Tasasuuntaajakaappi elektrolyyttiseen vedyn tuotantoon

Veden elektrolyysi on suhteellisen kätevä menetelmä vedyn tuottamiseen. Tasasuuntaajakaapin tasavirta johdetaan elektrolyytillä täytetyn elektrolyysikennon läpi. Vesimolekyylit käyvät läpi sähkökemiallisen reaktion elektrodeilla hajoaen vedyksi ja hapeksi. Tasasuuntaajakaappi on keskeinen laite veden elektrolyysin vedyntuotantoprosessissa, ja sen yhteensopivuus on erittäin tärkeää. Täydellinen tasasuuntaajajärjestelmä sisältää digitaalisesti ohjatun tasasuuntaajakaapin, tasasuuntaajamuuntajan (joskus asennettuna kaapin sisälle) ja tasavirta-anturit. Se asennetaan tyypillisesti sisätiloihin, jäähdytetään puhtaalla vedellä ja sen tulojännitteet ovat 10 kV, 380 V jne.

Johdatus tyristorin tasasuuntauslaitteisiin vetyelektrolyysiä varten

I. Sovellukset

Tätä tasasuuntaajakaappien sarjaa käytetään pääasiassa erilaisissa tasasuuntaajalaitteissa ja automatisoiduissa ohjausjärjestelmissä ei-rautametallien, kuten alumiinin, magnesiumin, mangaanin, sinkin, kuparin ja lyijyn, sekä kloridisuolojen elektrolyysissä. Sitä voidaan käyttää myös virtalähteenä vastaaville kuormille.

II. Kaapin pääominaisuudet

1. Sähköliitäntätyyppi: Yleensä valitaan tasajännitteen, virran ja verkon harmonisten toleranssien perusteella, ja siihen kuuluu kaksi pääluokkaa: kaksoistähti- ja kolmivaihesiltakytkentä sekä neljä eri yhdistelmää, mukaan lukien kuusipulssiset ja kaksitoistapulssiset liitännät.

2. Suuritehoisia tyristoreita käytetään vähentämään rinnakkaisten komponenttien määrää, yksinkertaistamaan kaapin rakennetta, vähentämään häviöitä ja helpottamaan huoltoa.

3. Komponenteissa ja pikasulakkeissa on kuparikiskot, joissa on erityisesti suunniteltu kiertovesipiiriprofiili optimaalisen lämmönpoiston ja komponenttien käyttöiän pidentämiseksi.

4. Komponenttien puristusliitoksessa käytetään tyypillistä tasapainotetun ja kiinteän jännityksen omaavaa rakennetta, jossa on kaksinkertainen eristys.

5. Sisäisissä vesiputkissa käytetään maahantuotuja vahvistettuja läpinäkyviä pehmeitä muoviputkia, jotka kestävät sekä kuumia että kylmiä lämpötiloja ja joilla on pitkä käyttöikä.

6. Jäähdyttimen hanat käyvät läpi erityiskäsittelyn korroosionkestävyyden varmistamiseksi.

7. Kaappi on täysin CNC-koneistettu ja pulverimaalattu esteettisesti miellyttävän ulkonäön saavuttamiseksi.

8. Kaappeja on yleensä saatavilla sisätiloihin tarkoitettuina avoimina, puoliavoimina ja ulkotiloihin tarkoitettuina täysin suljettuina tyyppeinä; kaapelien sisään- ja ulostulotavat suunnitellaan käyttäjän vaatimusten mukaan.

9. Tämä tasasuuntaajakaappien sarja käyttää digitaalista teollisuusohjausliipaisujärjestelmää, jotta laitteet toimivat sujuvasti.

Jännitetiedot:

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

Nykyiset tiedot:

300 A 750 A 1000 A 2000 A 3150 A

5000 A 6300 A 8000 A 10000 A 16000 A

20000A 25000A 31500A 40000A 50000A

63000A 80000A 100000A 120000A 160000A

Tässä ovat sen ydinominaisuudet:

1. Erittäin korkea hyötysuhde ja sähkövetymuunnossuorituskyky

Tehokkuus on elinehto: Sähkökustannukset muodostavat 70–80 % vetyelektrolyysin kustannuksista. Siksi jokainen 0,1 %:n nousu tasasuuntaajakaapin muuntotehokkuudessa tarkoittaa merkittäviä käyttökustannusten säästöjä. Hyötysuhteen on tyypillisesti oltava 98,5 %, ja edistyneissä malleissa se saavuttaa yli 99 %.

Matala aaltoilukerroin: Lähtötasavirran tulisi olla mahdollisimman puhdasta ja erittäin matalalla aaltoilukertoimella. Liiallinen vaihtovirran aaltoilu heikentää elektrolyysilaitteen hyötysuhdetta, lisää sivureaktioita ja voi vaikuttaa elektrodin käyttöikään. Tämä asettaa suurempia vaatimuksia tasasuuntaustekniikoille (kuten monivaiheiselle tasasuuntaukselle ja PWM-tekniikalle).

2. Erittäin laaja tehonsäätöalue ja nopea reagointikyky

Sopeutuminen uusiutuvan energian vaihteluihin: Tämä on yksi merkittävimmistä eroista perinteisiin tasasuuntaajakaappeihin verrattuna. Jotta tasasuuntaajakaappi toimisi vaihtelevien virtalähteiden, kuten tuuli- ja aurinkoenergian, kanssa, sen on kyettävä toimimaan vakaasti ja tehokkaasti erittäin laajalla tehoalueella (esim. 10–120 % nimellistehosta).

Nopea dynaaminen vaste: Kun tuuli- ja aurinkoenergian resurssit muuttuvat äkillisesti, tasasuuntaajakaappi tarvitsee millisekunnin ja sekunnin vasteajan voidakseen säätää lähtötehoaan nopeasti, sopeutua energian muutoksiin ja saavuttaa "hkuorma lähteen jälkäen mukaisen "-periaatteen, mikä varmistaa verkon vakauden ja vedyntuotantojärjestelmän tehokkaan toiminnan.

3. Korkea älykkyysaste ja yhteistyöhön perustuva hallinta

Syvä integrointi elektrolyysiripustimen kanssa: Tasasuuntaajakaappi ei ole enää itsenäinen virtalähde, vaan vedyntuotantojärjestelmän sydän. Se on syvästi integroitu elektrolyysiripustimen hallintajärjestelmään, vedynpuhdistusjärjestelmään ja uusiutuvan energian voimalaitoksen ohjausjärjestelmään yhteistyöhön perustuvan optimoinnin saavuttamiseksi.

Useita älykkäitä toimintatiloja:

Jatkuvan virran tila: Käytetään, kun verkkovirransyöttö on vakaa.

Automaattinen Power Pointin seurantatila: Vastaanottaa suoraan uusiutuvan energian lähetyskomentoja ja säätää tehoa automaattisesti.

Energianhallintatila: Toimii yhteistyössä sähköverkon ja energian varastointijärjestelmän kanssa osallistuakseen huippujen ajoon ja laaksojen täyttöön tai ensisijaiseen taajuuden säätöön.

Digitaalinen kaksonen ja ennakoiva kunnossapito: Pilvialustojen ja big data -analytiikan avulla laitteiden tilaa valvotaan ja arvioidaan reaaliajassa ennakoivan kunnossapidon saavuttamiseksi ja suunnittelemattomien seisokkiaikojen vähentämiseksi.

4. Huippuluokan turvallisuus- ja luotettavuussuunnittelu

Vetyympäristön räjähdyssuojausnäkökohdat: Vaikka tasasuuntaajakaappi asennetaan tyypillisesti erilleen elektrolyysilaitteesta, sen suunnittelussa on otettava huomioon koko vedyntuotantolaitoksen räjähdyssuojausvaatimukset. Sähkökomponenttien valinnan ja kaappisuunnittelun on täytettävä tiukat räjähdyssuojausstandardit.

Useita redundantteja suojausjärjestelmiä:

Yhdistettynä vetykonsentraatioon: Järjestelmä voi katkaista tasasuuntaajakaapin virransyötön välittömästi havaittuaan vetyvuodon.

Yhdistetty elektrolyyserin lämpötilaan, paineeseen ja tasoon: Varmistaa, että tasasuuntaajakaappi toimii aina elektrolyyserin turvallisissa käyttöolosuhteissa.

Nopeampi vianmääritys: Estää vedyn takaiskun tai elektrolyyserin vaurioitumisen sähkökatkoksen vuoksi.

Keskeytymätön toiminta 24/7: Vedyn tuotanto on jatkuva prosessi, joka asettaa tasasuuntaajakaapille erittäin korkeat luotettavuusvaatimukset. Keskimääräinen vikaantumisaika (MTBF) on keskeinen mittari.

5. Vahva verkkotukikyky

Korkealaatuinen teho: Edistyksellinen tasasuuntaustekniikka vaimentaa tehokkaasti harmonisia yliaaltoja, mikä saavuttaa korkean tehokertoimen ja vähentää verkon kuormitusta. Joissakin malleissa sillä voi olla jopa tietty loistehon kompensointiominaisuus, joka tukee sähköverkkoa.

6. Modulaarisuus ja skaalautuvuus

"Rakennuspalikkad" Laajennus: Vetyenergiaprojektit rakennetaan tyypillisesti vaiheittain. Tasasuuntaajajärjestelmä on modulaarinen, mikä mahdollistaa helpon laajentamisen lisäämällä tehomoduuleja, aivan kuten rakennuspalikoita, tulevien kapasiteetin kasvun vastaamiseksi ja alkuinvestointikustannusten pienentämiseksi.

N+X-redundanssi: Laajamittaisissa vedyntuotantoprojekteissa useita tehomoduuleja kytketään rinnan, ja varamoduulit (X) on konfiguroitu saavuttamaan "honline-hot-swappable" ylläpito ja järjestelmän redundanssi, mikä varmistaa koko vedyntuotantolaitoksen käytettävyyden.

Yhteenveto: Elektrolyysivedyn tuotantotasasuuntaajakaapin ydinasettelu

Verrattuna perinteisiin tasasuuntaajakaappeihin, elektrolyysivedyn tuotannon tasasuuntaajakaappi on kehittynyt yksinkertaisesta tasavirtalähteestä energianmuunnos- ja ohjausjärjestelmäksi, joka yhdistää edistyneen tehoelektroniikkatekniikan, digitaalisen älykkään ohjauksen ja energianhallintatoiminnot.

Sen ydinarvo on:

Kustannusten alentaminen: Vedyn tuotannon yksikkökohtaisen energiankulutuksen vähentäminen äärimmäisen tehokkuuden avulla.

Tehokkuuden parantaminen: Vaihtelevan vihreän sähkön tuotannon maksimointi laaja-alaisten ja nopeiden reagointikykyjen avulla, mikä parantaa vedyntuotantojärjestelmän yleistä toiminnan tehokkuutta.

Turvallisuuden varmistaminen: Turvallisen ja luotettavan virtalähteen tarjoaminen koko vedyntuotantojärjestelmälle.

Integraation edistäminen: Toimien siltana uusiutuvan energian ja kemikaalien loppukäyttäjien sovellusten välillä, se on keskeinen laite uuden energiajärjestelmän rakentamisessa.