الکترولیز آب روشی نسبتاً مناسب برای تولید هیدروژن است. جریان مستقیم از یک کابینت یکسوساز از طریق یک سلول الکترولیتی پر از الکترولیت عبور می‌کند. مولکول‌های آب در الکترودها تحت یک واکنش الکتروشیمیایی قرار می‌گیرند و به هیدروژن و اکسیژن تجزیه می‌شوند. کابینت یکسوساز یک قطعه کلیدی در فرآیند تولید هیدروژن الکترولیز آب است و سازگاری آن بسیار مهم است. یک سیستم یکسوساز کامل شامل یک کابینت یکسوساز با کنترل دیجیتالی، یک ترانسفورماتور یکسوساز (که گاهی اوقات در داخل کابینت نصب می‌شود) و سنسورهای دی سی است. این سیستم معمولاً در داخل ساختمان نصب می‌شود، توسط آب خالص خنک می‌شود و ولتاژهای ورودی 10 کیلوولت، 380 ولت و غیره دارد.
مقدمه‌ای بر تجهیزات یکسوکننده تریستوری برای الکترولیز هیدروژن
۱. کاربردها
این سری از کابینت‌های یکسوساز عمدتاً در انواع مختلف تجهیزات یکسوساز و سیستم‌های کنترل خودکار برای الکترولیز فلزات غیرآهنی مانند آلومینیوم، منیزیم، منگنز، روی، مس و سرب و همچنین نمک‌های کلرید استفاده می‌شود. همچنین می‌تواند به عنوان منبع تغذیه برای بارهای مشابه مورد استفاده قرار گیرد.
دوم. ویژگی‌های اصلی کابینت
۱. نوع اتصال الکتریکی: عموماً بر اساس ولتاژ دی سی، جریان و تلرانس‌های هارمونیک شبکه انتخاب می‌شود و دو دسته اصلی دارد: پل ستاره دوتایی و پل سه فاز، و چهار ترکیب مختلف شامل اتصالات شش پالسه و دوازده پالسه.
۲. تریستورهای پرقدرت برای کاهش تعداد اجزای موازی، ساده‌سازی ساختار کابینت، کاهش تلفات و تسهیل تعمیر و نگهداری استفاده می‌شوند.
۳. قطعات و شینه‌های مسی با فیوز سریع از پروفیل‌های مدار آب در گردش با طراحی ویژه برای اتلاف بهینه گرما و افزایش طول عمر قطعات استفاده می‌کنند.
۴. اتصالات پرسی قطعات از یک طراحی معمول برای تنش متعادل و ثابت، با عایق دوبل، استفاده می‌کند.
۵. لوله‌های آب داخلی از لوله‌های پلاستیکی نرم و شفاف تقویت‌شده وارداتی استفاده می‌کنند که در برابر دمای گرم و سرد مقاوم هستند و عمر طولانی دارند.
۶. شیرهای رادیاتور کامپوننت برای مقاومت در برابر خوردگی تحت عملیات ویژه قرار می‌گیرند.
۷. کابینت کاملاً با ماشین‌کاری سی ان سی و پوشش پودری ساخته شده است تا ظاهری زیبا و دل‌انگیز داشته باشد.
۸. کابینت‌ها عموماً در انواع باز، نیمه باز و کاملاً آب‌بندی شده برای فضای داخلی موجود هستند؛ روش‌های ورود و خروج کابل بر اساس نیاز کاربر طراحی می‌شوند.
9. این سری از کابینت‌های یکسوساز، یک سیستم کنترل ماشه صنعتی دیجیتال را به کار می‌گیرند تا تجهیزات بتوانند به طور روان کار کنند.
مشخصات ولتاژ:
۱۶ ولت ۳۶ ولت ۷۵ ولت ۱۰۰ ولت ۱۲۵ ولت ۱۶۰ ولت ۲۰۰ ولت ۳۱۵ ولت
۴۰۰ ولت ۵۰۰ ولت ۶۳۰ ولت ۸۰۰ ولت ۱۰۰۰ ولت ۱۲۰۰ ولت ۱۴۰۰ ولت
مشخصات فعلی:
۳۰۰ آمپر ۷۵۰ آمپر ۱۰۰۰ آمپر ۲۰۰۰ آمپر ۳۱۵۰ آمپر
۵۰۰۰ آمپر ۶۳۰۰ آمپر ۸۰۰۰ آمپر ۱۰۰۰۰ آمپر ۱۶۰۰۰ آمپر
۲۰۰۰۰ آمپر ۲۵۰۰۰ آمپر ۳۱۵۰۰ آمپر ۴۰۰۰۰ آمپر ۵۰۰۰۰ آمپر
۶۳۰۰۰ آمپر ۸۰۰۰۰ آمپر ۱۰۰۰۰۰ آمپر ۱۲۰۰۰۰ آمپر ۱۶۰۰۰۰ آمپر
در اینجا ویژگی‌های اصلی آن آمده است:
۱. راندمان بسیار بالا و عملکرد عالی در تبدیل الکتروهیدروژن
راندمان، شاهرگ حیاتی است: هزینه‌های برق ۷۰ تا ۸۰ درصد از هزینه الکترولیز هیدروژن را تشکیل می‌دهد. بنابراین، هر ۰.۱ درصد افزایش در راندمان تبدیل کابینت یکسوکننده، به صرفه‌جویی قابل توجه در هزینه‌های عملیاتی منجر می‌شود. راندمان معمولاً باید ۹۸.۵ درصد باشد و مدل‌های پیشرفته به بیش از ۹۹ درصد می‌رسند.
ضریب موج کم: توان دی سی خروجی باید تا حد امکان خالص و با ضریب موج بسیار کم باشد. موج ای سی بیش از حد، راندمان الکترولیز را کاهش می‌دهد، واکنش‌های جانبی را افزایش می‌دهد و ممکن است بر طول عمر الکترود تأثیر بگذارد. این امر، تقاضا برای فناوری‌های یکسوسازی (مانند یکسوسازی چند فازی و فناوری مدولاسیون پهنای پالس (PWM)) را افزایش می‌دهد.
۲. محدوده تنظیم توان فوق‌العاده گسترده و قابلیت پاسخ سریع
سازگاری با نوسانات انرژی تجدیدپذیر: این یکی از مهمترین تفاوت‌ها با کابینت‌های یکسوکننده سنتی است. برای کار با منابع برق نوسانی مانند انرژی باد و خورشید، کابینت یکسوکننده باید بتواند به طور پایدار و کارآمد در یک محدوده توان بسیار وسیع (مثلاً 10٪ تا 120٪ توان نامی) کار کند.
پاسخ دینامیکی سریع: هنگامی که منابع بادی و خورشیدی دچار تغییرات ناگهانی می‌شوند، کابینت یکسوساز برای تنظیم سریع توان خروجی خود، تطبیق با تغییرات انرژی و دستیابی به بار ددد از منبع، به سرعت پاسخ میلی‌ثانیه‌ای نیاز دارد و پایداری شبکه و عملکرد کارآمد سیستم تولید هیدروژن را تضمین می‌کند.
۳. درجه بالای هوش و کنترل مشارکتی
ادغام عمیق با الکترولیز: کابینت یکسوساز دیگر یک منبع تغذیه مستقل نیست، بلکه قلب سیستم تولید هیدروژن است. این سیستم عمیقاً با سیستم مدیریت الکترولیز، سیستم تصفیه هیدروژن و سیستم کنترل نیروگاه انرژی تجدیدپذیر ادغام شده است تا به بهینه‌سازی مشارکتی دست یابد.
چندین حالت عملیاتی هوشمند:
حالت توان ثابت: زمانی استفاده می‌شود که منبع تغذیه شبکه پایدار باشد.
حالت ردیابی خودکار نقطه توان: مستقیماً دستورات ارسال انرژی تجدیدپذیر را دریافت کرده و به طور خودکار توان را تنظیم می‌کند.
حالت مدیریت انرژی: با شبکه و سیستم ذخیره انرژی همکاری می‌کند تا در اصلاح پیک و پر کردن دره یا تنظیم فرکانس اولیه مشارکت کند.
دوقلوی دیجیتال و نگهداری پیش‌بینی‌شده: از طریق پلتفرم‌های ابری و تجزیه و تحلیل کلان‌داده، نظارت و ارزیابی سلامت تجهیزات در لحظه انجام می‌شود تا به نگهداری پیش‌بینی‌شده دست یابیم و زمان ازکارافتادگی برنامه‌ریزی‌نشده را کاهش دهیم.
۴. طراحی ایمنی و قابلیت اطمینان درجه یک
ملاحظات ضد انفجار محیط هیدروژن: اگرچه کابینت یکسوساز معمولاً جدا از الکترولیز نصب می‌شود، اما طراحی آن باید الزامات ضد انفجار کل کارخانه تولید هیدروژن را در نظر بگیرد. انتخاب قطعات الکتریکی و طراحی کابینت باید مطابق با استانداردهای سختگیرانه ضد انفجار باشد.
سیستم‌های حفاظتی چندگانه افزونه:
اتصال به سیستم کنترل غلظت هیدروژن: سیستم می‌تواند بلافاصله پس از تشخیص نشت هیدروژن، منبع تغذیه کابینت یکسوساز را قطع کند.
قفل داخلی با دما، فشار و سطح الکترولیز: تضمین می‌کند که کابینت یکسوکننده همیشه در شرایط عملیاتی ایمن الکترولیز کار می‌کند.
جداسازی سریع‌تر خطا: از آتش‌سوزی هیدروژن یا آسیب الکترولیز به دلیل قطع برق جلوگیری می‌کند.
عملیات بدون وقفه 24 ساعته و 7 روز هفته: تولید هیدروژن یک فرآیند مداوم است که الزامات قابلیت اطمینان بسیار بالایی را بر روی کابینت یکسوساز قرار می‌دهد. میانگین زمان بین خرابی‌ها (میانگین میانگین مدت زمان بین دو شکست (MTBF)) یک شاخص کلیدی است.
۵. قابلیت پشتیبانی قوی از شبکه
برق با کیفیت بالا: فناوری اصلاح پیشرفته به طور موثری هارمونیک‌ها را سرکوب می‌کند، به ضریب توان بالا دست می‌یابد و آلودگی شبکه را کاهش می‌دهد. در برخی طرح‌ها، حتی می‌تواند قابلیت جبران توان راکتیو خاصی را نیز داشته باشد و از شبکه برق پشتیبانی کند.
۶. ماژولارسازی و مقیاس‌پذیری
بلوک ساختمانی ددد توسعه: پروژه‌های انرژی هیدروژنی معمولاً به صورت فازبندی ساخته می‌شوند. سیستم یکسوساز از طراحی ماژولار بهره می‌برد که امکان توسعه آسان را با اضافه کردن ماژول‌های قدرت، دقیقاً مانند بلوک‌های ساختمانی، فراهم می‌کند تا با افزایش ظرفیت‌های آینده مطابقت داشته باشد و هزینه‌های سرمایه‌گذاری اولیه را کاهش دهد.
افزونگی N+X: در پروژه‌های تولید هیدروژن در مقیاس بزرگ، چندین ماژول برق به صورت موازی متصل می‌شوند و ماژول‌های پشتیبان (X) برای دستیابی به تعمیر و نگهداری آنلاین و افزونگی سیستم پیکربندی شده‌اند که در دسترس بودن کل کارخانه تولید هیدروژن را تضمین می‌کند.
خلاصه: موقعیت اصلی کابینت یکسوساز تولید هیدروژن الکترولیز
در مقایسه با کابینت‌های یکسوکننده سنتی، کابینت یکسوکننده تولید هیدروژن الکترولیز از یک منبع تغذیه دی سی ساده به یک سیستم تبدیل و کنترل انرژی با ادغام فناوری پیشرفته الکترونیک قدرت، کنترل هوشمند دیجیتال و عملکردهای مدیریت انرژی تکامل یافته است.
ارزش اصلی آن در موارد زیر نهفته است:
کاهش هزینه: کاهش مصرف برق واحد تولید هیدروژن از طریق بهره‌وری بسیار بالا.
افزایش بهره‌وری: به حداکثر رساندن جذب برق سبز نوسانی از طریق قابلیت‌های طیف گسترده و پاسخ سریع، که باعث بهبود بهره‌وری عملیاتی کلی سیستم تولید هیدروژن می‌شود.
تضمین ایمنی: فراهم کردن یک هسته قدرت ایمن و قابل اعتماد برای کل سیستم تولید هیدروژن.
ترویج ادغام: این دستگاه به عنوان پلی بین انرژی‌های تجدیدپذیر و کاربردهای شیمیایی مصرفی عمل می‌کند و قطعه‌ای کلیدی برای ساخت یک سیستم انرژی جدید است.
