JPH02125312A - 燃料電池給電システム - Google Patents
燃料電池給電システムInfo
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- JPH02125312A JPH02125312A JP63279057A JP27905788A JPH02125312A JP H02125312 A JPH02125312 A JP H02125312A JP 63279057 A JP63279057 A JP 63279057A JP 27905788 A JP27905788 A JP 27905788A JP H02125312 A JPH02125312 A JP H02125312A
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
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- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
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- Dc-Dc Converters (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (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)
本発明は燃料電池の直流出力をDC−DCコンバータに
より電圧変換して負荷に給電する燃料電池給電システム
に関するものである。
より電圧変換して負荷に給電する燃料電池給電システム
に関するものである。
(従来の技術)
燃料電池は水素と酸素との電気化学反応により直流電力
を発生することから、直流負荷に対しては直接給電する
ことができる。しかし、負荷の所要電圧と燃料電池電圧
との関係から燃料電池出力の電圧変換が必要な場合には
、第4図に示すように燃料電池lから負荷となる装置3
(以下負荷装置という、)への給電はDC−DCコンバ
ータ2′を介し、電圧を変換して給電する。このとき、
負荷装w3の消費電力が燃料電池1の定格出力と一敗し
ているならば燃料電池lを有効に使うことができる。な
お、ここではDC−DCコンバータ2゜の損失を無視し
て説明する。
を発生することから、直流負荷に対しては直接給電する
ことができる。しかし、負荷の所要電圧と燃料電池電圧
との関係から燃料電池出力の電圧変換が必要な場合には
、第4図に示すように燃料電池lから負荷となる装置3
(以下負荷装置という、)への給電はDC−DCコンバ
ータ2′を介し、電圧を変換して給電する。このとき、
負荷装w3の消費電力が燃料電池1の定格出力と一敗し
ているならば燃料電池lを有効に使うことができる。な
お、ここではDC−DCコンバータ2゜の損失を無視し
て説明する。
(発明が解決しようとする課題)
しかし、第4図において、必ずしも燃料電池lの定格出
力と負荷装置3の消費電力とは一致するとは限らない0
例えば、同一の負荷装W3が2装置あり、各負荷装置3
の消費電力が燃料電池の定格出力の2分の1を超えるよ
うなこともある。この場合、燃料電池1から2台の負荷
装置3に電力を供給すると燃料電池1の定格出力を超え
、特性の劣化を引き起こすか、あるいは給電不能となり
、燃料電池1の出力にはまだ余裕があるにもかかわらず
、1台の負荷装置3にしか電力を供給できないことにな
る。また、他の負荷装置3に対しては新たに燃料電池を
設けるか、別系統の直流出力の電源、例えば商用電源を
入力とする整流器から給電せざるを得ない、このため創
設費用が高価な燃料電池の有効利用が図れないという問
題があった。
力と負荷装置3の消費電力とは一致するとは限らない0
例えば、同一の負荷装W3が2装置あり、各負荷装置3
の消費電力が燃料電池の定格出力の2分の1を超えるよ
うなこともある。この場合、燃料電池1から2台の負荷
装置3に電力を供給すると燃料電池1の定格出力を超え
、特性の劣化を引き起こすか、あるいは給電不能となり
、燃料電池1の出力にはまだ余裕があるにもかかわらず
、1台の負荷装置3にしか電力を供給できないことにな
る。また、他の負荷装置3に対しては新たに燃料電池を
設けるか、別系統の直流出力の電源、例えば商用電源を
入力とする整流器から給電せざるを得ない、このため創
設費用が高価な燃料電池の有効利用が図れないという問
題があった。
本発明の目的は、燃料電池の定格出力を超えて負荷装置
が電力を消費するときは、燃料電池の定格出力と負荷装
置の消費電力との関係に関わりなく、燃料電池からはそ
の定格出力を負荷装置へ給電し、不足分を別系統の直流
出力の電源、例えば商用電源あるいはエンジン発電機を
入力とする整流器から給電するものであり、これにより
燃料電池のを効利用を図ろうとするものである。
が電力を消費するときは、燃料電池の定格出力と負荷装
置の消費電力との関係に関わりなく、燃料電池からはそ
の定格出力を負荷装置へ給電し、不足分を別系統の直流
出力の電源、例えば商用電源あるいはエンジン発電機を
入力とする整流器から給電するものであり、これにより
燃料電池のを効利用を図ろうとするものである。
(課題を解決するための手段)
本発明と上記目的を達成するため、燃料電池と、入力が
該燃料電池に接続されて該燃料電池の出力を所定値内に
抑えるための垂下機能を存するDC−DCコンバータと
、該燃料電池の出力の所定値を超える負荷装置に対し給
電する別系統の直流出力の電源とを設け、該D C−D
Cコンバータと該別系統の直流出力の電源とのそれぞ
れに並列運転するためのダイオードを備えたことを特徴
とする燃料電池給電システムを第1の要旨とする。
該燃料電池に接続されて該燃料電池の出力を所定値内に
抑えるための垂下機能を存するDC−DCコンバータと
、該燃料電池の出力の所定値を超える負荷装置に対し給
電する別系統の直流出力の電源とを設け、該D C−D
Cコンバータと該別系統の直流出力の電源とのそれぞ
れに並列運転するためのダイオードを備えたことを特徴
とする燃料電池給電システムを第1の要旨とする。
また、前記別系統の直流出力の電源は、商用電源あるい
はエンジン発電機を入力とする整流器であり、該整流器
の出力電圧が、前記垂下機能を有するDC−DCコンバ
ータの垂下開始時の出力電圧よりも低いことを特徴とす
る請求項l記載の燃料電池給電システムを第2の要旨と
し、前記負荷装置は、所望の電圧に変換するためのDC
−DCコンバータあるいはインバータを含んだ構成とし
たことを特徴とする請求項1記載の燃料電池給電システ
ムを第3の要旨とする。
はエンジン発電機を入力とする整流器であり、該整流器
の出力電圧が、前記垂下機能を有するDC−DCコンバ
ータの垂下開始時の出力電圧よりも低いことを特徴とす
る請求項l記載の燃料電池給電システムを第2の要旨と
し、前記負荷装置は、所望の電圧に変換するためのDC
−DCコンバータあるいはインバータを含んだ構成とし
たことを特徴とする請求項1記載の燃料電池給電システ
ムを第3の要旨とする。
(実施例)
以下、図面に沿って本発明の実施例について説明する。
なお、実施例は一つの例示であって、本発明の精神を逸
脱しない範囲で種々の変更あるいは改良を行いうろこと
は言うまでもない。
脱しない範囲で種々の変更あるいは改良を行いうろこと
は言うまでもない。
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
本発明の詳細な説明する特性図である。
本発明の詳細な説明する特性図である。
第1図において、■は燃料電池、2は垂下機能を有する
DC−DCコンバータ、3は負荷装置、4は商用電源あ
るいはエンジン発電機、5は整流器、61および62は
並列運転をするためのダイオードである。
DC−DCコンバータ、3は負荷装置、4は商用電源あ
るいはエンジン発電機、5は整流器、61および62は
並列運転をするためのダイオードである。
また、第2図は燃料電池lの出力を入力するとDC−D
Cコンバータ2の出力電圧−出力電流特性Aと商用電源
(またはエンジン発電Iり4を人力とする整流器5の出
力電圧−出力電流特性B、ならびに、DC−DCコンバ
ータ2と整流器5の負荷分担状態を示したものである。
Cコンバータ2の出力電圧−出力電流特性Aと商用電源
(またはエンジン発電Iり4を人力とする整流器5の出
力電圧−出力電流特性B、ならびに、DC−DCコンバ
ータ2と整流器5の負荷分担状態を示したものである。
以下に、第1図、第2図を用い、本発明の動作を明する
。
。
通常DC−DCコンバータ2の入力電力は垂下開始点(
第2図の点S)で最大となる。従って、DC−DCコン
バータ2の垂下開始点を一定の値に設定することにより
、燃料電池1の出力電力を一定電力以内に抑えることが
できる。例えば、燃料電池1の定格出力とDC−DCコ
ンバータ2の入力電力の最大値が一致するように、DC
−DCコンバータ2の垂下開始点Sを定めることにより
、燃料電池1は定格出力を超えて電力を供給することが
なくなる。
第2図の点S)で最大となる。従って、DC−DCコン
バータ2の垂下開始点を一定の値に設定することにより
、燃料電池1の出力電力を一定電力以内に抑えることが
できる。例えば、燃料電池1の定格出力とDC−DCコ
ンバータ2の入力電力の最大値が一致するように、DC
−DCコンバータ2の垂下開始点Sを定めることにより
、燃料電池1は定格出力を超えて電力を供給することが
なくなる。
ここで、1台の負荷装置3の消費電力をpo/2 (w
) 、2台の負荷装置3でP、(w)とし、このとき2
台の負荷装置3に供給される合計電流を■。(A)とす
ると、このlo(A)は次のように負荷分担される。D
C−DCコンバータ2からr、(A)、整流器5からr
、(A)が供給され、Iゆ (A) = I r +
I t (A) (第2図の交点Xの状態)となる
、しかし、負荷装置3の電流がIs<IIの状態ではD
C−DCコンバータ2のみが負荷装置3に電力を供給す
る。さらに、負荷の消費電力が増加し、2台の負荷装置
3に供給される合計電流!。(A)がDC−DCコンバ
ータ2の出力電流11(A)よりΔIs (A)だけ
増大スると、DC−DCコンバータ2の出力電流はII
(A)からほとんど変化せず、整流器5の出力電流のみ
がΔI・ (A)分担することになる。
) 、2台の負荷装置3でP、(w)とし、このとき2
台の負荷装置3に供給される合計電流を■。(A)とす
ると、このlo(A)は次のように負荷分担される。D
C−DCコンバータ2からr、(A)、整流器5からr
、(A)が供給され、Iゆ (A) = I r +
I t (A) (第2図の交点Xの状態)となる
、しかし、負荷装置3の電流がIs<IIの状態ではD
C−DCコンバータ2のみが負荷装置3に電力を供給す
る。さらに、負荷の消費電力が増加し、2台の負荷装置
3に供給される合計電流!。(A)がDC−DCコンバ
ータ2の出力電流11(A)よりΔIs (A)だけ
増大スると、DC−DCコンバータ2の出力電流はII
(A)からほとんど変化せず、整流器5の出力電流のみ
がΔI・ (A)分担することになる。
かくして、■。(A)−II +It (A)となる
と第2図に示した負荷分担となる。即ち、燃料電池lの
出力は定格値に保たれ、増加した負荷の消費電力は商用
電源(またはエンジン発電機)4より供給されることに
なる。
と第2図に示した負荷分担となる。即ち、燃料電池lの
出力は定格値に保たれ、増加した負荷の消費電力は商用
電源(またはエンジン発電機)4より供給されることに
なる。
このように構成されているので、燃料電池の定格出力が
、負荷装置の消費電力と一致しない場合であっても、燃
料電池からは定格出力を負荷装置へ供給し、残りの不足
分だけを別系統の直流出力の電源から給電することが可
能となる。
、負荷装置の消費電力と一致しない場合であっても、燃
料電池からは定格出力を負荷装置へ供給し、残りの不足
分だけを別系統の直流出力の電源から給電することが可
能となる。
第3図は本発明の他の実施例を説明する図であって、第
1図と同符号のものは同一機能のものである。
1図と同符号のものは同一機能のものである。
第3図の実施例の負荷装置3は、負荷31〜34の前段
に、所望の電圧に変換するためのDC−DCコンバータ
35またはインバータ36を設置した構成とした点にあ
る。
に、所望の電圧に変換するためのDC−DCコンバータ
35またはインバータ36を設置した構成とした点にあ
る。
このように負荷の種類によってDC−DCコンバータ3
5あるいはインバータ36を設けて構成された第3図の
実施例では以下のような特徴を有する。
5あるいはインバータ36を設けて構成された第3図の
実施例では以下のような特徴を有する。
一般に、効率の高い、経済的な燃料電池給電システムを
構築しようとすると、燃料電池lの出力につながる垂下
機能を有するDC−DCコンバータ2と、商用電a<ま
たはエンジン発電機)4を入力とする整流器5とを並列
運転用ダイオード61゜62により並列運転した出力電
圧は、負荷装置3の各負荷31〜34が必要な入力電圧
と一致しない場合があり得る。このとき負荷31〜34
の前段に設置したDC−DCコンバータ35あるいはイ
ンバータ36により、前記並列運転出力電圧を負荷装置
3の負荷31〜34が必要とする所望の電圧に変換して
インタフェースを合°わせ、経済的な給電システムを構
築することが考えられる。
構築しようとすると、燃料電池lの出力につながる垂下
機能を有するDC−DCコンバータ2と、商用電a<ま
たはエンジン発電機)4を入力とする整流器5とを並列
運転用ダイオード61゜62により並列運転した出力電
圧は、負荷装置3の各負荷31〜34が必要な入力電圧
と一致しない場合があり得る。このとき負荷31〜34
の前段に設置したDC−DCコンバータ35あるいはイ
ンバータ36により、前記並列運転出力電圧を負荷装置
3の負荷31〜34が必要とする所望の電圧に変換して
インタフェースを合°わせ、経済的な給電システムを構
築することが考えられる。
一例をあげると、負荷装置として通信装置を対象とし、
通信装置に必要な標準電圧を直流21Vあるいは48V
を必要とする負荷31.32としたとき、システム全体
としての効率の向上を図るためには、燃料電池1と商用
電源4との直流並列運転の出力電圧は、例えば150V
として給電線での損失を小さくした方がよくなる場合が
ある。このようなときに負荷装置の前段にDC−DCコ
ンバータ35を設置することにより150Vを21Vあ
るいは48Vに変換してインタフェースを合わせること
が可能となる。
通信装置に必要な標準電圧を直流21Vあるいは48V
を必要とする負荷31.32としたとき、システム全体
としての効率の向上を図るためには、燃料電池1と商用
電源4との直流並列運転の出力電圧は、例えば150V
として給電線での損失を小さくした方がよくなる場合が
ある。このようなときに負荷装置の前段にDC−DCコ
ンバータ35を設置することにより150Vを21Vあ
るいは48Vに変換してインタフェースを合わせること
が可能となる。
また、負荷33.34が交流入力を必要とする場合には
インバータ36を設置することも考えられる。
インバータ36を設置することも考えられる。
なお、第3図の実施例の負荷分担の動作は、第2図によ
り説明した動作と同様である。
り説明した動作と同様である。
なお、上述の説明ではDC−DCコンバータ2の垂下開
始時の入力電力を燃料電池lの定格出力電力に合わせた
場合について説明したが、DC−DCコンバータ2の垂
下開始点を変えることにより、燃料電池1の出力をシス
テムとして所望の出力に合わせることももちろん可能で
ある。
始時の入力電力を燃料電池lの定格出力電力に合わせた
場合について説明したが、DC−DCコンバータ2の垂
下開始点を変えることにより、燃料電池1の出力をシス
テムとして所望の出力に合わせることももちろん可能で
ある。
(発明の効果)
以上説明したように、
(i)本発明によると、燃料電池と、入力が該燃料電池
に接続されて該燃料電池の出力を所定値内に抑えるため
の垂下機能を有するDC−DCコンバータと、該燃料電
池の出力の所定値を超える負荷装置に対し給電する別系
統の直流出力の電源とを設け、該DC−DCコンバータ
と該別系統の直流出力の電源とのそれぞれに並列運転す
るためのダイオードを備えたことにより、燃料電池の直
流出力をDC−DCコンバータにより電圧変換して負荷
に給電する燃料電池システムにおいて、燃料電池からは
所望の出力を負荷装置へ給電し、負荷装置の消費電力の
不足分を商用電源あるいはエンジン発電機を入力とする
整流器から給電することができ、燃料電池の有効利用が
可能となる。
に接続されて該燃料電池の出力を所定値内に抑えるため
の垂下機能を有するDC−DCコンバータと、該燃料電
池の出力の所定値を超える負荷装置に対し給電する別系
統の直流出力の電源とを設け、該DC−DCコンバータ
と該別系統の直流出力の電源とのそれぞれに並列運転す
るためのダイオードを備えたことにより、燃料電池の直
流出力をDC−DCコンバータにより電圧変換して負荷
に給電する燃料電池システムにおいて、燃料電池からは
所望の出力を負荷装置へ給電し、負荷装置の消費電力の
不足分を商用電源あるいはエンジン発電機を入力とする
整流器から給電することができ、燃料電池の有効利用が
可能となる。
(11)また、前記別系統の直流出力の電源は、商用電
源あるいはエンジン発電機を入力とする整流器であり、
該整流器の出力電圧が、前記垂下機能を有するDC−D
Cコンバータの垂下開始時の出力電圧よりも低くするこ
とにより、燃料電池の定格出力に応じて最適の燃料電池
給電システムが得られる。
源あるいはエンジン発電機を入力とする整流器であり、
該整流器の出力電圧が、前記垂下機能を有するDC−D
Cコンバータの垂下開始時の出力電圧よりも低くするこ
とにより、燃料電池の定格出力に応じて最適の燃料電池
給電システムが得られる。
(tji)さらに、前記負荷装置は、所望の電圧に変換
するためのDC−DCコンバータあるいはインバータを
含んだ構成とすることにより、さらに負荷の所望の電圧
種類に応じて適切な燃料電池給電システムが得られる。
するためのDC−DCコンバータあるいはインバータを
含んだ構成とすることにより、さらに負荷の所望の電圧
種類に応じて適切な燃料電池給電システムが得られる。
第1図は本発明の一実施例を示す燃料電池給電システム
のブロック図、第2図は本発明の燃料電池の出力のDC
−DCコンバータと商用電源あるいはエンジン発電機の
出力の整流器との負荷分担を説明する特性図、第3図は
本発明の他の実施例を示す燃料電池給電システムのブロ
ック図、第4図は従来の燃料電池給電システムのブロッ
ク図である。 l・・・ 2・・・ 3・・・ 4・・・ 5・・・ 61、62・ ・燃料電池 ・垂下機能を有するDC−DCコンバータ・負荷装置 ・商用電源あるいはエンジン発電機 ・整流器 ・並列運転用ダイオード 第 図 第 図 DC−DCコシバー7 ダム/7f乏 暫晩¥II−カ出V電充 第 図 第 図 −r−”
のブロック図、第2図は本発明の燃料電池の出力のDC
−DCコンバータと商用電源あるいはエンジン発電機の
出力の整流器との負荷分担を説明する特性図、第3図は
本発明の他の実施例を示す燃料電池給電システムのブロ
ック図、第4図は従来の燃料電池給電システムのブロッ
ク図である。 l・・・ 2・・・ 3・・・ 4・・・ 5・・・ 61、62・ ・燃料電池 ・垂下機能を有するDC−DCコンバータ・負荷装置 ・商用電源あるいはエンジン発電機 ・整流器 ・並列運転用ダイオード 第 図 第 図 DC−DCコシバー7 ダム/7f乏 暫晩¥II−カ出V電充 第 図 第 図 −r−”
Claims (3)
- (1)燃料電池と、入力が該燃料電池に接続されて該燃
料電池の出力を所定値内に抑えるための垂下機能を有す
るDC−DCコンバータと、該燃料電池の出力の所定値
を超える負荷装置に対し給電する別系統の直流出力の電
源とを設け、該DC−DCコンバータと該別系統の直流
出力の電源とのそれぞれに並列運転するためのダイオー
ドを備えたことを特徴とする燃料電池給電システム。 - (2)前記別系統の直流出力の電源は、商用電源あるい
はエンジン発電機を入力とする整流器であり、該整流器
の出力電圧が、前記垂下機能を有するDC−DCコンバ
ータの垂下開始時の出力電圧よりも低いことを特徴とす
る請求項1記載の燃料電池給電システム。 - (3)前記負荷装置は、所望の電圧に変換するためのD
C−DCコンバータあるいはインバータを含んだ構成と
したことを特徴とする請求項1記載の燃料電池給電シス
テム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63279057A JP2717215B2 (ja) | 1988-11-04 | 1988-11-04 | 燃料電池給電システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63279057A JP2717215B2 (ja) | 1988-11-04 | 1988-11-04 | 燃料電池給電システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02125312A true JPH02125312A (ja) | 1990-05-14 |
JP2717215B2 JP2717215B2 (ja) | 1998-02-18 |
Family
ID=17605801
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63279057A Expired - Fee Related JP2717215B2 (ja) | 1988-11-04 | 1988-11-04 | 燃料電池給電システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2717215B2 (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001178149A (ja) * | 1999-12-20 | 2001-06-29 | Sawafuji Electric Co Ltd | 振動型圧縮機の駆動装置 |
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JP2006014574A (ja) * | 2004-05-28 | 2006-01-12 | Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd | 電力システム |
US7514813B2 (en) | 2002-08-21 | 2009-04-07 | Ebara Corporation | Electric power supply system |
JP2011525101A (ja) * | 2008-06-13 | 2011-09-08 | セラミック・フューエル・セルズ・リミテッド | 燃料電池安定化システム及び方法 |
JP2013230005A (ja) * | 2012-04-25 | 2013-11-07 | Kyocera Corp | 制御装置、及び電力供給方法 |
JP2014079062A (ja) * | 2012-10-09 | 2014-05-01 | Komatsu Ltd | 電力供給システム |
WO2018061796A1 (ja) * | 2016-09-28 | 2018-04-05 | 株式会社村田製作所 | 電源システム |
JP2020120465A (ja) * | 2019-01-22 | 2020-08-06 | 株式会社Nttファシリティーズ | 電力変換システム |
WO2020158006A1 (ja) * | 2019-01-30 | 2020-08-06 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 直流電力供給システムおよび電力システム |
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