Wasserstoffproduktionsanlage in Deutschland

Fallstudie

Wasserstoffproduktionsanlage hält Netzstörungen mit Thyristor-Alternative gering

In dieser Wasserstoffproduktionsanlage in Deutschland wurde mit den modularen Umrichterlösungen von Emotron für grüne Energie eine Alternative zur üblichen Thyristorlösung gefunden. Eine Lösung mit dem Emotron Active Front End (AFE) und der Emotron DC/DC-Wandlereinheit (DCU) ermöglicht den wasserstoffproduzierenden Einheiten eine viel größere Flexibilität bei gleichzeitig sehr geringen Netzstörungen. 

Emotron Active Front End und DC-Umrichter in Kombination

Die beiden Schränke, die speziell für die Produktionseinheit angefertigt wurden, enthalten jeweils leistungselektronische Bausteine (PEBBs). Die intelligenten elektronischen Komponenten sehen fast identisch aus, dienen aber ganz unterschiedlichen Zwecken. Einige sind mit aktiver Front-End-Technologie ausgestattet, andere sind DC-Steuergeräte.

Obwohl die Schrankumrichterlösung erst kürzlich an die Wasserstoffproduktionsanlage angepasst wurde, hat sie eine hohe technische Bereitschaft (TRL). Die einzelnen Bausteine dieser Produkte werden bereits seit Jahren für viele Projektschrankanlagen eingesetzt.

Die Gesamtlösung bestand aus Emotron-Produkten;
1x AFR69-2100
2x DCU69-1500

Maßgeschneiderte Schranklösungen

CG Drives & Automation verfügt über umfangreiches Anwendungswissen über den Einsatz seiner Umrichtermodule für eine Vielzahl von Hybrid-Elektrizitätszwecken und erneuerbaren Energien, die sich an die spezifischen Anwendungsanforderungen anpassen lassen.
In diesem Fall wurde die Konstruktion des Schaltschranks angepasst und kompakt gestaltet, um sich in die Umgebung einzufügen. Da Emotron-Wandlermodule in der Regel bidirektionale Stromflüsse zulassen, mussten Dioden hinzugefügt werden, um sicherzustellen, dass die wasserstofferzeugenden Einheiten nicht stattdessen in einen stromerzeugenden Brennstoffzellenbetrieb umgewandelt werden können.

Die flexiblen Emotron-Module bieten eine Vielzahl von Optionen, und diese Lösung basiert auf ultraflachen wassergekühlten Leistungsmodulen. Selbst die speziellen Dioden sind wassergekühlt. Wärmeverluste lassen sich leicht mit einem Wärmetauscher ausgleichen, und ein aktiver Kühler ist nicht erforderlich. Angesichts der Container-Umgebung vieler wasserstoffproduzierender Anlagen sind Wärmeverluste auf andere Weise nur schwer zu bewältigen.

Flexibilität bei Spannung und Kurzschlussfähigkeit des Netzes

Im Gegensatz zu einer Thyristorlösung, die in schwachen Netzen mit Spannungsschwankungen möglicherweise nicht richtig funktioniert, bietet die modulare Umrichterlösung von Emotron eine beeindruckende Flexibilität. „Mit dieser innovativen Lösung brauchen wir kein starres Netz. Die Lösung von Emotron ermöglicht große Spannungsschwankungen und eine viel geringere Kurzschlussfähigkeit, während gleichzeitig eine geringe Netzstörung von weniger als 5 % aufrechterhalten wird“, sagt Göran, Produktmanager für Green Power Solutions bei CG Drives & Automation.

Vorteile der Emotron-Lösung

  • Flexibilität bei den möglichen Kombinationen der Konfiguration
  • Modularer Aufbau – Redundanz im Falle eines Ausfalls
  • Oberschwingungsarmer, rückspeisefähiger Betrieb mit Einhaltung der Netzanschlussbedingungen (THDI<5% gemäß IEEE519)
  • Vier-Quadranten-Betrieb ermöglicht Energieeinsparungen
  • 400VAC, 480VAC, 690AC
  • Hoher Wirkungsgrad (bis zu 98 % je nach Konfiguration)
  • Luftgekühlt oder wassergekühlt
  • Blindleistungskompensation für andere Verbraucher möglich. (± Q-Regelung)
  • Standardisierte Größen
  • Kompakte Bauweise
  • Freundlicher Service
  • Hohe Betriebszeit
  • Langlebigkeit des Unternehmens

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