무당 탄소 에너지원으로서 수소의 사용으로 전기 분해를 통한 수소 생산이 증가하고 있습니다.IEA(International Energy Agency)는 전기 분해를 통한 수소의 전 세계 용량이 2019년의 약 0.2GW에서 2040년까지 160GW로 증가할 것으로 예상하고 있습니다.태양광 및 풍력 재생 가능 에너지에 대한 수요 증가와 비용 감소, 전기 분해 기술의 발전과 함께 에너지 저장, 운송 및 산업 공정을 위한 연료 전지에 동력을 공급하기 위해서 수소를 사용하는 성장에 박차를 가하고 있습니다.1개의 예는 발전소에 추가 에너지가 필요할 때 에너지 저장 및 전기 생성을 위한 수소 동력 연료 전지입니다.수소 사용의 다른 예로는 전기 자동차와 항공에 동력을 공급하고 암모니아 생산 등의 산업 공정에서 반응물로서 사용될 수소 동력 연료 전지가 있습니다.물론 전기 분해 과정에서 수소를 생성하려면 전기 에너지가 필요합니다.이상적으로는 전기 분해 공정에 에너지를 공급하려면 지나친 면적을 필요로 하지 않는 기기에서 비용 효율이 높은 방법으로 생산된 신뢰할 수 있는( 깨끗한)전력을 사용합니다.그러나 수소 생산에는 상당한 전력이 필요하며 이는 다양한 프로그래밍 가능 DC전원 장치를 평가할 때의 강력한 고려 사항입니다.이 블로그에서는 수소 전기 분해의 기본 사항에 대해서 논의하고 EA가 안정적이고 안전하고 컴팩트한 수소 전기 분해를 위한 전력 문제에 대한 뛰어난 솔루션을 제공하는 방법을 나타내고 있습니다.수소 전기 분해 과정의 수소 전기 분해는 물과 전기 에너지를 필요로 하는 수소 가스를 생산하는 방법이다.이 과정은 물(H20)에 전류를 통과시키고 물 분자가 수소 이온(H+)와 산소 이온(O-)로 분해되도록 하고 있습니다.수소 전기 분해는 수소 이온이 투과할 수 막을 포함한 전기 분해 수조에서 열립니다.수소 이온은 음전하. 전극(음극)에 끌려들어, 막을 통과하고 음극에 도달합니다.반대로 산소 이온은 양전하를 띤 전극(양극)에 끌립니다.음극에서는 수소 이온은 전원 시스템에서 전자를 얻어서 수소 가스인 H2에 됩니다.양극에서는 산소 이온은 전류에 전자를 잃고 산소 가스인 O2에 됩니다.2개의 가스는 따로 수집됩니다.그림 1은 전기 분해 과정을 나타내고 있습니다.
그림 1 수소 발생을 위한 전기 분해 공정. 출력은 수소와 산소입니다.
전기 분해 공정은 물 분자를 수소와 산소로 분해하는 데 상당한 양의 전기 에너지가 필요하기 때문에 에너지 집약적입니다.전력 시스템의 에너지원으로 태양열을 사용하고 1kg의 수소를 생산하려면 적어도 50kWh가 필요합니다.하루에 100kg의 H2를 생산하는 시설에는 최저 230kW의 전력 시스템이 필요합니다.신뢰할 수 있는 전기 분해를 위한 확장 가능하고 신뢰할 수 있는 전력 수소 생산을 위한 강력한 에너지 요건에 대한 가능한 솔루션을 봅시다.모듈식 EA Elektro-Automatik전력 랙은 모든 규모의 수소 전기 분해 장치에 필요한 전력을 제공합니다.그림 2와 같은 랙은 최대 5개 EA-PU100006U, 60kW전원 장치에서 최대 300kW의 전력을 제공합니다.고밀도, 6U, 60kW전원 장치는 최대 300kW를 제공하는 데 단 1개의 락밖에 필요 없기 때문에 생산 현장의 공간을 절약할 수 있습니다.추가 12개의 락을 조합함으로써 최대 3.84 MW의 총 출력 전력을 생성할 수 있습니다.1개의 전원 장치는 마스터 보조로 구성되어 최대 63의 추가 전원 장치의 제어기로서 기능하고 64개의 병렬 전원 장치만큼 큰 시스템을 생성합니다.시스템을 안전하게 동작하기 위해서 모든 프로바이더 간의 Share-Bus링크는 각 공급자가 로드의 일부를 균등하게 공유하도록 하겠습니다.Share-Bus링크는 모든 전원 장치 간에 부하에게 똑같이 전달되는 에너지의 균형을 잡습니다.병렬 전원 장치의 시스템을 보호할 뿐 아니라 Share-Bus제어 링크는 결함 있는 전원 장치의 출력 전원을 차단할 수 있습니다.결함 있는 전원 장치가 시스템에서 삭제되면 전원 랙을 다시 초기화할 수 있는 최소한의 시스템 중단 시간 후에 가수 분해 과정을 위한 출력 전력을 계속할 수 있습니다.그러므로 EA파워 랙은 최대 3.84MW의 안전 장치 전력을 생성할 수 있는 광범위한 확장성을 제공합니다.
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그림 2. 8개의 전원 공급 장치를 갖춘 1개의 EA 전원 랙은 최대 240kW를 제공할 수 있어 생산 공간을 크게 절약할 수 있습니다.
최대 DC전원 장치 성능을 위한 광범위한 출력 EA프로그래밍 가능 DC전원 장치는 진정한 자동 범위 조정 출력 특성(그림 3참조)을 가지고 있어, 종래의 직사각형 출력 특성을 갖고 유사 용량 전원 장치보다 훨씬 넓은 전압 및 전류 출력을 제공합니다.한 지점, 최대 전압 및 최대 전류 지점에서만 최대 전력을 공급할 수 있는 직사각형 출력 특성 전원 장치와 달리 EA진정한 자동 범위 조정 전원 장치는 최대 정격 전압의 1/3까지 최대 전력을 공급합니다.정지·전환하는 일 없이 정격 전압.EA자동 범위 조정 전원 장치의 넓은 전압 및 전류 출력은 시스템에 필요한 전원 장치의 크기와 수를 감축 가능성이 있습니다.
그림 3 최대 전압 정격이 500V인 30kW 진정한 자동 범위 조정 EA 전원 공급 장치의 출력 특성. 전원 공급 장치가 500V에서 166.6V까지의 최대 전력을 공급할 수 있는 방법에 주의하십시오.
PC또는 PLC(프로그래머블 로직 컨트롤러)으로 쉽게 제어, 모니터링 옵션과 시스템 자동 제어를 위한 인터페이스 선택에 대해서 봅시다.EA전원 장치는 PC의 USB인터페이스 또는 이더넷 인터페이스와 인터페이스 할 수 있습니다.옵션 인터페이스에는 다른 옵션 인터페이스에서 CAN버스 인터페이스와 PLC에서 제어하기 위한 Profibus인터페이스가 포함됩니다.또 EADC전원 장치에는 PC프로그램에서 제어할 수 있는 SCPI명령 작동 모드와 PLC제어를 위한 Modbus명령 작동 모드가 있습니다.이더넷 인터페이스로 엔지니어는 원격지에서 진단 및 수리 서포트를 제공하고 시스템의 가동 정지 시간을 최소화할 수 있습니다.그러므로 수소 전기 분해 시설은 전력 랙의 비용 효율이 높은 라이프 사이클을 보증할 수 있습니다.안전하고 빠른 설치 때문에 완전히 조립된 시스템은 사전 배선되고 있으며 국제 안전 기준을 준수하고 있습니다.그림 4의 같은 전원 랙은 전문적으로 배선되고 있어 완전히 문서화되고 있습니다.또 EA는 게시된 사양에 따라서 완전히 테스트된 모든 전원 랙을 배송합니다.설치에 필요한 것은 AC전원과 시스템 냉각 뿐입니다.EA전원 랙은 시설의 요건에 따라서 공랭식 또는 수랭식인 경우가 있습니다.
그림 4 매우 정돈된 안전한 배선과 랙 중앙 아래의 버스바 조립 병렬 출력을 나타내는 EA 전원 랙의 배면.
생산 요건에 따라서 확장되는 DC프로그래밍 가능 전원 공급 장치에서 라인의 미래 경쟁력 확보 재생 가능 에너지의 모든 측면이 매년 개선되고 있는 것으로 보이며 연료 전지 효율성도 예외는 아닙니다.효율성이 높아지는 계속하면서 산업계는 이제 실행 가능한 강력한 전력원을 외면할 수 없어 수요도 증가할 것입니다.가장 높은 전력 밀도 공급 장치를 조달하면 현재 프로그래밍 가능한 전력 요건을 충족시킨 뒤 라인을 재구축할 필요가 없으며 장래적으로 높은 전력 생산을 채울 수 있어요.EA는 세계의 친환경 에너지 미래에 기여합니다.연료 전지와 산업 공정에 사용하기 위한 전기 분해를 통한 수소 생성은 더 깨끗하고 지속 가능한 에너지 미래로의 전환에 중요한 역할을 하죠.고밀도의 확장 가능하고 안전 장치를 갖춘 전원 시스템으로 EA는 비용 효율과 안정된 전원 공급의 요구를 충족시킬 수 있습니다.수소 전기 분해 공정에 전원을 공급하는데 도움이 필요하면 www.eapowered.com으로 문의 주세요.
