"Sredstva za upravljanje energijom" su:

Sječnja solarne energije i zelenog vodika

Zeleni vodik postao je temelj globalne tranzicije ka ekonomiji niskog ugljika, nudeći čisti, svestran izvor goriva za teško smanjive sektore kao što su teška proizvodnja, zrakoplovstvo, pomorsko prijevoz i kemijska proizvodnja. Za razliku od sivog vodika, koji se proizvodi iz prirodnog plina reformiranjem parom metana, zeleni vodik se stvara razdvajanjem vode na vodik i kisik koristeći obnovljivu struju kroz proces koji se zove elektroliza. Ovaj se proces izvodi unutar fizičkog uređaja poznatog kao elektrolizator. U skladu s člankom 11. stavkom 1. točkom (a) Uredbe (EU) br. 1291/2013 Komisija je odlučila da se u skladu s člankom 11. stavkom 1. točkom (a) Uredbe (EU) br. 1291/2013 u skladu s člankom 11. stavkom 1. točkom (b) Uredbe (EU) br. 1291/2013 primjenjuje Međutim, povezivanje sustava solarne energije i elektrolizatora nije jednostavno ožičenje. Elektrolizatori zahtijevaju visoko specijalizirana napajanja iz stalne struje (DC). Za elektroinženjere, projektante energetskih sustava i direktore nabavki B2B, razumijevanje strogih zahtjeva za regulacijom struje i naponu vodikovih elektrolizatora ključno je za projektiranje visoko učinkovite, izdržljive proizvodne postrojenja. U ovom vodiču istražuju se ti tehnički zahtjevi i kako se njima bavi moderna tehnologija pretvaranja energije.

Elektrohemija elektrolize vode

Da bismo razumjeli potrebe za napajanjem, prvo moramo pogledati elektrohemiju koja se odvija unutar elektrolizatora. Postoje dvije glavne vrste komercijalnih elektrolizatora koji se koriste u proizvodnji zelenog vodika u velikom obimu:

• Alkalni elektrolizatori: Zrela tehnologija koja koristi tekuću alkalnu rastvor (kao što je kalijev hidroksid) kao elektrolit. One su troškovno učinkovite, ali rade pri manjoj gustoći struje i imaju sporiji dinamički odgovor na fluktuacije snage.
• Protonski razmjenjiva membrana (PEM) Elektrolizatori: Nova, kompaktnija tehnologija koja koristi čvrstu polimersku membranu. PEM elektrolizori rade na visokom gustoći struje, nude vrhunsku energetsku učinkovitost i imaju vrlo brz dinamički odgovor, što ih čini vrlo pogodnim za spajanje s intermitentnom solarnom i vjetrovnom energijom.

Bez obzira na tehnologiju, elektrolizator je u osnovi nisko napon, visoku struju. Kada se struja u stalnom struju prođe kroz elektrode, molekuli vode se dijele. U slučaju da je proizvodnja vodika u potpunosti proporcionalna veličini tekućine jednokratnog struje koja teče kroz ćelijski špil. Međutim, električne karakteristike hrpe su vrlo nelinearne, slične ogromnoj kemijskoj diodi. Kada napona ćelije pređe prag elektrohemijske reakcije (obično 1,4 V do 1,8 V po ćeliji), mali porast napona rezultira velikim povećanjem struje. Upravljanje ovim osjetljivim odnosom zahtijeva izuzetno precizan dizajn napajanja.

Prijetnja od valovanja struje na životni vijek elektrolizatora

U slučaju da se iz solarnog pretvarača ili mreže pretvori izmjena izmjene struje u visoku tekućinu istodobnog struje koju zahtijeva elektrolizator, rezultat istodobnog strujnog strujanja nikada nije savršeno ravna. Sadrži preostali visokončasni komponenta AC poznat kao valova struje. U standardnim industrijskim napajanjem prihvatljiva je umjerena valovitost struje. U slučaju vodikovih elektrolizatora, međutim, prekomjerna valovitost struje predstavlja ozbiljnu opasnost za rad:

• Ubrzana degradacija katalizatora: Elektrolizatorne ćelije koriste plemenite metale, kao što su platina i iridij, kao katalizatore na svojim elektrodama. Visokofrekventna struja stvara mikročikle fluktuacije napona preko ovih elektroda. U slučaju da se ne provede ispitivanje, potrebno je utvrditi razinu i razinu otpada.
• U PEM elektrolizatorima, polimerna membrana je vrlo osjetljiva na toplinske i mehaničke napore. Trenutna valovitost uzrokuje lokalizirane visokončaste temperaturne fluktuacije (hotspots) unutar membrane. Ovaj toplinski stres degradira strukturu polimera, što dovodi do lokaliziranih mikro-raskova i prekretanja plinova (gdje se vodik i kisik miješaju unutar stanice, stvarajući opasnost od eksplozije).
• Smanjena Faradajska učinkovitost: Faradajska učinkovitost elektrolizatora mjeri koliko se električna struja učinkovito pretvara u vodik plin. Visokofrekventna valovita struja ne sudjeluje u elektrohemijskom razdvajanju vode; umjesto toga, raspada se kao toplota, smanjujući ukupnu učinkovitost sustava i povećavajući potreba za hladnjom vodom.

Kako bi zaštitili ulaganje u elektrolizatore, proizvođači primjenjuju stroge granice strujnog valovanja. U skladu s člankom 3. stavkom 1. točkom (a) ovog članka, prijenos električne energije u opsegu od 1 do 2 g/m2 može se upotrebljavati za proizvodnju električne energije u opsegu od 1 do 2 g/m2. Jedini način za ispunjavanje tih zahtjeva je nabavljanje napajanja i rektifikacijskih pretvarača s naprednim višefasnim međusobno isprepletanim topologijama i visoko-popularnijim pasivnim filtrima.

Regulacija napona i širok raspon rada

Osim niže struje, napajanje elektrolizatora mora osigurati izvanrednu regulaciju napona. U skladu s člankom 3. stavkom 1.

• Široko radno vrijeme u jednakoj napetosti: Jedan elektrolizator je sastavljen od stotina stanica povezanih u seriji kako bi se postigao praktičan napon sustava (obično u rasponu od 100V do preko 800V jednakoga napona). Dok se špilj radi, njegov unutarnji otpor mijenja se zbog temperaturnih promjena, nakupljanja plinovih mjehurića na elektrodama i dugotrajnog starenja komponenti ćelije. U slučaju da se ne primjenjuje presjek, to znači da se ne primjenjuje presjek.
• Brz dinamički odgovor na opterećenje: Sunčeva energija je inherentno varijabilna. Dok oblaci prolaze preko solarne ploče, dostupna energija može pasti ili se povećati u roku od nekoliko sekundi. Elektrolizator mora pratiti promjenjivu solarnu energiju, povećavajući i smanjujući potrošnju energije u realnom vremenu. Tijekom ovih brzih promjena snage, petlja za regulaciju naponu mora spriječiti bilo kakvo prelazno ili ispod, jer nagli porast napona može oštetiti membranu, dok će pad napona ispod pragova reakcije u potpunosti zaustaviti proizvodnju vodika.
• U slučaju da se elektrolizator pokrene od hladnog zaustavljanja, potrebno je vrlo kontrolirano, sporo povećanje struje (mekan start) kako bi se spriječilo lokalizirano toplinsko raspletanje. Osim toga, kada je solarna energija izuzetno mala, napajanje mora preći na elektrolizator u režim pripravnosti s niskom strujom, čuvajući ćelije tople i pod pritiskom bez stvaranja plina, spremne za sljedeći solarni udar.

Za ispunjavanje tih zahtjeva, JYINS sustavi pretvaranja snage integrisani su u algoritme visoke brzine digitalne kontrole (Proporcionalno-Integralni-Derivativni ili PID upravljači) implementirani na dual-core digitalnim signalnim procesorima (DSP). Ti procesori uzimati uzorak izlaznog napona i struje na visokim frekvencijama (do 100 kHz), omogućavajući sustavu da podešava svoje obrasce prekida modulacije širine pulsa (PWM) u mikrosekundama, jamčeći besprekornu regulaciju napona i dinamičku stabilnost u svim rad

U skladu s člankom 3. stavkom 2.

U skladu s člankom 3. stavkom 1. stavkom 2. U skladu s člankom 3. stavkom 1. točkom (a) Uredbe (EZ) br. 1225/2009 Komisija je odlučila da se u skladu s člankom 3. stavkom 1. točkom (b) Uredbe (EZ) br. 1225/2009 primjenjuje odredba o uvođenju mjera za smanjenje troškova proizvodnje.

U skladu s člankom 3. stavkom 1.

• U slučaju da je to potrebno, sustav će se koristiti za proizvodnju električne energije. Ovaj dizajn podijelio je izlazne struje kroz više paralelnih putanja koji rade izvan faze, prirodno poništavajući veliku većinu trenutne valovanja prije nego što stigne do faze pasivnog filtra.
• S druge strane, u slučaju da se radi o električnom napajanju, potrebno je osigurati da se električni napajanje ne može koristiti za napajanje.
• Uređaj za hlađenje tečnosti: snaga elektrolizora velike snage stvara značajnu toplinu. Sistemima s tekućim hlađenjem pruža se superiorna toplinska učinkovitost u usporedbi s hlađenjem zrakom, što omogućuje kompaktniju instalaciju, duže trajanje životnosti komponenti i potpunu zaštitu od vlažnog kemijskog okruženja tipičnog za postrojenja za proizvodnju vodika.

JYINS je pionir u razvoju naprednih sustava pretvaranja energije i visokotrjevnih sustava za napajanje jednokratnim strujom za industrijske aplikacije čiste energije. Naši sustavi su konstruirani u strogoj skladu s međunarodnim standardima sigurnosti i performansi, nude vodeću učinkovitost u industriji, ultra-nizak valovi struje, i robusne regulacije napona. Odabirom JYINS-a, proizvođači zelenog vodika mogu povećati prinos proizvodnje plina, zaštititi svoje vrijedne elektrolizatore i ubrzati prijelaz na održivu budućnost bez ugljika.