Projeto inovador de eletrolisador para energia renovável variável

Como pioneira no campo da energia do hidrogênio, a VERDE HYDROGEN vem trabalhando no Eletrolisador de Hidrogênio há décadas e desenvolveu diferentes tamanhos de Eletrolisador, incluindo o Eletrolisador de pilha única de 1200Nm3/H. A patente da empresa (US Pat. No. 8.936.704) pode trazer um projeto de marco de eletrolisador para energia renovável sem transformador e retificador.

Abstrato

Sistemas e métodos para geração de hidrogênio por eletrólise de água de uma fonte de energia volátil podem facilitar o ajuste da capacidade operacional de uma pilha de eletrólise com base nas medições da saída de eletricidade da fonte de energia. Em várias modalidades, o ajuste de capacidade é obtido incorporando menos ou mais células da pilha de eletrólise em um circuito elétrico fechado incluindo as células incorporadas em série com a fonte de energia.

O hidrogênio há muito é considerado uma fonte de combustível alternativa limpa às fontes de energia de combustíveis fósseis. O hidrogênio é não poluente, transportável, armazenável, mais eficiente que a gasolina e pode ser convertido diretamente em calor e eletricidade para aplicações estacionárias e móveis.

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Muitas tentativas foram feitas para melhorar a eficiência e reduzir o custo da produção de hidrogênio por eletrólise. As abordagens anteriores que abordam a volatilidade das fontes de energia de entrada geralmente se enquadram em duas categorias:

Ambas as abordagens geralmente levam ao aumento do custo e da complexidade do sistema de geração de hidrogênio, perdas de eficiência e/ou problemas de manutenção a longo prazo.

O presente pedido divulga uma nova abordagem para controlar um sistema de geração de hidrogênio alimentado pelo fluxo não estável de eletricidade produzida a partir de fontes eólicas, solares ou outras fontes voláteis para produção de hidrogênio. Em várias modalidades, o sistema de geração de hidrogênio inclui uma pilha de eletrólise controlada automaticamente com uma função de controle que determina qual deve ser a capacidade operacional da pilha de eletrólise em um determinado momento para usar eficientemente a energia de entrada momentânea. O sistema de geração de hidrogênio pode incluir, além da pilha de eletrólise, uma pista condutora, uma ponte de contato elétrico móvel e um acionador associado, um dispositivo de medição e um controlador. A pilha de eletrólise pode incluir uma pluralidade de células de eletrólise conectadas eletricamente em série para formar um caminho eletricamente condutor. A capacidade operacional da pilha pode ser alterada ajustando o número de células de eletrólise dentro do caminho que estão conectadas à fonte de alimentação. Mais especificamente, o controlador pode, com base na entrada da medição de eletricidade atual e/ou outros parâmetros operacionais do sistema (por exemplo, em conjunto com o requisito de eletricidade operacional predefinido de uma pilha de eletrólise), determinar a capacidade desejada da eletrólise operacional empilhar (ou seja, o número desejado de células de eletrólise) e enviar um sinal de controle correspondente ao driver. O acionador pode então, com base no sinal do controlador, controlar a posição da ponte de contato móvel na pista condutora. A ponte de contato, parando em diferentes posições de acordo com os comandos recebidos do controlador, pode limitar o loop elétrico da pilha de eletrólise à capacidade operacional desejada.

Assim, várias modalidades aqui divulgadas fornecem um método eficiente para aumentar e diminuir a capacidade de uma pilha de eletrólise, permitindo que um sistema de geração de hidrogênio seja operado com a eficiência desejada com eletricidade flutuante em formato diferente.

Além disso, em comparação com os sistemas da técnica anterior, a abordagem aqui divulgada reduz o número de sensores, controladores e/ou interruptores usados ​​para controlar uma pluralidade de unidades de eletrólise e, assim, reduz a complexidade técnica do sistema de geração de hidrogênio. Vantajosamente, isso pode, por sua vez, reduzir o custo da produção de hidrogênio e melhorar a popularidade do hidrogênio na substituição de combustíveis fósseis como fonte de energia combustível.