュールのハウジングに進入し、前記第１のキャビネットの前記側面の開口を通して前記ハウジングを出るように設置され、
    前記第２のサービス再配置モジュールは、各列において前記電力調整モジュールを含む第２のキャビネットの側面に隣接して配置され、
    前記第２のサービス再配置モジュールは、少なくとも１つの電気接続部が、下方から前記第２のサービス再配置モジュールのハウジングに進入し、前記第２のキャビネットの前記側面の開口を通して前記ハウジングを出るように設置されている、請求項１４に記載の燃料電池システム。
16. 前記燃料電池システムモジュールの列の前記第１の側部とシステム配電ユニットとの間に延在するプレキャストコンクリートトレンチを更に備え、前記プレキャストコンクリートトレンチは、各列の前記電力調整モジュールを前記システム配電ユニットに接続するワイヤを収容する、請求項１３に記載の燃料電池システム。
17. 前記システム配電ユニットは、少なくとも１つの変圧器を備え、前記燃料電池システムモジュールの複数の列は、前記少なくとも１つの変圧器の少なくとも２つの側部に配置され、前記電力調整モジュールは、前記システム配電ユニットに面した各列の端部に配置される、請求項１６に記載の燃料電池システム。
18. 前記システム配電ユニットは、燃料電池システムモジュールの列の第１の群に電気接続される第１の変圧器と、燃料電池システムモジュールの列の第２の群に電気接続される第２の変圧器と、前記第１の変圧器及び前記第２の変圧器に電気接続される第３の変圧器とを備える、請求項１７に記載の燃料電池システム。
19. 前記燃料電池システムモジュールの列は、１つ以上のパッド上に配置され、前記１つ以上のパッドは、それぞれの前記パッドを貫通する内部開口を有さない、請求項１３に記載の燃料電池システム。
20. 前記１つ以上のパッドのそれぞれは、１２インチ未満の厚さを有する、請求項１９に記載の燃料電池システム。
    

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