燃料电池供电系统（fuel cell power system）是一种洁净高效的新的发电装置，正越来越受到重视和广泛研究与应用。它是通过燃料电池来提供直流能源的；燃料电池是通过外部不断送入燃料将化学能转变为电能的。而对于燃料，目前人们研究使用最多的是氢气、甲醇等化学物质。
一、定义
1、燃料电池
燃料电池（fuel cell），在我国的相关标准中都给出了专门的定义，这些定义出发于不同的角度而表述不尽相同，但可以帮助我们更好的理解其概念。
在GB/T 28816《燃料电池 术语》中的定义是：将一种燃料和一种氧化剂的化学能直接转化为电能（直流电）、热和反应物的电化学装置（注：燃料和氧化剂通常存储在燃料电池的外部，当他们被消耗时而输入到燃料电池中）。该定义与IEC 60050-482（2004）是一致的。
在GB/T 20024.1《质子交换膜燃料电池 第1部分：术语》中的定义是指：将外部供应的燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能（直流电）及生成热和反应产物的电化学装置。所谓燃料即指能够在阳极被氧化产生自由电子的物质。
在GB/T 2900.41《电工术语 原电池与蓄电池》中的定义是：通过一个化学过程，将连续供应的反应物的化学能转变为电能的装置。
由上述定义可知，燃料电池与我们原来常用的酸性、碱性蓄电池有非常的不同之处，它们虽然都是将化学能转化为直流电能，它们虽然化学物质的参与，它们都有阳极、阴极和电解质，但燃料电池的主要化学物质在电池之外，一旦源源不断地供应燃料就持续产生电能，结果是弱化了原来蓄电池的储能的功能，没有了原来蓄电池的充电放电的过程。
2、燃料电池发电系统
在GB/T 28816《燃料电池 术语》中对于燃料电池发电系统（fuel cell power system）的定义是：使用燃料电池模块产生电能和热的发电系统。燃料电池模块（fuel cell module）是指一个或多个燃料电池堆和其他主要及适当的附加部件的集成体，目的组装到一个发电装置或一个交通工具中。其燃料电池堆（fuel cell stack）的定义是：由单电池、隔离板、冷却板、歧管和支撑结构组成的设备，通过电化学反应把（通常）富氢气体和空气反应物转化成直流电、热和其他反应产物。
在GB/T 20024.1《质子交换膜燃料电池 第1部分：术语》中的定义是指：由燃料电池模块和必要的辅助部件组成的一个完整的可稳定运行的发电系统。
二、分类与组成
1、燃料电池的分类
燃料电池所使用的燃料，目前国际与国内研究和研制的产品主要集中在氢气体。氢是宇宙中丰富的物质，氢在自然界多以化合物形态出现。有资料显示，在地壳十公里范围内（包括海洋和大气）化合态氢的重量组成约占 1%，原子组成约占 15.4%。化合态氢的常见形式是水和有机物，其中，氢的最大来源是水，而且氢与氧的燃烧或化学反应的产物也是水，因此，氢能是可再生能源， 可以循环利用，有巨大的发展前景，成为继火力发电、水力发电、核能发电之后的第四代发电方式。为此，氢燃料电池的特点表现为：能量转换效率高、环境友好、性能优越、灵活性高和燃料来源丰富等，具体详见下表2-1-1。
表2-1-1：氢燃料电池的特点表现
鉴于此，对于氢燃料电池的分类方法，目前国际上主要是依据所用电解质的不同来分类，基本上可分为五类：AFC、PAFC、MCFC、SOFC、PEMFC，其名称的中英文对照详见下表2-1-2；其各种类的主要特点（燃料、电解质、比功率等）汇总在下表2-1-3中。
表2-1-2：氢燃料电池的名称的中英文对照
表2-1-3：各种类氢燃料电池的主要特点
根据GB/T 28816的指出：一个燃料电池模块由以下几个主要部分组成：一个或多个燃料电池堆；输送燃料、氧化剂和废气的管路系统；电池堆输电的电路连接、检测和/或控制手段。此外，燃料电池模块还可以包括：额外流体（如冷却介质、惰性气体）的输送手段；检测正常或不正常运行条件的手段；外壳或压力容器；和模块的通风系统。
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2、燃料电池供电系统的分类与组成
在GB/T 28816《燃料电池 术语》中，给出了燃料电池供电系统的一个基本分类，目前可分为：固定式燃料电池供电系统；便携式燃料电池供电系统；微型燃料电池供电系统和燃料电池车。其概念详见下表2-2。
表2-2：四种燃料电池供电系统的定义
在GB/T 28816中，还分别给出了这四种系统的框图，由框图可以看出各种燃料电池供电系统的组成，应是一个个功能系统的集合。这部分所能预期的发电系的总体设计有下述所述能实现规定功能的系统的必要组合而成：自动控制系统；燃料电池模块；燃料电池堆；燃料处理系统；内置式能量存储系统；氧化剂处理系统；功率调节系统；热管理系统；通风系统；水处理系统；等。
三、通信用燃料电池供电系统
由于目前的研究和应用进展，通信用燃料电池供电系统还没有得到很大地普及。目前通信电源系统所应用和使用的是燃料为氢、氧化剂为氧、电解质为质子交换膜的燃料电池（PEMFC，Proton Exchange Membrane Fuel Cell），主要是固定式燃料电池供电系统，为通信设备提供电源。
1、系统组成
目前对于通信用燃料电池供电系统，只是在2010年工信部发布了一个技术报告，即YDB 051《通信用氢燃料电池供电系统》。该技术报告是作为引导和指导研制之用，并非为通信行业正式标准。但从该技术报告可以看到燃料电池系统在通信电源领域的应用方向，其中给出了通信用固定式燃料电池供电系统的功能框图如下图3-1-1所示，它主要由储氢单元、供氢单元、燃料电池单元、DC/DC变换单元（可选）、监控单元、配电单元、水、热综合管理单元及其它附件组成。下图3-1-2给出了一个通信用燃料电池供电系统的实物图。
图3-1-1：通信用燃料电池供电系统的功能框图
图3-1-2：通信用燃料电池供电系统的实物示例
2、系统的应用场景
通信用燃料电池供电系统，在通信局（站）电源系统中，人们期望有两大应用场景，一是能够代替原来大量使用的铅酸蓄电池；二是能够代替原有的备用柴油发电机。
在通信基础电源系统中，配备使用了大量的铅酸蓄电池，而铅酸蓄电池是在交流市电停电时才为通信设备供电。当用氢燃料电池代替铅酸蓄电池后，在市电正常时，供氢阀门关闭，氢燃料电池停止工作，不发电处于备用状态。一旦氢燃料电池供电系统探测到市电停电，立即自动打开供氢阀门，氢燃料电池供电系统开始发电，立即向通信设备供电。市电来电后，供氢阀门又自动关闭，氢燃料电池供电系统停止发电，处于备用。这样在一个通信机楼，不用配备大量的铅酸蓄电池了，尤其是在目前多采用的直流分散供电方式的情形下。为此可以减少铅酸蓄电池的投资，同时减少了铅酸蓄电池占用机房的面积。在实际使用中，因为氢气阀门开启到能正常提供足够电力需要一定的启动时间，因此需要一个容量相对较小的蓄电池，以保证燃料电池发电与市电供电转换过程中维持通信设备的不间断供电，并为燃料电池系统启动提供驱动电流。
同理，在配备了DC/AC逆变器后，可以用燃料电池供电系统代替备用柴油发电机，用氢气代替了柴油，以减少其排放污染和噪音污染等。当然，燃料电池供电系统在通信局（站）或通信终端还有其它应用场景，还有待于研究、开发和利用。
3、系统的技术性能
通信用燃料电池供电系统的相关技术性能要求，目前还没有相应的标准规定，但在YDB 051-2010《通信用氢燃料电池供电系统》中，对48V氢燃料电池供电系统给出了一系列的技术性能要求，可供参考。
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