Su elektrolizi, hidrojen üretimi için nispeten kullanışlı bir yöntemdir. Bir doğrultucu kabininden gelen doğru akım, elektrolit dolu bir elektrolitik hücreden geçirilir. Su molekülleri, elektrotlarda elektrokimyasal bir reaksiyona girerek hidrojen ve oksijene ayrışır. Doğrultucu kabini, su elektroliziyle hidrojen üretim sürecinde önemli bir ekipmandır ve uyumluluğu son derece önemlidir. Eksiksiz bir doğrultucu sistemi, dijital kontrollü bir doğrultucu kabini, bir doğrultucu transformatörü (bazen kabinin içine monte edilir) ve DC sensörlerden oluşur. Genellikle iç mekana kurulur, saf suyla soğutulur ve 10KV, 380V vb. giriş voltajlarına sahiptir.
Hidrojen Elektrolizi için Tristör Doğrultucu Ekipmanlarına Giriş
I. Uygulamalar
Bu doğrultucu kabin serisi, alüminyum, magnezyum, manganez, çinko, bakır ve kurşun gibi demir dışı metallerin ve klorür tuzlarının elektrolizi için çeşitli doğrultucu ekipmanlarında ve otomatik kontrol sistemlerinde kullanılır. Benzer yükler için güç kaynağı olarak da kullanılabilir.
II. Ana Kabin Özellikleri
1. Elektriksel Bağlantı Tipi: Genellikle DC gerilim, akım ve şebeke harmonik toleranslarına göre seçilir, iki ana kategori vardır: çift yıldız ve üç fazlı köprü, ve altı darbeli ve on iki darbeli bağlantılar dahil olmak üzere dört farklı kombinasyon.
2. Yüksek güçlü tristörler paralel bileşen sayısını azaltmak, kabin yapısını basitleştirmek, kayıpları azaltmak ve bakımı kolaylaştırmak için kullanılır.
3. Bileşenler ve hızlı kaynaşan bakır baralar, optimum ısı dağılımı ve uzatılmış bileşen ömrü için özel olarak tasarlanmış sirkülasyonlu su devresi profillerini kullanır.
4. Komponent pres bağlantısı, çift izolasyonlu, dengeli ve sabit gerilim için tipik bir tasarım kullanır.
5. İç su boruları, hem sıcağa hem soğuğa dayanıklı, uzun ömürlü, ithal, güçlendirilmiş şeffaf yumuşak plastik borularla imal edilmiştir.
6. Komponent radyatör muslukları korozyona karşı dayanıklılık için özel işlemden geçirilir.
7. Kabin tamamen CNC işlenmiş ve estetik açıdan hoş bir görünüm için toz boya ile kaplanmıştır.
8. Kabinetler genellikle iç mekan açık, yarı açık ve dış mekan tam kapalı tiplerde mevcuttur; kablo giriş ve çıkış yöntemleri kullanıcı gereksinimlerine göre tasarlanır.
9. Bu doğrultucu dolap serisi, ekipmanın sorunsuz çalışmasını sağlamak için dijital endüstriyel kontrol tetik kontrol sistemini benimser.
Voltaj Özellikleri:
16V 36V 75V 100V 125V 160V 200V 315V
400V 500V 630V 800V 1000V 1200V 1400V
Güncel Özellikler:
300A 750A 1000A 2000A 3150A
5000A 6300A 8000A 10000A 16000A
20000A 25000A 31500A 40000A 50000A
63000A 80000A 100000A 120000A 160000A
Temel özellikleri şunlardır:
1. Son Derece Yüksek Verimlilik ve Elektro-Hidrojen Dönüşümü Performansı
Verimlilik can damarıdır: Elektrik maliyetleri, hidrojen elektrolizinin maliyetinin %70-80'ini oluşturur. Bu nedenle, doğrultucu kabininin dönüşüm verimliliğindeki her %0,1'lik artış, önemli işletme maliyeti tasarrufu sağlar. Verimliliğin genellikle %98,5 olması beklenirken, gelişmiş modeller %99'un üzerine çıkar.
Düşük Dalgalanma Faktörü: Çıkış DC gücü, son derece düşük bir dalgalanma faktörüyle mümkün olduğunca saf olmalıdır. Aşırı AC dalgalanması, elektrolizörün verimliliğini düşürecek, yan reaksiyonları artıracak ve elektrot ömrünü etkileyebilir. Bu durum, doğrultma teknolojilerine (çok fazlı doğrultma ve PWM teknolojisi gibi) olan talebi artırır.
2. Ultra Geniş Güç Ayar Aralığı ve Hızlı Tepki Yeteneği
Yenilenebilir Enerji Dalgalanmalarına Uyum Sağlama: Bu, geleneksel doğrultucu kabinlerinden en önemli farklardan biridir. Rüzgar ve güneş enerjisi gibi dalgalanan güç kaynaklarıyla çalışabilmek için, doğrultucu kabininin son derece geniş bir güç aralığında (örneğin, nominal gücün %10-120'si) istikrarlı ve verimli bir şekilde çalışabilmesi gerekir.
Hızlı Dinamik Tepki: Rüzgar ve güneş kaynakları ani değişimlere maruz kaldığında, doğrultucu kabininin çıkış gücünü hızla ayarlamak, enerji değişimlerine uyum sağlamak ve yükün kaynağı takip etmesini sağlamak için milisaniyeden saniyeye kadar tepki hızına ihtiyacı vardır, böylece şebeke kararlılığı ve hidrojen üretim sisteminin verimli çalışması sağlanır.
3. Yüksek Zeka ve İşbirlikçi Kontrol
Elektrolizörle Derin Entegrasyon: Doğrultucu kabini artık bağımsız bir güç kaynağı değil, hidrojen üretim sisteminin kalbidir. Elektrolizör yönetim sistemi, hidrojen arıtma sistemi ve yenilenebilir enerji santrali kontrol sistemiyle derinlemesine entegre edilerek iş birliğine dayalı optimizasyon sağlanır.
Çoklu Akıllı Çalışma Modları:
Sabit Güç Modu: Şebeke beslemesinin stabil olduğu durumlarda kullanılır.
Otomatik Güç Noktası İzleme Modu: Yenilenebilir enerji dağıtım komutlarını doğrudan alır ve gücü otomatik olarak ayarlar.
Enerji Yönetim Modu: Tepe tüketim ve vadi doldurma veya birincil frekans düzenlemesine katılmak için şebeke ve enerji depolama sistemiyle işbirliği yapar.
Dijital İkiz ve Öngörücü Bakım: Bulut platformları ve büyük veri analitiği aracılığıyla, ekipman durumunun gerçek zamanlı izlenmesi ve sağlık değerlendirmesi yapılarak öngörücü bakım sağlanır ve plansız duruşlar azaltılır.
4. Üst Düzey Güvenlik ve Güvenilirlik Tasarımı
Hidrojen Ortamında Patlamaya Karşı Koruma Hususları: Doğrultucu kabini genellikle elektrolizörden ayrı olarak monte edilse de, tasarımında tüm hidrojen üretim tesisinin patlamaya karşı koruma gereklilikleri göz önünde bulundurulmalıdır. Elektrik bileşenlerinin seçimi ve kabin tasarımı, sıkı patlamaya karşı koruma standartlarına uygun olmalıdır.
Çoklu Yedekli Koruma Sistemleri:
Hidrojen Konsantrasyonu ile Kilitli: Sistem, hidrojen kaçağı tespit ettiğinde doğrultucu kabininin güç beslemesini derhal kesebilir.
Elektrolizör Sıcaklığı, Basıncı ve Seviyesi ile Kilitli: Doğrultucu kabininin her zaman elektrolizörün güvenli çalışma koşulları içinde çalışmasını sağlar.
Daha Hızlı Arıza İzolasyonu: Elektrik kesintisi nedeniyle hidrojen geri tepmesini veya elektrolizör hasarını önler.
7/24 Kesintisiz Çalışma: Hidrojen üretimi sürekli bir süreçtir ve bu da doğrultucu kabini için son derece yüksek güvenilirlik gereksinimleri getirir. Arızalar Arası Ortalama Süre (MTBF) önemli bir göstergedir.
5. Güçlü Şebeke Destek Yeteneği
Yüksek Kaliteli Güç: Gelişmiş doğrultma teknolojisi, harmonikleri etkili bir şekilde bastırarak yüksek bir güç faktörü elde eder ve şebeke kirliliğini azaltır. Bazı tasarımlarda, şebekeye destek sağlayan belirli bir reaktif güç kompanzasyon kapasitesine bile sahip olabilir.
6. Modülerleştirme ve Ölçeklenebilirlik
gddhhhBina Bloğugddhhh Genişleme: Hidrojen enerjisi projeleri genellikle aşamalı olarak inşa edilir. Doğrultucu sistemi, gelecekteki kapasite artışlarını karşılamak ve ilk yatırım maliyetlerini düşürmek için yapı bloklarına benzer şekilde güç modülleri eklenerek kolayca genişletilebilen modüler bir tasarıma sahiptir.
N+X Yedekliliği: Büyük ölçekli hidrojen üretim projelerinde, birden fazla güç modülü paralel olarak bağlanır ve yedek modüller (X), "online sıcak değiştirilebilir" bakımını ve sistem yedekliliğini sağlamak üzere yapılandırılır ve böylece tüm hidrojen üretim tesisinin kullanılabilirliği sağlanır.
Özet: Elektroliz Hidrojen Üretim Doğrultucu Kabininin Temel Konumlandırılması
Geleneksel doğrultucu dolaplarıyla karşılaştırıldığında, elektroliz hidrojen üretim doğrultucu dolabı basit bir DC güç kaynağından, gelişmiş güç elektroniği teknolojisi, dijital akıllı kontrol ve enerji yönetimi fonksiyonlarını entegre eden bir enerji dönüşüm ve kontrol sistemine dönüşmüştür.
Temel değeri şu şekildedir:
Maliyet Azaltma: Aşırı verimlilik yoluyla birim hidrojen üretim güç tüketimini azaltmak.
Verimlilik Artışı: Geniş menzilli ve hızlı tepki yetenekleri aracılığıyla dalgalanan yeşil elektriğin emilimini en üst düzeye çıkarmak, hidrojen üretim sisteminin genel operasyonel verimliliğini artırmak.
Güvenliğin Sağlanması: Tüm hidrojen üretim sistemi için güvenli ve güvenilir bir güç çekirdeğinin sağlanması.
Entegrasyonu Teşvik Etmek: Yenilenebilir enerji ile son kullanıcı kimyasal uygulamaları arasında köprü görevi gören, yeni bir enerji sistemi kurmak için önemli bir ekipmandır.
