Lygintuvo spintelė elektrolitinės vandenilio gamybos

Vandens elektrolizė yra gana patogus vandenilio gamybos būdas. Nuolatinė srovė iš lygintuvo spintos praleidžiama per elektrolito elementą, užpildytą elektrolitu. Vandens molekulės elektroduose patiria elektrocheminę reakciją, skyldamos į vandenilį ir deguonį. Lygintuvo spinta yra pagrindinė vandens elektrolizės vandenilio gamybos proceso įranga, todėl jos suderinamumas yra nepaprastai svarbus. Pilną lygintuvo sistemą sudaro skaitmeniniu būdu valdoma lygintuvo spinta, lygintuvo transformatorius (kartais įrengiamas spintos viduje) ir nuolatinės srovės jutikliai. Paprastai ji įrengiama patalpose, aušinama grynu vandeniu, o jos įėjimo įtampa yra 10 kV, 380 V ir kt.

Įvadas į tiristorių lygintuvo įrangą vandenilio elektrolizei

I. Paraiškos

Šios serijos lygintuvų spintos daugiausia naudojamos įvairių tipų lygintuvų įrangoje ir automatinėse valdymo sistemose, skirtose spalvotųjų metalų, tokių kaip aliuminis, magnis, manganas, cinkas, varis ir švinas, taip pat chloridų druskų elektrolizei. Jos taip pat gali būti naudojamos kaip maitinimo šaltinis panašioms apkrovoms.

II. Pagrindinės spintelės savybės

1. Elektros jungties tipas: Paprastai parenkamas pagal nuolatinės įtampos, srovės ir tinklo harmonikų tolerancijas, skirstomas į dvi pagrindines kategorijas: dvigubos žvaigždės ir trifazis tiltelis, bei keturis skirtingus derinius, įskaitant šešių impulsų ir dvylikos impulsų jungtis.

2. Didelės galios tiristoriai naudojami siekiant sumažinti lygiagrečių komponentų skaičių, supaprastinti spintelės konstrukciją, sumažinti nuostolius ir palengvinti priežiūrą.

3. Komponentams ir greitai užsidegančioms varinėms šynoms naudojami specialiai sukurti cirkuliuojančio vandens kontūro profiliai, užtikrinantys optimalų šilumos išsklaidymą ir ilgesnį komponentų tarnavimo laiką.

4. Komponentų presavimo jungtys naudoja tipinę subalansuoto ir fiksuoto įtempio konstrukciją su dviguba izoliacija.

5. Vidiniams vandens vamzdžiams naudojami importuoti sustiprinti skaidrūs minkšti plastikiniai vamzdeliai, atsparūs tiek karštai, tiek šaltai temperatūrai ir ilgaamžiai.

6. Komponentiniai radiatorių maišytuvai yra specialiai apdorojami, kad būtų atsparūs korozijai.

7. Spintelė yra visiškai apdirbta CNC staklėmis ir dažyta milteliniu būdu, kad būtų estetiškai patraukli.

8. Spintos paprastai būna atviros, pusiau atviros ir visiškai sandarios, skirtos naudoti lauke; kabelių įvado ir išvado būdai projektuojami pagal naudotojo reikalavimus.

9. Šioje lygintuvų spintelių serijoje naudojama skaitmeninė pramoninės valdymo paleidimo valdymo sistema, leidžianti įrangai veikti sklandžiai.

Įtampos specifikacijos:

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

Dabartinės specifikacijos:

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

Štai pagrindinės jo savybės:

1. Ypač didelis efektyvumas ir "elektro-vandenilio konversijos našumas"

Efektyvumas yra gelbėjimosi ratas: elektros energijos sąnaudos sudaro 70–80 % vandenilio elektrolizės kainos. Todėl kiekvienas 0,1 % lygintuvo spintelės konversijos efektyvumo padidėjimas reiškia didelį eksploatavimo išlaidų sumažėjimą. Paprastai reikalaujama, kad efektyvumas būtų 98,5 %, o pažangesnių modelių – daugiau nei 99 %.

Mažas pulsacijos koeficientas: išėjimo nuolatinės srovės galia turėtų būti kuo grynesnė ("h), o pulsacijos koeficientas – itin mažas. Per didelis kintamosios srovės pulsavimas sumažins elektrolizatoriaus efektyvumą, padidins šalutines reakcijas ir gali turėti įtakos elektrodo tarnavimo laikui. Dėl to kyla didesni reikalavimai išlyginimo technologijoms (pvz., daugiafazei išlyginimui ir PWM technologijai).

2. Itin platus galios reguliavimo diapazonas ir greitas reagavimas

Prisitaikymas prie atsinaujinančios energijos svyravimų: tai vienas reikšmingiausių skirtumų nuo tradicinių lygintuvų spintų. Kad galėtų dirbti su kintančiais energijos šaltiniais, tokiais kaip vėjo ir saulės energija, lygintuvo spinta turi gebėti stabiliai ir efektyviai veikti itin plačiame galios diapazone (pvz., 10–120 % vardinės galios).

Greitas dinaminis atsakas: Kai vėjo ir saulės ištekliai staiga pasikeičia, lygintuvo spintelė turi reaguoti per milisekundę, kad greitai sureguliuotų išėjimo galią, prisitaikydama prie energijos pokyčių ir pasiekdama pastovų apkrovimą pagal šaltinį, užtikrindama tinklo stabilumą ir efektyvų vandenilio gamybos sistemos veikimą.

3. Aukštas intelekto ir bendradarbiavimo kontrolės laipsnis

Gilus integravimas su elektrolizeriu: lygintuvo spintelė nebėra nepriklausomas maitinimo šaltinis, o vandenilio gamybos sistemos širdis. Ji yra giliai integruota su elektrolizerio valdymo sistema, vandenilio valymo sistema ir atsinaujinančios energijos jėgainės valdymo sistema, siekiant bendro optimizavimo.

Keli išmanūs veikimo režimai:

Pastovios galios režimas: naudojamas, kai tinklo tiekimas yra stabilus.

Automatinis „PowerPoint“ sekimo režimas: tiesiogiai gauna atsinaujinančios energijos siuntimo komandas ir automatiškai reguliuoja galią.

Energijos valdymo režimas: bendradarbiauja su tinklu ir energijos kaupimo sistema, kad dalyvautų piko mažinimo ir slėnio užpildymo arba pirminio dažnio reguliavimo procesuose.

Skaitmeninis dvynys ir nuspėjamoji priežiūra: naudojant debesijos platformas ir didžiųjų duomenų analizę, atliekama įrangos būklės stebėsena ir vertinimas realiuoju laiku, siekiant užtikrinti nuspėjamąją priežiūrą ir sumažinti neplanuotas prastovas.

4. Aukščiausio lygio saugos ir patikimumo dizainas

Vandenilio aplinkos sprogimui atsparumo aspektai: Nors lygintuvo spintelė paprastai montuojama atskirai nuo elektrolizerio, jos konstrukcija turi atsižvelgti į viso vandenilio gamybos įrenginio sprogimui atsparumo reikalavimus. Elektrinių komponentų parinkimas ir spintelės konstrukcija turi atitikti griežtus sprogimui atsparumo standartus.

Kelios perteklinės apsaugos sistemos:

Sujungta su vandenilio koncentracija: sistema gali nedelsdama nutraukti lygintuvo spintelės maitinimą, aptikusi vandenilio nuotėkį.

Sujungta su elektrolizerio temperatūra, slėgiu ir lygiu: užtikrina, kad lygintuvo spintelė visada veiktų saugiomis elektrolizerio eksploatavimo sąlygomis.

Greitesnis gedimų izoliavimas: apsaugo nuo vandenilio atbulinio užsidegimo ar elektrolizerio pažeidimo dėl elektros energijos tiekimo sutrikimo.

Nepertraukiamas veikimas visą parą: vandenilio gamyba yra nenutrūkstamas procesas, keliantis itin aukštus patikimumo reikalavimus lygintuvo spintelei. Vidutinis laikas tarp gedimų (MTBF) yra pagrindinis rodiklis.

5. Stiprus tinklo palaikymo pajėgumas

Aukštos kokybės galia: Pažangi išlyginimo technologija efektyviai slopina harmonikas, pasiekdama aukštą galios koeficientą ir sumažindama tinklo taršą. Kai kuriuose modeliuose ji netgi gali turėti tam tikrą reaktyviosios galios kompensavimo galimybę, teikiant paramą elektros tinklui.

6. Moduliškumas ir mastelio keitimas

Plėtra: Vandenilio energijos projektai paprastai statomi etapais. Lygintuvo sistema yra modulinės konstrukcijos, todėl ją lengva plėsti pridedant galios modulius, panašiai kaip konstrukcinius blokus, kad būtų galima patenkinti būsimus pajėgumų padidėjimus ir sumažinti pradines investicines išlaidas.

N+X perteklius: didelio masto vandenilio gamybos projektuose lygiagrečiai sujungiami keli maitinimo moduliai, o atsarginiai moduliai (X) sukonfigūruoti taip, kad būtų užtikrintas karštai keičiamas techninis aptarnavimas ir sistemos perteklius, užtikrinant visos vandenilio gamybos įmonės prieinamumą.

Santrauka: Elektrolizės vandenilio gamybos lygintuvo spintelės pagrindinė padėtis

Palyginti su tradicinėmis lygintuvų spintelėmis, elektrolizės būdu pagaminto vandenilio lygintuvo spintelė išsivystė iš paprasto nuolatinės srovės maitinimo šaltinio į energijos konvertavimo ir valdymo sistemą, kurioje integruotos pažangios galios elektronikos technologijos, skaitmeninis intelektualus valdymas ir energijos valdymo funkcijos.

Pagrindinė jo vertė slypi tame, kad:

Sąnaudų mažinimas: vandenilio gamybos vieneto energijos suvartojimo mažinimas dėl itin didelio efektyvumo.

Efektyvumo didinimas: maksimalus svyruojančios žaliosios elektros energijos absorbavimas pasitelkiant plataus diapazono ir greito reagavimo galimybes, gerinant bendrą vandenilio gamybos sistemos veikimo efektyvumą.

Saugumo užtikrinimas: Saugaus ir patikimo maitinimo šaltinio užtikrinimas visai vandenilio gamybos sistemai.

Integracijos skatinimas: Tai tiltas, jungiantis atsinaujinančiąją energiją ir galutinio vartojimo chemijos taikymus, ir yra pagrindinė įranga kuriant naują energetikos sistemą.