ตู้แปลงกระแสไฟฟ้าสำหรับการผลิตไฮโดรเจนแบบอิเล็กโทรไลต์

การแยกน้ำด้วยไฟฟ้าเป็นวิธีที่ค่อนข้างสะดวกสำหรับการผลิตไฮโดรเจน กระแสตรงจากตู้เรียงกระแสจะถูกส่งผ่านเซลล์อิเล็กโทรไลต์ที่บรรจุอิเล็กโทรไลต์ไว้ โมเลกุลของน้ำจะเกิดปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าที่ขั้วไฟฟ้า สลายตัวเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจน ตู้เรียงกระแสเป็นอุปกรณ์สำคัญในกระบวนการผลิตไฮโดรเจนด้วยไฟฟ้าจากน้ำ และความเข้ากันได้ของระบบมีความสำคัญอย่างยิ่ง ระบบเรียงกระแสที่สมบูรณ์ประกอบด้วยตู้เรียงกระแสที่ควบคุมด้วยระบบดิจิทัล หม้อแปลงเรียงกระแส (บางครั้งติดตั้งภายในตู้) และเซ็นเซอร์ไฟฟ้ากระแสตรง โดยทั่วไปจะติดตั้งภายในอาคาร ระบายความร้อนด้วยน้ำบริสุทธิ์ และมีแรงดันไฟฟ้าขาเข้า 10 กิโลโวลต์, 380 โวลต์ เป็นต้น

บทนำเกี่ยวกับอุปกรณ์ไทริสเตอร์เรกติไฟเออร์สำหรับการแยกไฮโดรเจนด้วยไฟฟ้า

I. การสมัคร

ตู้เรียงกระแสชุดนี้ส่วนใหญ่ใช้ในอุปกรณ์เรียงกระแสหลายประเภทและระบบควบคุมอัตโนมัติสำหรับการแยกโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก เช่น อะลูมิเนียม แมกนีเซียม แมงกานีส สังกะสี ทองแดง ตะกั่ว และเกลือคลอไรด์ นอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นแหล่งจ่ายไฟสำหรับโหลดที่คล้ายกันได้อีกด้วย

ครั้งที่สอง. คุณสมบัติหลักของตู้

1. ประเภทการเชื่อมต่อไฟฟ้า: โดยทั่วไปจะเลือกตามแรงดันไฟฟ้า ดีซี กระแสไฟฟ้า และความคลาดเคลื่อนของฮาร์มอนิกของกริด โดยมี 2 หมวดหมู่หลัก: แบบดาวคู่และแบบสะพานสามเฟส และ 4 แบบผสมผสานที่แตกต่างกัน รวมถึงการเชื่อมต่อแบบ 6 พัลส์และ 12 พัลส์

2. ไทริสเตอร์กำลังสูงใช้เพื่อลดจำนวนส่วนประกอบขนาน ทำให้โครงสร้างตู้เรียบง่ายขึ้น ลดการสูญเสีย และอำนวยความสะดวกในการบำรุงรักษา

3. ส่วนประกอบและบัสบาร์ทองแดงแบบหลอมรวมเร็วใช้โปรไฟล์วงจรน้ำหมุนเวียนที่ได้รับการออกแบบเป็นพิเศษเพื่อการกระจายความร้อนที่เหมาะสมที่สุดและยืดอายุการใช้งานของส่วนประกอบ

4. การประกอบชิ้นส่วนด้วยแรงกดใช้การออกแบบทั่วไปสำหรับแรงที่สมดุลและคงที่ โดยมีฉนวนสองชั้น

5. ท่อส่งน้ำภายในใช้ท่อพลาสติกอ่อนใสเสริมแรงนำเข้า ทนทานต่ออุณหภูมิทั้งร้อนและเย็น และมีอายุการใช้งานยาวนาน

6. ก๊อกน้ำหม้อน้ำส่วนประกอบได้รับการบำบัดพิเศษเพื่อความทนทานต่อการกัดกร่อน

7. ตู้ได้รับการกลึงด้วยเครื่อง ซีเอ็นซี และเคลือบผงเพื่อให้มีรูปลักษณ์ที่สวยงาม

8. ตู้โดยทั่วไปจะมีประเภทเปิดภายในอาคาร กึ่งเปิด และกลางแจ้งแบบปิดผนึกอย่างสมบูรณ์ วิธีการเข้าและออกของสายเคเบิลได้รับการออกแบบตามความต้องการของผู้ใช้

9. ตู้แปลงกระแสไฟฟ้ารุ่นนี้ใช้ระบบควบคุมทริกเกอร์ควบคุมอุตสาหกรรมแบบดิจิทัลเพื่อให้อุปกรณ์ทำงานได้อย่างราบรื่น

ข้อมูลจำเพาะแรงดันไฟฟ้า:

16V 36V 75V 100V 125V 160V 200V 315V

400V 500V 630V 800V 1000V 1200V 1400V

ข้อมูลจำเพาะปัจจุบัน:

300A 750A 1000A 2000A 3150A

5000A 6300A 8000A 10000A 16000A

20000A 25000A 31500A 40000A 50000A

63000A 80000A 100000A 120000A 160000A

นี่คือคุณสมบัติหลัก:

1. ประสิทธิภาพสูงเป็นพิเศษและการแปลงไฟฟ้าไฮโดรเจน

ประสิทธิภาพคือสิ่งสำคัญที่สุด: ค่าไฟฟ้าคิดเป็น 70%-80% ของต้นทุนอิเล็กโทรไลซิสไฮโดรเจน ดังนั้น ประสิทธิภาพการแปลงพลังงานของตู้วงจรเรียงกระแสที่เพิ่มขึ้นทุกๆ 0.1% จะช่วยประหยัดต้นทุนการดำเนินงานได้อย่างมาก โดยทั่วไปแล้ว ประสิทธิภาพจะต้องอยู่ที่ 98.5% โดยรุ่นขั้นสูงจะสูงกว่า 99%

ปัจจัยริปเปิลต่ำ: กำลังไฟฟ้ากระแสตรงขาออกควรมีค่า "pure" มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ โดยมีปัจจัยริปเปิลที่ต่ำมาก ริปเปิลกระแสสลับที่มากเกินไปจะลดประสิทธิภาพของอิเล็กโทรไลเซอร์ เพิ่มปฏิกิริยาข้างเคียง และอาจส่งผลต่ออายุการใช้งานของอิเล็กโทรด ซึ่งทำให้มีความต้องการเทคโนโลยีการเรียงกระแสที่สูงขึ้น (เช่น การเรียงกระแสแบบหลายเฟสและเทคโนโลยี พีดับบลิวเอ็ม)

2. ช่วงการปรับกำลังไฟฟ้าที่กว้างเป็นพิเศษและความสามารถในการตอบสนองที่รวดเร็ว

การปรับตัวให้เข้ากับความผันผวนของพลังงานหมุนเวียน: นี่คือหนึ่งในความแตกต่างที่สำคัญที่สุดจากตู้แปลงกระแสไฟฟ้าแบบดั้งเดิม เพื่อให้สามารถทำงานกับแหล่งพลังงานที่มีความผันผวน เช่น พลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์ ตู้แปลงกระแสไฟฟ้าจะต้องสามารถทำงานได้อย่างเสถียรและมีประสิทธิภาพในช่วงกำลังไฟฟ้าที่กว้างมาก (เช่น 10%-120% ของกำลังไฟฟ้าที่กำหนด)

การตอบสนองแบบไดนามิกอย่างรวดเร็ว: เมื่อทรัพยากรลมและแสงอาทิตย์ประสบกับการเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหัน ตู้แปลงกระแสไฟฟ้าต้องใช้ความเร็วในการตอบสนองตั้งแต่ระดับมิลลิวินาทีถึงวินาทีเพื่อปรับพลังงานขาออกอย่างรวดเร็ว ปรับให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงของพลังงาน และบรรลุภาระ ว๊าวววว ตามแหล่งที่มา ว๊าวววว ช่วยให้มั่นใจถึงความเสถียรของกริดและระบบผลิตไฮโดรเจนทำงานอย่างมีประสิทธิภาพ

3. ระดับสติปัญญาและการควบคุมร่วมมือขั้นสูง

การผสานรวมอย่างลึกซึ้งกับอิเล็กโทรไลเซอร์: ตู้แปลงกระแสไฟฟ้าไม่ใช่แหล่งพลังงานอิสระอีกต่อไป แต่เป็นหัวใจสำคัญของระบบผลิตไฮโดรเจน ตู้แปลงกระแสไฟฟ้านี้ผสานรวมอย่างลึกซึ้งกับระบบการจัดการอิเล็กโทรไลเซอร์ ระบบฟอกไฮโดรเจน และระบบควบคุมโรงไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียน เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานร่วมกัน

โหมดการทำงานอัจฉริยะหลายโหมด:

โหมดพลังงานคงที่: ใช้เมื่อแหล่งจ่ายไฟฟ้ามีเสถียรภาพ

โหมดการติดตามจุดพลังงานอัตโนมัติ: รับคำสั่งการส่งพลังงานหมุนเวียนโดยตรงและปรับพลังงานโดยอัตโนมัติ

โหมดการจัดการพลังงาน: ทำงานร่วมกับกริดและระบบกักเก็บพลังงานเพื่อเข้าร่วมในการลดค่าสูงสุดและการเติมค่าในหุบเขาหรือการควบคุมความถี่หลัก

ดิจิตอล ฝาแฝด และการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์: การดำเนินการตรวจสอบแบบเรียลไทม์และการประเมินสุขภาพของสถานะอุปกรณ์จะดำเนินการผ่านแพลตฟอร์มคลาวด์และการวิเคราะห์ข้อมูลขนาดใหญ่เพื่อให้บรรลุการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์และลดเวลาหยุดทำงานที่ไม่ได้วางแผนไว้

4. การออกแบบด้านความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือระดับสูงสุด

ข้อควรพิจารณาเกี่ยวกับการป้องกันการระเบิดในสภาพแวดล้อมไฮโดรเจน: แม้ว่าโดยทั่วไปตู้เรียงกระแสจะติดตั้งแยกจากอิเล็กโทรไลเซอร์ แต่การออกแบบต้องคำนึงถึงข้อกำหนดการป้องกันการระเบิดของโรงงานผลิตไฮโดรเจนทั้งหมด การเลือกส่วนประกอบไฟฟ้าและการออกแบบตู้ต้องเป็นไปตามมาตรฐานการป้องกันการระเบิดที่เข้มงวด

ระบบป้องกันซ้ำซ้อนหลายระบบ:

เชื่อมโยงกับความเข้มข้นของไฮโดรเจน: ระบบสามารถตัดแหล่งจ่ายไฟของตู้วงจรเรียงกระแสได้ทันทีเมื่อตรวจพบการรั่วไหลของไฮโดรเจน

เชื่อมต่อกับอุณหภูมิ แรงดัน และระดับของอิเล็กโทรไลเซอร์: ช่วยให้แน่ใจว่าตู้แปลงกระแสไฟฟ้าทำงานภายในเงื่อนไขการทำงานที่ปลอดภัยของอิเล็กโทรไลเซอร์อยู่เสมอ

การแยกความผิดพลาดที่รวดเร็วยิ่งขึ้น: ป้องกันการย้อนกลับของไฮโดรเจนหรือความเสียหายของเครื่องอิเล็กโทรไลเซอร์อันเนื่องมาจากไฟฟ้าดับ

การทำงานอย่างต่อเนื่องตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน: การผลิตไฮโดรเจนเป็นกระบวนการต่อเนื่อง ซึ่งสร้างความน่าเชื่อถือที่สูงมากให้กับตู้วงจรเรียงกระแส ค่าเฉลี่ยระยะเวลาระหว่างการขัดข้อง (เอ็มทีบีเอฟ) เป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญ

5. ความสามารถในการรองรับกริดที่แข็งแกร่ง

พลังงานคุณภาพสูง: เทคโนโลยีการเรียงกระแสขั้นสูงช่วยลดฮาร์มอนิกได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้ได้ค่าตัวประกอบกำลังไฟฟ้าสูงและลดมลภาวะในระบบกริด ในบางรุ่น เทคโนโลยีนี้ยังมีคุณสมบัติชดเชยกำลังไฟฟ้ารีแอคทีฟในระดับหนึ่ง ซึ่งช่วยสนับสนุนระบบกริดไฟฟ้า

6. การสร้างโมดูลและความสามารถในการปรับขนาด

"อาคาร บล็อคดดด การขยาย: โดยทั่วไปโครงการพลังงานไฮโดรเจนจะก่อสร้างเป็นขั้นตอน ระบบเรียงกระแสใช้การออกแบบแบบโมดูลาร์ ช่วยให้สามารถขยายได้ง่ายโดยการเพิ่มโมดูลพลังงาน เช่นเดียวกับบล็อกอาคาร เพื่อรองรับกำลังการผลิตที่เพิ่มขึ้นในอนาคตและลดต้นทุนการลงทุนเริ่มต้น

ความซ้ำซ้อนของ N+X: ในโครงการผลิตไฮโดรเจนขนาดใหญ่ จะมีการเชื่อมต่อโมดูลพลังงานหลายตัวแบบขนาน โดยมีโมดูลสำรอง (X) ที่กำหนดค่าให้สามารถบำรุงรักษาแบบ ร้อน-swappable"online และระบบซ้ำซ้อนได้ เพื่อให้แน่ใจว่าโรงงานผลิตไฮโดรเจนทั้งหมดจะพร้อมใช้งาน

สรุป: ตำแหน่งแกนหลักของตู้แปลงกระแสไฟฟ้าสำหรับการผลิตไฮโดรเจนแบบอิเล็กโทรไลซิส

เมื่อเปรียบเทียบกับตู้เรียงกระแสแบบดั้งเดิม ตู้เรียงกระแสการผลิตไฮโดรเจนด้วยอิเล็กโทรไลซิสได้พัฒนาจากแหล่งจ่ายไฟ ดีซี แบบเรียบง่าย ว๊าวววว ไปเป็น "ระบบแปลงและควบคุมพลังงาน" ที่ผสานรวมเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กำลังขั้นสูง การควบคุมอัจฉริยะแบบดิจิทัล และฟังก์ชันการจัดการพลังงาน

คุณค่าหลักของมันอยู่ที่:

ลดต้นทุน: ลดการใช้พลังงานในการผลิตไฮโดรเจนต่อหน่วยผ่านประสิทธิภาพสูงสุด

การเพิ่มประสิทธิภาพ: เพิ่มการดูดซับพลังงานไฟฟ้าสีเขียวที่ผันผวนสูงสุดด้วยความสามารถในการตอบสนองที่รวดเร็วและมีช่วงกว้าง ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานโดยรวมของระบบการผลิตไฮโดรเจน

การรับประกันความปลอดภัย: การจัดหาแกนพลังงานที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้ให้กับระบบการผลิตไฮโดรเจนทั้งหมด

ส่งเสริมการบูรณาการ: ทำหน้าที่เป็นสะพานเชื่อมระหว่างพลังงานหมุนเวียนและการใช้สารเคมีปลายทาง ถือเป็นอุปกรณ์สำคัญในการสร้างระบบพลังงานใหม่