Szafa prostownikowa do produkcji wodoru elektrolitycznego

Elektroliza wody to stosunkowo wygodna metoda produkcji wodoru. Prąd stały z obudowy prostownika przepływa przez ogniwo elektrolityczne wypełnione elektrolitem. Cząsteczki wody ulegają reakcji elektrochemicznej na elektrodach, rozkładając się na wodór i tlen. Obudowa prostownika jest kluczowym elementem procesu produkcji wodoru metodą elektrolizy wody, a jej kompatybilność jest niezwykle ważna. Kompletny system prostownika składa się z cyfrowo sterowanej obudowy prostownika, transformatora prostowniczego (czasami zainstalowanego wewnątrz obudowy) oraz czujników prądu stałego. Zazwyczaj jest on instalowany w pomieszczeniach, chłodzony czystą wodą i charakteryzuje się napięciami wejściowymi 10 kV, 380 V itd.

Wprowadzenie do urządzeń prostownikowych tyrystorowych do elektrolizy wodoru

I. Zastosowania

Ta seria szaf prostownikowych jest stosowana głównie w różnego rodzaju urządzeniach prostownikowych i automatycznych systemach sterowania do elektrolizy metali nieżelaznych, takich jak aluminium, magnez, mangan, cynk, miedź i ołów, a także soli chlorkowych. Może być również stosowana jako zasilacz do podobnych obciążeń.

II. Główne cechy szafki

1. Typ połączenia elektrycznego: Zwykle wybierany na podstawie napięcia stałego, prądu i tolerancji harmonicznych sieci, z dwiema głównymi kategoriami: podwójna gwiazda i mostek trójfazowy, a także czterema różnymi kombinacjami, obejmującymi połączenia sześciopulsowe i dwunastopulsowe.

2. Tyrystory dużej mocy służą do redukcji liczby elementów połączonych równolegle, co upraszcza konstrukcję szafy, zmniejsza straty i ułatwia konserwację.

3. Komponenty i szybkotopliwe miedziane szyny zbiorcze wykorzystują specjalnie zaprojektowane profile obiegu wody obiegowej, co zapewnia optymalne odprowadzanie ciepła i dłuższą żywotność komponentów.

4. Wciskanie komponentów odbywa się przy użyciu typowej konstrukcji zapewniającej zrównoważone i stałe naprężenie, z podwójną izolacją.

5. Wewnętrzne rury wodociągowe wykonane są z importowanych, wzmocnionych, przezroczystych, miękkich rur z tworzywa sztucznego, odpornych na wysokie i niskie temperatury oraz charakteryzujących się długą żywotnością.

6. Elementy składowe baterii grzejnikowych poddawane są specjalnej obróbce w celu zapewnienia odporności na korozję.

7. Obudowa jest w całości obrabiana CNC i malowana proszkowo, co zapewnia estetyczny wygląd.

8. Szafy są zazwyczaj dostępne w wersji wewnętrznej otwartej, półotwartej i zewnętrznej w pełni uszczelnionej; sposób wprowadzania i wyprowadzania kabli jest dostosowany do wymagań użytkownika.

9. W tej serii szaf prostowniczych zastosowano cyfrowy przemysłowy system sterowania wyzwalaczem, aby zapewnić płynną pracę sprzętu.

Specyfikacja napięcia:

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

Aktualne specyfikacje:

300A 750A 1000A 2000A 3150A

5000A 6300A 8000A 10000A 16000A

20000A 25000A 31500A 40000A 50000A

63000A 80000A 100000A 120000A 160000A

Oto jego główne cechy:

1. Niezwykle wysoka wydajność i " konwersja elektrowodoru " wydajność

Sprawność to podstawa: koszty energii elektrycznej stanowią 70–80% kosztów elektrolizy wodoru. Dlatego każdy wzrost sprawności konwersji prostownika o 0,1% przekłada się na znaczne oszczędności kosztów operacyjnych. Wymagana sprawność wynosi zazwyczaj 98,5%, a zaawansowane modele osiągają ponad 99%.

Niski współczynnik tętnień: Wyjściowy prąd stały powinien być jak najbardziej nasycony, z ekstremalnie niskim współczynnikiem tętnień. Nadmierne tętnienia prądu przemiennego obniżają wydajność elektrolizera, zwiększają reakcje uboczne i mogą wpłynąć na żywotność elektrody. To stawia wyższe wymagania technologiom prostowania (takim jak prostowanie wielofazowe i technologia PWM).

2. Ultraszeroki zakres regulacji mocy i szybka reakcja

Adaptacja do wahań energii odnawialnej: To jedna z najważniejszych różnic w porównaniu z tradycyjnymi szafami prostownikowymi. Aby pracować ze zmiennymi źródłami energii, takimi jak energia wiatrowa i słoneczna, szafa prostownikowa musi być w stanie pracować stabilnie i wydajnie w niezwykle szerokim zakresie mocy (np. 10–120% mocy znamionowej).

Szybka reakcja dynamiczna: Gdy zasoby wiatru i słońca ulegają nagłym zmianom, szafa prostownika potrzebuje prędkości reakcji rzędu milisekund do sekund, aby szybko dostosować swoją moc wyjściową, dostosowując się do zmian energii i osiągając "obciążenie podążające za źródłem, " zapewniając stabilność sieci i wydajną pracę systemu produkcji wodoru.

3. Wysoki stopień inteligencji i kontroli zespołowej

Głęboka integracja z elektrolizerem: Szafa prostownika nie jest już niezależnym źródłem zasilania, lecz sercem systemu produkcji wodoru. Jest ona głęboko zintegrowana z systemem zarządzania elektrolizerem, systemem oczyszczania wodoru oraz systemem sterowania elektrownią odnawialną, co pozwala na osiągnięcie optymalizacji współpracy.

Wiele inteligentnych trybów pracy:

Tryb stałej mocy: używany, gdy zasilanie sieciowe jest stabilne.

Tryb automatycznego śledzenia punktu zasilania: bezpośrednio odbiera polecenia dotyczące przesyłu energii odnawialnej i automatycznie reguluje moc.

Tryb zarządzania energią: Współpracuje z siecią elektroenergetyczną i systemem magazynowania energii, uczestnicząc w ograniczaniu szczytów i dolin lub regulacji częstotliwości podstawowej.

Cyfrowy bliźniak i konserwacja predykcyjna: dzięki platformom chmurowym i analizie dużych zbiorów danych możliwe jest monitorowanie w czasie rzeczywistym i ocena stanu technicznego sprzętu w celu zapewnienia konserwacji predykcyjnej i ograniczenia nieplanowanych przestojów.

4. Najwyższej klasy konstrukcja zapewniająca bezpieczeństwo i niezawodność

Zagadnienia dotyczące odporności na wybuch w środowisku wodorowym: Chociaż szafa prostownika jest zazwyczaj instalowana w izolacji od elektrolizera, jej projekt musi uwzględniać wymagania przeciwwybuchowe całej instalacji produkcji wodoru. Dobór komponentów elektrycznych i konstrukcja szafy muszą spełniać rygorystyczne normy przeciwwybuchowe.

Wielokrotne systemy ochrony redundantnej:

Powiązanie z pomiarem stężenia wodoru: System może natychmiast odciąć zasilanie szafy prostownika w przypadku wykrycia wycieku wodoru.

Połączony z temperaturą, ciśnieniem i poziomem elektrolizera: zapewnia, że ​​obudowa prostownika zawsze działa w bezpiecznych warunkach pracy elektrolizera.

Szybsza izolacja usterek: Zapobiega cofaniu się wodoru lub uszkodzeniom elektrolizera na skutek awarii zasilania.

Nieprzerwana praca 24/7: Produkcja wodoru to proces ciągły, co stawia szafie prostownika wyjątkowo wysokie wymagania dotyczące niezawodności. Kluczowym wskaźnikiem jest średni czas między awariami (MTBF).

5. Silna zdolność obsługi sieci

Wysoka jakość zasilania: Zaawansowana technologia prostowania skutecznie tłumi harmoniczne, zapewniając wysoki współczynnik mocy i redukując zanieczyszczenie sieci. W niektórych projektach może nawet posiadać funkcję kompensacji mocy biernej, zapewniając wsparcie dla sieci elektroenergetycznej.

6. Modułowość i skalowalność

"Rozwój Bloku Budowlanego": Projekty energii wodorowej są zazwyczaj realizowane etapami. System prostownika ma konstrukcję modułową, co pozwala na łatwą rozbudowę poprzez dodawanie modułów mocy, podobnie jak w przypadku bloków, w celu dostosowania do przyszłego wzrostu mocy i obniżenia początkowych kosztów inwestycji.

Nadmiarowość N+X: W przypadku projektów produkcji wodoru na dużą skalę wiele modułów zasilania jest połączonych równolegle, przy czym moduły zapasowe (X) są skonfigurowane w taki sposób, aby zapewnić konserwację i redundancję systemu z możliwością wymiany w trybie hot-swap, gwarantując dostępność całej instalacji produkcji wodoru.

Podsumowanie: Główne pozycjonowanie szafy prostownika do produkcji wodoru elektrolizą

W porównaniu z tradycyjnymi szafami prostownikowymi, szafa prostownikowa do produkcji wodoru elektrolizą ewoluowała od prostego zasilacza prądu stałego "" do systemu konwersji i sterowania "" integrującego zaawansowaną technologię elektroniki mocy, inteligentne sterowanie cyfrowe i funkcje zarządzania energią.

Jej podstawowa wartość polega na:

Redukcja kosztów: obniżenie zużycia energii w procesie produkcji wodoru dzięki ekstremalnej wydajności.

Zwiększanie wydajności: Maksymalizacja absorpcji zmiennej ilości zielonej energii elektrycznej dzięki szerokim możliwościom i szybkiemu reagowaniu, co poprawia ogólną wydajność operacyjną systemu produkcji wodoru.

Zapewnienie bezpieczeństwa: Zapewnienie bezpiecznego i niezawodnego rdzenia zasilania dla całego systemu produkcji wodoru.

Wspieranie integracji: Pełniąc funkcję pomostu łączącego odnawialne źródła energii z zastosowaniami chemikaliów końcowych, jest kluczowym elementem wyposażenia przy budowie nowego systemu energetycznego.