Electroliza apei este o metodă relativ convenabilă pentru producerea hidrogenului. Curentul continuu dintr-un tablou redresor este trecut printr-o celulă electrolitică umplută cu electrolit. Moleculele de apă suferă o reacție electrochimică la nivelul electrozilor, descompunându-se în hidrogen și oxigen. Tabloul redresor este o piesă cheie a echipamentului în procesul de producere a hidrogenului prin electroliza apei, iar compatibilitatea sa este extrem de importantă. Un sistem redresor complet include un tablou redresor controlat digital, un transformator redresor (uneori instalat în interiorul tabloului) și senzori de curent continuu. De obicei, este instalat în interior, răcit cu apă pură și are tensiuni de intrare de 10KV, 380V etc.
Introducere în echipamentele de redresare cu tiristor pentru electroliza hidrogenului
I. Aplicații
Această serie de dulapuri redresoare este utilizată în principal în diverse tipuri de echipamente redresoare și sisteme automate de control pentru electroliza metalelor neferoase, cum ar fi aluminiu, magneziu, mangan, zinc, cupru și plumb, precum și săruri de clorură. Poate fi utilizată și ca sursă de alimentare pentru sarcini similare.
II. Caracteristicile dulapului principal
1. Tipul conexiunii electrice: În general, selectat pe baza toleranțelor la tensiunea continuă, curentul și armonicile rețelei, cu două categorii principale: punte dublă în stea și punte trifazată și patru combinații diferite, inclusiv conexiuni cu șase și doisprezece impulsuri.
2. Tiristoarele de mare putere sunt utilizate pentru a reduce numărul de componente paralele, simplificând structura dulapului, reducând pierderile și facilitând întreținerea.
3. Componentele și barele colectoare din cupru cu fuziune rapidă utilizează profile de circuit de apă circulantă special concepute pentru disiparea optimă a căldurii și o durată de viață extinsă a componentelor.
4. Fisajul prin presare al componentelor utilizează un design tipic pentru solicitare echilibrată și fixă, cu izolație dublă.
5. Conductele interne de apă utilizează tuburi din plastic moale, transparente, armate, importate, rezistente atât la temperaturi ridicate, cât și la temperaturi scăzute și cu o durată lungă de viață.
6. Robinetele de radiator componente sunt supuse unui tratament special pentru rezistența la coroziune.
7. Carcasa este complet prelucrată CNC și vopsită în câmp electrostatic pentru un aspect plăcut din punct de vedere estetic.
8. Dulapurile sunt în general disponibile în tipuri deschise pentru interior, semi-deschise și complet etanșe pentru exterior; metodele de intrare și ieșire a cablurilor sunt proiectate în funcție de cerințele utilizatorului.
9. Această serie de dulapuri redresoare adoptă un sistem digital de control industrial cu declanșare pentru a permite echipamentului să funcționeze fără probleme.
Specificații de tensiune:
16V 36V 75V 100V 125V 160V 200V 315V
400V 500V 630V 800V 1000V 1200V 1400V
Specificații actuale:
300A 750A 1000A 2000A 3150A
5000A 6300A 8000A 10000A 16000A
20000A 25000A 31500A 40000A 50000A
63000A 80000A 100000A 120000A 160000A
Iată caracteristicile sale principale:
1. Eficiență extrem de ridicată și performanță de conversie electro-hidrogen
Eficiența este vitală: Costurile cu energia electrică reprezintă 70%-80% din costul electrolizei hidrogenului. Prin urmare, fiecare creștere de 0,1% a eficienței de conversie a tabloului redresorului se traduce prin economii semnificative ale costurilor de operare. De obicei, eficiența trebuie să fie de 98,5%, modelele avansate ajungând la peste 99%.
Factor de ondulație scăzut: Puterea de ieșire în curent continuu ar trebui să fie cât mai pură posibil, cu un factor de ondulație extrem de scăzut. Ondulația excesivă a curentului alternativ va reduce eficiența electrolizorului, va crește reacțiile secundare și poate afecta durata de viață a electrodului. Acest lucru impune cerințe mai mari tehnologiilor de rectificare (cum ar fi rectificarea multifazică și tehnologia PWM).
2. Gamă ultra-largă de reglare a puterii și capacitate de răspuns rapid
Adaptarea la fluctuațiile energiei regenerabile: Aceasta este una dintre cele mai semnificative diferențe față de dulapurile redresoare tradiționale. Pentru a funcționa cu surse de energie fluctuante, cum ar fi energia eoliană și solară, dulapul redresoare trebuie să poată funcționa stabil și eficient pe o gamă de putere extrem de largă (de exemplu, 10%-120% din puterea nominală).
Răspuns dinamic rapid: Atunci când resursele eoliene și solare se confruntă cu schimbări bruște, dulapul redresorului necesită o viteză de răspuns de la milisecunde la secundă pentru a-și ajusta rapid puterea de ieșire, adaptându-se la schimbările de energie și realizând o sarcină care urmează sursei, asigurând stabilitatea rețelei și funcționarea eficientă a sistemului de producție a hidrogenului.
3. Grad ridicat de inteligență și control colaborativ
Integrare profundă cu electrolizorul: Dulapul redresorului nu mai este o sursă independentă de alimentare, ci inima sistemului de producție a hidrogenului. Este profund integrat cu sistemul de management al electrolizorului, sistemul de purificare a hidrogenului și sistemul de control al centralei electrice cu energie regenerabilă pentru a realiza o optimizare colaborativă.
Moduri de operare inteligente multiple:
Mod de putere constantă: Se utilizează atunci când alimentarea cu energie electrică este stabilă.
Mod de urmărire automată a punctului de alimentare: Recepționează direct comenzi de dispecerizare a energiei regenerabile și ajustează automat puterea.
Mod de gestionare a energiei: Cooperează cu rețeaua și sistemul de stocare a energiei pentru a participa la reducerea vârfurilor și umplerea văilor sau la reglarea frecvenței primare.
Geamănul digital și mentenanța predictivă: Prin intermediul platformelor cloud și al analizei big data, se efectuează monitorizare în timp real și evaluarea stării echipamentelor pentru a realiza mentenanța predictivă și a reduce timpii de nefuncționare neplanificați.
4. Design de siguranță și fiabilitate de nivel înalt
Considerații privind rezistența la explozie în mediul cu hidrogen: Deși dulapul redresorului este de obicei instalat izolat de electrolizor, proiectarea acestuia trebuie să ia în considerare cerințele de rezistență la explozie ale întregii instalații de producție a hidrogenului. Selecția componentelor electrice și designul dulapului trebuie să respecte standarde stricte de rezistență la explozie.
Sisteme multiple de protecție redundante:
Interconectat cu concentrația de hidrogen: Sistemul poate întrerupe imediat alimentarea cu energie a tabloului redresorului la detectarea unei scurgeri de hidrogen.
Interconectat cu temperatura, presiunea și nivelul electrolizorului: Asigură funcționarea permanentă a tabloului redresorului în condiții de siguranță ale electrolizorului.
Izolare mai rapidă a defecțiunilor: Previne aprinderea inversă a hidrogenului sau deteriorarea electrolizorului din cauza penei de curent.
Funcționare neîntreruptă 24/7: Producția de hidrogen este un proces continuu, care impune cerințe extrem de ridicate de fiabilitate pentru tabloul redresorului. Timpul mediu între defecțiuni (MTBF) este un indicator cheie.
5. Capacitate puternică de suport pentru rețea
Energie de înaltă calitate: Tehnologia avansată de rectificare suprimă eficient armonicele, atingând un factor de putere ridicat și reducând poluarea rețelei. În unele modele, poate chiar poseda o anumită capacitate de compensare a puterii reactive, oferind suport rețelei electrice.
6. Modularizare și scalabilitate
Extindere: Proiectele de energie pe bază de hidrogen sunt de obicei construite în faze. Sistemul redresor adoptă un design modular, permițând extinderea ușoară prin adăugarea de module de putere, la fel ca blocurile de construcție, pentru a face față creșterilor viitoare de capacitate și a reduce costurile inițiale de investiție.
Redundanță N+X: În proiectele de producție de hidrogen la scară largă, mai multe module de putere sunt conectate în paralel, cu module de rezervă (X) configurate pentru a realiza mentenanță online cu înlocuire la cald și redundanță a sistemului, asigurând disponibilitatea întregii instalații de producție de hidrogen.
Rezumat: Poziționarea centrală a dulapului redresorului de producere a hidrogenului prin electroliză
Comparativ cu dulapurile redresoare tradiționale, dulapul redresoarelor pentru producerea de hidrogen prin electroliză a evoluat de la o simplă sursă de alimentare cu curent continuu într-un sistem de conversie și control al energiei care integrează tehnologie avansată a electronicii de putere, control digital inteligent și funcții de gestionare a energiei.
Valoarea sa fundamentală constă în:
Reducerea costurilor: Reducerea consumului de energie pentru producția de hidrogen prin eficiență extremă.
Îmbunătățirea eficienței: Maximizarea absorbției energiei electrice verzi fluctuante prin capacități de răspuns rapid și cu gamă largă, îmbunătățind eficiența operațională generală a sistemului de producție a hidrogenului.
Asigurarea siguranței: Asigurarea unui nucleu energetic sigur și fiabil pentru întregul sistem de producție a hidrogenului.
Promovarea integrării: Servind ca o punte de legătură între energia regenerabilă și aplicațiile chimice finale, este un echipament esențial pentru construirea unui nou sistem energetic.
