8月29日-30日,由勢銀(TrendBank)主辦、山東奧揚新能源科技股份有限公司總冠名贊助的“2022勢銀綠氫產業大會”在寧波泛太平洋大酒店隆重召開。會上,湖北英特利電氣有限公司總經理李歡發表了題為《電解水制氫整流電源解決方案》的演講。
圖片來源:勢銀
李歡表示,電解水制氫的原理簡單來說,就是通過電化學反應產生氫氣和氧氣,而在這過程中需要有穩定的直流電。英特利就是一家提供交流電轉變為直流電、直流電轉變為直流電的電能變換裝置的企業,即整流器供應商。
電能轉變主要有交流電變直流電、直流電變直流電等幾種形式。由于電解槽需要的直流電壓電流是特定的,而電網輸運的交流電或光伏產生的直流電均無法直接采用到電解槽中,因此需要通過整流器為電解槽提供其所需直流電。
李歡簡單介紹了諧波、功率因數和效率的概念。其中諧波即交流電中50赫茲以上的所有頻段的波形的總稱,會對電網其他設備造成干擾,因此國家對此有相關的標準要求;效率則關系到電耗,效率越高,在相同直流輸出功率下,交流輸入功率越小,所需電費也會減少。
李歡表示,英特利作為電解水制氫整流電源解決方案提供企業,現已承接了最大單臺4000方/小時的制氫電源,由于電解槽對整流器有著不同要求,因此英特利可提供6種解決方案。
比如說針對制氫容量在300方以上的電解槽,英特利目前有三種解決方案:一是晶閘管整流,二是二極管不控整流+IGBT斬波,三是PWM整流+IGBT斬波。
針對制氫容量在300方以下的電解槽,英特利可提供4種不同的方案,例如IGBT開關電源、晶閘管電源、二極管不控整流+IGBT斬波,PWM整流+IGBT斬波四種方案。
圖片來源:英特利
英特利還可以提供光伏發電DC/DC電源及集裝箱撬裝方案。
第一種解決方案晶閘管整流器具有以下優勢:適用范圍廣(可適用于10Nm3/h-4000Nm3/h制氫設備)、可靠性高、安全性高、效率高、占地面積小、設備投資成本低、運營成本低、多脈波諧波低、使用壽命長等。
因此,晶閘管整流器對于制氫容量為300Nm3/h及以上的電解槽而言具有較高的性價比,尤其是500方及1000方的電解槽。
李歡表示,英特利目前已承接了超過100臺套1000Nm3/h及以上的制氫電源項目,其中包括了中石化庫車項目、華電達茂旗項目等國內重大項目。
圖片來源:英特利
隨后,李歡分享了部分英特利的晶閘管整流器項目案例——
某半導體行業制氫項目:采用單臺24脈波,實測電流諧波分別為4.33%、4.34%、4.24%,電壓諧波約為1%,功率因數為0.9435,含變壓器及柜間連接的整體效率為97.51%,電壓紋波為0.713%。從這些數據來看,晶閘管不管在諧波、功率因數還是在效率各方面都非常優秀。
冬奧會項目:采用了4臺12脈波組成48脈波。在單臺12脈波運行時,電壓總畸變率在1.3%-1.4%左右,電流諧波在6%左右;3臺運行在不同負荷時實測電流諧波5.3%左右,4臺運行在不同負荷時實測電流諧波為3%左右。
出口國外項目:單臺12脈波運行時,實測電流諧波為5%左右。
全國首個海島“綠氫”風電制氫示范項目:該項目是風電制氫,整體效率要求較高,含變壓器的實測效率為98%以上(輸出電壓較低,僅有240V)。
圖片來源:央視新聞
此外,英特利還做了72脈波仿真數據和96脈波仿真數據,模擬多臺整流器在不同負荷率下運行,基本上可以在2%、1%甚至百分之零點幾的水平。
李歡指出,對于晶閘管整流,項目規模越大、所需臺套數越多,諧波性能越好。
不控整流+IGBT DC/DC斬波方案是將10kV、35kV經多脈波變壓器降壓后經過二極管不控整流,再進行IGBT DC/DC斬波,該方式的優點在于可取消有載調壓開關,成本介于晶閘管整流和IGBT整流+DC/DC斬波之間。
DC/DC電源解決方案,可減少DC-AC-DC的轉化過程,提高效率,但存在限制條件,即光伏發電站與制氫設備的距離不能太遠,若是相隔太遠,中間的線損較大,投資成本也較高。
圖片來源:勢銀能鏈
IGBT高頻開關電源方案,該方案適合中小功率制氫項目,其優點在于可直接接入380V電壓,且不需要額外配置變壓器。
撬裝方案,即涵蓋變壓器、整流器、冷卻器、控制柜等,提供整流供電整體解決方案。英特利的撬裝方案不僅在國內制氫行業有實際案例,還出口中東、土耳其和南非等地區。
最后,李歡提供了針對大電解槽三種主要整流方案的對比,從可靠性、效率、諧波、功率因數、設備成本、維護成本、控制復雜度、尺寸、應用案例等方面進行了對比。
圖片來源:英特利
本次會議圓滿結束,但氫能產業發展仍將繼續。英特利將秉承自主創新的發展思路,在綠氫行業努力開拓進取,致力于為全球客戶提供更優的電解水制氫整流電源解決方案。更多詳情歡迎垂詢alice@intellipower.com.cn 李女士。
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