A eletrólise da água é um método relativamente conveniente para a produção de hidrogênio. A corrente contínua proveniente de um retificador passa por uma célula eletrolítica preenchida com eletrólito. As moléculas de água sofrem uma reação eletroquímica nos eletrodos, decompondo-se em hidrogênio e oxigênio. O retificador é um componente essencial no processo de produção de hidrogênio por eletrólise da água, e sua compatibilidade é extremamente importante. Um sistema retificador completo inclui um retificador com controle digital, um transformador retificador (às vezes instalado dentro do retificador) e sensores de corrente contínua. Normalmente, é instalado em ambientes internos, refrigerado por água pura e possui tensões de entrada de 10 kV, 380 V, etc.
Introdução aos equipamentos retificadores de tiristores para eletrólise do hidrogênio
I. Aplicações
Esta série de gabinetes retificadores é utilizada principalmente em diversos tipos de equipamentos retificadores e sistemas de controle automatizados para a eletrólise de metais não ferrosos, como alumínio, magnésio, manganês, zinco, cobre e chumbo, bem como sais de cloreto. Também pode ser utilizada como fonte de alimentação para cargas similares.
II. Principais características do gabinete
1. Tipo de conexão elétrica: Geralmente selecionada com base na tensão CC, corrente e tolerâncias harmônicas da rede, com duas categorias principais: estrela dupla e ponte trifásica, e quatro combinações diferentes, incluindo conexões de seis pulsos e doze pulsos.
2. Os tiristores de alta potência são usados para reduzir o número de componentes em paralelo, simplificando a estrutura do gabinete, reduzindo as perdas e facilitando a manutenção.
3. Os componentes e as barras de cobre de fusão rápida utilizam perfis de circuito de água circulante especialmente projetados para dissipação de calor ideal e maior vida útil dos componentes.
4. A montagem por pressão dos componentes utiliza um projeto típico para tensão equilibrada e fixa, com isolamento duplo.
5. Os tubos de água internos utilizam tubos de plástico macio transparente reforçado importado, resistentes a temperaturas quentes e frias, e com longa vida útil.
6. As torneiras dos radiadores passam por um tratamento especial para resistência à corrosão.
7. O gabinete é totalmente usinado por CNC e revestido com pintura eletrostática a pó para um acabamento esteticamente agradável.
8. Os gabinetes estão geralmente disponíveis nos tipos aberto para uso interno, semiaberto e totalmente selado para uso externo; os métodos de entrada e saída de cabos são projetados de acordo com as necessidades do usuário.
9. Esta série de gabinetes retificadores adota um sistema de controle de gatilho de controle industrial digital para permitir que o equipamento funcione sem problemas.
Especificações de voltagem:
16V 36V 75V 100V 125V 160V 200V 315V
400V 500V 630V 800V 1000V 1200V 1400V
Especificações atuais:
300A 750A 1000A 2000A 3150A
5000A 6300A 8000A 10000A 16000A
20000A 25000A 31500A 40000A 50000A
63000A 80000A 100000A 120000A 160000A
Eis suas principais características:
1. Eficiência extremamente alta e desempenho de conversão eletro-hidrogênio excepcional
A eficiência é fundamental: os custos de eletricidade representam de 70% a 80% do custo da eletrólise do hidrogênio. Portanto, cada aumento de 0,1% na eficiência de conversão do retificador se traduz em uma economia significativa nos custos operacionais. Normalmente, exige-se uma eficiência de 98,5%, com modelos avançados atingindo mais de 99%.
Baixo fator de ondulação: A potência CC de saída deve ser a mais pura possível, com um fator de ondulação extremamente baixo. Ondulações CA excessivas reduzem a eficiência do eletrolisador, aumentam as reações secundárias e podem afetar a vida útil dos eletrodos. Isso impõe maiores exigências às tecnologias de retificação (como retificação multifásica e tecnologia PWM).
2. Ampla faixa de ajuste de potência e capacidade de resposta rápida
Adaptação às flutuações da energia renovável: Esta é uma das diferenças mais significativas em relação aos painéis retificadores tradicionais. Para operar com fontes de energia variáveis, como a eólica e a solar, o painel retificador deve ser capaz de funcionar de forma estável e eficiente em uma faixa de potência extremamente ampla (por exemplo, de 10% a 120% da potência nominal).
Resposta Dinâmica Rápida: Quando os recursos eólicos e solares sofrem mudanças repentinas, o painel retificador requer uma velocidade de resposta de milissegundos a segundos para ajustar rapidamente sua potência de saída, adaptando-se às mudanças de energia e garantindo a estabilidade da rede e a operação eficiente do sistema de produção de hidrogênio.
3. Alto grau de inteligência e controle colaborativo
Integração profunda com o eletrolisador: O gabinete do retificador não é mais uma fonte de energia independente, mas sim o coração do sistema de produção de hidrogênio. Ele está profundamente integrado ao sistema de gerenciamento do eletrolisador, ao sistema de purificação de hidrogênio e ao sistema de controle da usina de energia renovável para alcançar a otimização colaborativa.
Múltiplos modos de operação inteligentes:
Modo de Potência Constante: Utilizado quando a alimentação da rede elétrica está estável.
Modo de Rastreamento Automático do Ponto de Potência: Recebe diretamente os comandos de despacho de energia renovável e ajusta a potência automaticamente.
Modo de Gestão de Energia: Coopera com a rede elétrica e o sistema de armazenamento de energia para participar no corte de picos e no preenchimento de vales ou na regulação primária de frequência.
Gêmeo Digital e Manutenção Preditiva: Por meio de plataformas em nuvem e análise de big data, o monitoramento em tempo real e a avaliação do estado de saúde dos equipamentos são realizados para alcançar a manutenção preditiva e reduzir o tempo de inatividade não planejado.
4. Projeto de Segurança e Confiabilidade de Alto Nível
Considerações sobre a segurança contra explosões em ambientes de produção de hidrogênio: Embora o gabinete do retificador seja normalmente instalado isolado do eletrolisador, seu projeto deve levar em conta os requisitos de segurança contra explosões de toda a planta de produção de hidrogênio. A seleção dos componentes elétricos e o projeto do gabinete devem atender a rigorosos padrões de segurança contra explosões.
Sistemas de proteção redundantes múltiplos:
Interligado à concentração de hidrogênio: o sistema pode cortar imediatamente o fornecimento de energia do painel retificador ao detectar um vazamento de hidrogênio.
Interligado com a temperatura, pressão e nível do eletrolisador: Garante que o gabinete do retificador opere sempre dentro das condições operacionais seguras do eletrolisador.
Isolamento de falhas mais rápido: evita o retorno de hidrogênio ou danos ao eletrolisador devido a falha de energia.
Operação ininterrupta 24 horas por dia, 7 dias por semana: A produção de hidrogênio é um processo contínuo, o que impõe requisitos de confiabilidade extremamente elevados ao painel retificador. O Tempo Médio Entre Falhas (MTBF) é um indicador fundamental.
5. Forte capacidade de suporte à rede elétrica
Energia de alta qualidade: A tecnologia avançada de retificação suprime eficazmente os harmônicos, alcançando um alto fator de potência e reduzindo a poluição da rede. Em alguns projetos, pode até apresentar certa capacidade de compensação de potência reativa, fornecendo suporte à rede elétrica.
6. Modularização e Escalabilidade
Expansão por blocos de construção: Os projetos de energia de hidrogênio são normalmente construídos em fases. O sistema retificador adota um design modular, permitindo fácil expansão pela adição de módulos de potência, como blocos de construção, para atender aos futuros aumentos de capacidade e reduzir os custos iniciais de investimento.
Redundância N+X: Em projetos de produção de hidrogênio em larga escala, vários módulos de energia são conectados em paralelo, com módulos de backup (X) configurados para realizar manutenção hot-swappable e redundância do sistema, garantindo a disponibilidade de toda a planta de produção de hidrogênio.
Resumo: O posicionamento central do gabinete retificador para produção de hidrogênio por eletrólise
Em comparação com os gabinetes retificadores tradicionais, o gabinete retificador para produção de hidrogênio por eletrólise evoluiu de uma simples fonte de alimentação CC para um sistema de conversão e controle de energia que integra tecnologia avançada de eletrônica de potência, controle digital inteligente e funções de gerenciamento de energia.
Seu valor fundamental reside em:
Redução de custos: Redução do consumo de energia por unidade na produção de hidrogênio através de extrema eficiência.
Aumento da eficiência: Maximizar a absorção de energia elétrica verde variável por meio de capacidades de resposta rápida e de amplo alcance, melhorando a eficiência operacional geral do sistema de produção de hidrogênio.
Garantir a segurança: fornecer uma fonte de energia segura e confiável para todo o sistema de produção de hidrogênio.
Promovendo a integração: Servindo como uma ponte que conecta a energia renovável às aplicações químicas de uso final, é um equipamento fundamental para a construção de um novo sistema energético.
