Elektroliza vode je relativno priročna metoda za proizvodnjo vodika. Enosmerni tok iz usmerniške omare se prenaša skozi elektrolitsko celico, napolnjeno z elektrolitom. Molekule vode na elektrodah podvržejo elektrokemični reakciji, pri čemer se razgradijo na vodik in kisik. Usmerniška omara je ključni del opreme v procesu proizvodnje vodika z elektrolizo vode, njena združljivost pa je izjemno pomembna. Celoten usmerniški sistem vključuje digitalno krmiljeno usmerniško omarico, usmerniški transformator (včasih nameščen znotraj omare) in senzorje enosmernega toka. Običajno je nameščen v zaprtih prostorih, hlajen s čisto vodo, in ima vhodne napetosti 10 kV, 380 V itd.
Uvod v tiristorsko usmerniško opremo za elektrolizo vodika
I. Vloge
Ta serija usmerniških omar se uporablja predvsem v različnih vrstah usmerniške opreme in avtomatiziranih krmilnih sistemih za elektrolizo neželeznih kovin, kot so aluminij, magnezij, mangan, cink, baker in svinec, ter kloridnih soli. Uporablja se lahko tudi kot vir napajanja za podobne obremenitve.
II. Glavne značilnosti omarice
1. Vrsta električne povezave: Na splošno se izbere glede na tolerance enosmerne napetosti, toka in omrežnih harmonikov, z dvema glavnima kategorijama: dvojna zvezda in trifazni most ter štiri različne kombinacije, vključno s šestimpulznimi in dvanajstimpulznimi povezavami.
2. Visokozmogljivi tiristorji se uporabljajo za zmanjšanje števila vzporednih komponent, poenostavitev strukture omare, zmanjšanje izgub in lažje vzdrževanje.
3. Komponente in hitro taljive bakrene vodila uporabljajo posebej zasnovane profile kroženja vode za optimalno odvajanje toplote in podaljšano življenjsko dobo komponent.
4. Pri stiskanju komponent se uporablja tipična zasnova za uravnoteženo in fiksno napetost z dvojno izolacijo.
5. Notranje vodovodne cevi uporabljajo uvožene ojačane prozorne mehke plastične cevi, odporne na vroče in nizke temperature ter z dolgo življenjsko dobo.
6. Pipe za radiatorje so posebej obdelane za odpornost proti koroziji.
7. Omarica je v celoti CNC obdelana in prašno barvana za estetsko prijeten videz.
8. Omarice so običajno na voljo v notranjih odprtih, polodprtih in zunanjih popolnoma zaprtih vrstah; načini dovoda in izvoda kablov so zasnovani glede na zahteve uporabnika.
9. Ta serija usmerniških omar uporablja digitalni industrijski krmilni sistem sprožilnega krmiljenja, ki omogoča nemoteno delovanje opreme.
Specifikacije napetosti:
16 V 36 V 75 V 100 V 125 V 160 V 200 V 315 V
400 V 500 V 630 V 800 V 1000 V 1200 V 1400 V
Trenutne specifikacije:
300 A 750 A 1000 A 2000 A 3150 A
5000 A 6300 A 8000 A 10000 A 16000 A
20000 A 25000 A 31500 A 40000 A 50000 A
63000 A 80000 A 100000 A 120000 A 160000 A
Tukaj so njegove glavne značilnosti:
1. Izjemno visoka učinkovitost in " zmogljivost pretvorbe elektro-vodika
Učinkovitost je rešilna bilka: Stroški električne energije predstavljajo 70–80 % stroškov elektrolize vodika. Zato vsako 0,1-odstotno povečanje učinkovitosti pretvorbe usmerniške omare pomeni znatne prihranke pri obratovalnih stroških. Izkoristek je običajno 98,5 %, napredni modeli pa dosegajo več kot 99 %.
Nizek faktor valovanja: Izhodna enosmerna moč mora biti čim bolj čista, z izjemno nizkim faktorjem valovanja. Prekomerno valovanje izmeničnega toka bo zmanjšalo učinkovitost elektrolizatorja, povečalo stranske reakcije in lahko vplivalo na življenjsko dobo elektrod. To postavlja večje zahteve glede tehnologij usmerjanja (kot sta večfazna usmerjevalnik in tehnologija PWM).
2. Ultra širok razpon nastavitve moči in hitra odzivnost
Prilagajanje nihanjem obnovljivih virov energije: To je ena najpomembnejših razlik od tradicionalnih usmerniških omar. Za delovanje s spremenljivimi viri energije, kot sta vetrna in sončna energija, mora biti usmerniška omara sposobna stabilno in učinkovito delovati v izjemno širokem območju moči (npr. 10 %–120 % nazivne moči).
Hiter dinamični odziv: Ko vetrni in sončni viri doživijo nenadne spremembe, usmerniška omarica potrebuje odzivni čas od milisekunde do sekunde, da hitro prilagodi svojo izhodno moč, se prilagodi spremembam energije in doseže "obremenitev sledi viru, " zagotavlja stabilnost omrežja in učinkovito delovanje sistema za proizvodnjo vodika.
3. Visoka stopnja inteligence in sodelovalnega nadzora
Globoka integracija z elektrolizatorjem: Usmerniška omarica ni več neodvisen vir energije, temveč srce sistema za proizvodnjo vodika. Globoko je integrirana s sistemom za upravljanje elektrolizatorja, sistemom za čiščenje vodika in sistemom za nadzor elektrarne na obnovljive vire energije, da se doseže skupna optimizacija.
Več inteligentnih načinov delovanja:
Način konstantne moči: Uporablja se, ko je napajanje iz omrežja stabilno.
Samodejni način sledenja Power Pointu: Neposredno prejema ukaze za odpremljanje obnovljive energije in samodejno prilagaja moč.
Način upravljanja energije: Sodeluje z omrežjem in sistemom za shranjevanje energije pri zmanjševanju konic in zapolnjevanju dolin ali pri primarni regulaciji frekvence.
Digitalni dvojček in napovedno vzdrževanje: Z oblačnimi platformami in analitiko velikih podatkov se izvaja spremljanje stanja opreme v realnem času in ocena njenega stanja za doseganje napovednega vzdrževanja in zmanjšanje nenačrtovanih izpadov.
4. Vrhunska varnost in zanesljivost
Premisleki glede eksplozijsko varnega okolja z vodikom: Čeprav je omarica usmernika običajno nameščena ločeno od elektrolizatorja, mora njena zasnova upoštevati zahteve glede eksplozijsko varnega delovanja celotnega obrata za proizvodnjo vodika. Izbira električnih komponent in zasnova omarice morata izpolnjevati stroge standarde eksplozijsko varnega delovanja.
Več redundantnih zaščitnih sistemov:
Povezano s koncentracijo vodika: Sistem lahko takoj prekine napajanje usmerniške omare, ko zazna puščanje vodika.
Povezano s temperaturo, tlakom in nivojem elektrolizatorja: Zagotavlja, da usmerniška omarica vedno deluje v varnih obratovalnih pogojih elektrolizatorja.
Hitrejša izolacija napak: Preprečuje povratni vžig vodika ali poškodbe elektrolizatorja zaradi izpada električne energije.
Neprekinjeno delovanje 24 ur na dan, 7 dni v tednu: Proizvodnja vodika je neprekinjen proces, ki postavlja izjemno visoke zahteve glede zanesljivosti usmerniške omare. Povprečni čas med okvarami (MTBF) je ključni kazalnik.
5. Močna zmogljivost podpore omrežju
Visokokakovostna moč: Napredna tehnologija usmerjanja učinkovito zavira harmonike, s čimer doseže visok faktor moči in zmanjša onesnaževanje omrežja. V nekaterih izvedbah ima lahko celo določeno sposobnost kompenzacije jalove moči, kar zagotavlja podporo električnemu omrežju.
6. Modularizacija in skalabilnost
"Gradbeni blok" Širitev: Projekti vodikove energije se običajno gradijo v fazah. Usmerniški sistem ima modularno zasnovo, ki omogoča enostavno širitev z dodajanjem močnostnih modulov, podobno kot gradbeni bloki, za zadostitev prihodnjih povečanj zmogljivosti in zmanjšanje začetnih naložbenih stroškov.
Redundanca N+X: Pri obsežnih projektih proizvodnje vodika je več napajalnih modulov povezanih vzporedno, rezervni moduli (X) pa so konfigurirani za doseganje vzdrževanja in redundance sistema z možnostjo vroče menjave, kar zagotavlja razpoložljivost celotnega obrata za proizvodnjo vodika.
Povzetek: Osrednja postavitev ohišja usmernika za proizvodnjo elektrolize vodika
V primerjavi s tradicionalnimi usmerniškimi omaricami se je usmerniška omarica za proizvodnjo elektrolize vodika razvila iz preprostega enosmernega napajanja v sistem za pretvorbo in krmiljenje energije, ki združuje napredno tehnologijo močnostne elektronike, digitalno inteligentno krmiljenje in funkcije upravljanja z energijo.
Njegova temeljna vrednost je v:
Znižanje stroškov: Zmanjšanje porabe energije za proizvodnjo vodika na enoto z izjemno učinkovitostjo.
Izboljšanje učinkovitosti: Maksimiranje absorpcije nihajoče zelene električne energije s širokim dosegom in hitrim odzivom, izboljšanje splošne operativne učinkovitosti sistema za proizvodnjo vodika.
Zagotavljanje varnosti: Zagotavljanje varnega in zanesljivega energetskega jedra za celoten sistem za proizvodnjo vodika.
Spodbujanje integracije: Služi kot most, ki povezuje obnovljive vire energije in končne kemične aplikacije, in je ključni del opreme za izgradnjo novega energetskega sistema.
