Zelený vodík? Klíčový prvek energetické transformace

Vodík, nejrozšířenější chemický prvek, je považován za zdroj energie budoucnosti. V čisté formě je bezbarvý, bez zápachu a netoxický, lze jej používat šetrným způsobem k životnímu prostředí a představuje slibnou alternativu k tradičním zdrojům energie. Zelený vodík hraje zvláštní roli v podpoře snah o dekarbonizaci. Je klimaticky neutrální a vyrábí se z obnovitelných zdrojů energie (OZE), jako je sluneční, větrná nebo vodní energie.

Zelený vodík má potenciál revolučně změnit mnoho odvětví a nahradit fosilní paliva v dopravě, průmyslu, topných systémech a výrobě energie. Navíc nabízí řešení jedné z klíčových výzev energetické transformace: skladování přebytečné energie vyrobené z obnovitelných zdrojů. Otevírá tak dveře dalšímu vývoji a zavádění inovativních technologií, včetně palivových článků a elektrolyzérů, které by mohly být průlomové pro budoucnost udržitelné energie.

Zelený vodík jako pilíř evropské strategie pro dosažení klimatické neutrality

V evropském kontextu se zelený vodík stal klíčovým prvkem energetické strategie zaměřené na dosažení klimatické neutrality do roku 2050. Evropská unie si stanovila ambiciózní cíle, jejichž cílem je zvýšit kapacitu výroby zeleného vodíku ze současného 1 GW na 48 GW do roku 2030. Toto zvýšení je zásadní pro energetickou transformaci v Evropě a odráží globální aspirace na udržitelný rozvoj a potřebu přejít na ekologičtější zdroje energie.

Elektrolyzér? Srdce výroby zeleného vodíku

Elektrolyzér je zařízení, které pomocí elektrické energie rozkládá vodu na vodík a kyslík.

• Voda je vystavena elektrickému proudu, který způsobuje rozklad molekul H2O na molekuly vodíku (H2) a kyslíku (O2).
• Vodík se skladuje, zatímco kyslík lze použít k jiným účelům.

Tento proces umožňuje výrobu čistého vodíku, který se poté skladuje a přepravuje pro další použití.

Stručný přehled použití elektrolyzérů:

Výroba vodíku:

• Zelený vodík z obnovitelných zdrojů energie, např. pohon veřejné dopravy, výroba syntetických hnojiv
• V chemickém průmyslu
• V rafinériích

Skladování energie:

• Vodík jako zásobník energie, např. pro ukládání přebytečné energie z fotovoltaických panelů
• Napájení palivových článků

Další aplikace:

• Úprava vody
• Metalurgický průmysl
• Medicína, např. inhalace pro léčbu astmatu

Význam měření teploty v různých zónách elektrolyzéru

Teplota má přímý vliv na výkon elektrolýzéru, stejně jako na jeho životnost a bezpečnost. Příliš vysoká teplota může vést k rychlejšímu opotřebení komponentů a snížení účinnosti, zatímco příliš nízká teplota může snížit účinnost výroby vodíku. Nabízíme širokou škálu zařízení pro měření teploty v elektrolýzérech, včetně:

• Teplotní senzory VIBROtemp: Kompaktní a odolné proti vibracím senzory pro měření teploty v různých zónách elektrolýzéru. Jejich krátká doba odezvy je ideální pro monitorování dynamických změn teploty.
• Termočlánky s minerální izolací: Doporučují se zejména pro monitorování vysokých teplot, například v procesech s pevnými oxidovými elektrolýzními články (SOEC), kde mohou procesní teploty dosáhnout až 1200 °C.

Mezi typické aplikace těchto zařízení v elektrolýzerech patří monitorování teploty plynného vodíku a teploty elektrolýzérového bloku.

Bezpečnostní monitorování v elektrolyzérech (až do SIL 3): Bezpečný omezovač teploty

Teplota je klíčovým bezpečnostním parametrem v elektrolyzérech. Omezovač teploty safetyM STB/STW Ex poskytuje vysokou úroveň bezpečnosti a přesnosti. Zařízení splňuje normu SIL 3, je k dispozici ve verzi Ex pro prostředí s nebezpečím výbuchu a nabízí široký měřicí rozsah od -50 °C do +500 °C. Navíc je vybaveno bezpečnostními funkcemi, jako jsou autotesty a redundance, a je snadné jej nainstalovat a obsluhovat.

Měření tlaku v elektrolyzérech

Sledování tlaku v různých částech elektrolyzéru, jako je systém přívodu vody a komory, kde probíhá proces elektrolýzy, je nezbytné pro udržení stabilního a bezpečného procesu výroby vodíku. Vysoký nebo nízký tlak signalizuje potenciální problémy, jako jsou úniky, ucpání nebo neefektivní provoz systému, které mohou vést k poruchám nebo prostojům.

• Univerzální tlakový snímač MIDAS S05: Toto univerzální zařízení pro měření tlaku je vhodné pro použití s plyny i kapalinami. Má kompaktní rozměry, robustní pouzdro a poskytuje dlouhodobou stabilitu.
• Procesní tlakový snímač dTRANS p20: Navržen pro průmyslové aplikace, včetně vodíku. Má certifikace SIL2 (do 100 bar) a ATEX.

Obě zařízení jsou vynikající pro monitorování tlaku čištěné vody dodávané do elektrolyzéru.

Měření vodivosti v elektrolýzéru

Měření vodivosti je v procesu elektrolýzy nezbytné pro sledování kvality vody používané v elektrolyzérech. Voda s vysokou vodivostí může způsobit nadměrnou korozi a poškození elektrod, zatímco voda s nízkou vodivostí může snížit účinnost procesu elektrolýzy.

Mezi zařízení, která jsou v této roli účinná, patří:

• Převodník vodivosti digiLINE CR ST10: Je vybaven komunikačními rozhraními pro automatizační systémy, jako je JUMO digiLINE IO-Link. Má také integrovanou datovou paměť a digitální správu senzorů, což usnadňuje monitorování a analýzu dat.
• Senzor vodivosti tecLINE CR: Toto zařízení nabízí měření vodivosti v širokém rozsahu – od velmi nízkých až po vysoké hodnoty. Může pracovat při vysokých teplotách, což je důležité v různých průmyslových aplikacích, včetně procesu elektrolýzy.

Typickým použitím těchto zařízení je měření vodivosti na vstupu čištěné vody do elektrolýzéru. Monitorují kvalitu vody a zajišťují, že je ve správném stavu pro účinnou elektrolýzu.

Měření průtoku plynu a kapaliny v elektrolyzérech

Přesné měření průtoku je nezbytné pro řízení a regulaci množství vody dodávané do elektrolyzéru, což má přímý vliv na účinnost procesu elektrolýzy. Nedostatečný průtok vody může vést k nedostatečnému chlazení systému, což může mít za následek přehřátí a potenciální poškození elektrolyzéru. Kromě toho řízení průtoku umožňuje optimalizovat spotřebu energie, minimalizovat ztráty a zvýšit celkovou účinnost systému.

FlowTRANS US W02 je ultrazvukový průtokoměr, který je vynikajícím příkladem zařízení používaného k monitorování průtoku v elektrolyzérech. Vyznačuje se snadnou instalací, odolností proti korozi a nízkou spotřebou, což z něj činí ideální řešení pro vodíkové prostředí. Jednou z typických aplikací tohoto průtokoměru v elektrolyzéru je monitorování průtoku a teploty čištěné vody na vstupu.

Měření hladiny kapaliny v nádržích elektrolýzéru

Přesné monitorování hladiny kapaliny, zejména vody v nádržích, zajišťuje kontinuitu procesu výroby vodíku a je klíčové pro prevenci prostojů nebo přetížení systému. Nesprávná hladina kapaliny může vést k neefektivnímu provozu elektrolyzéru nebo dokonce k jeho poškození, proto je regulace hladiny nezbytnou součástí provozního procesu. Monitorování hladiny vody v nádrži také pomáhá udržovat optimální množství vody potřebné pro elektrolýzu.

• Plovákový spínač JUMO NESOS R0x LS: Jedná se o zařízení určené ke sledování hladiny ultračisté vody a chladicích médií. Vyznačuje se malými rozměry, které usnadňují instalaci. Možnost vnější montáže s připojením G3/4 jej činí velmi praktickým pro použití.
• Kapacitní indikátor mezní hladiny ZELOS C01 LS: Jeho spolehlivá a robustní průmyslová konstrukce spolu s rozhraním IO-Link z něj činí vynikající řešení pro použití v elektrolýzích.

Měření vlhkosti v elektrolýzerech

Měření vlhkosti hraje důležitou roli v procesu elektrolýzy, zejména z hlediska kontroly kvality vyráběného vodíku a ochrany součástí systému. Vysoká vlhkost ve výstupních plynech, jako je vodík, může ovlivnit čistotu konečného produktu i účinnost a bezpečnost procesu. Nadměrná vlhkost může také vést ke korozi a dalšímu poškození součástí elektrolýzního systému. K tomuto účelu lze použít naše specializované snímače vlhkosti a teploty.

Řízení v elektrolyzérech? Tyristorové regulátory výkonu a modulární regulátory

Účinná regulace v elektrolýze, která je klíčem ke stabilitě a účinnosti procesu, závisí na regulaci výkonu. K tomuto účelu se používají tyristorové regulátory výkonu a modulární regulátory, které zajišťují přesné řízení elektrické energie. Tyristorové regulátory výkonu, jako je TYA s202, nabízejí přesné řízení a snadnou konfiguraci, zatímco modulární regulátory, jako je meroTRON, umožňují správu složitých parametrů procesu. Jejich použití v elektrolyzérech, zejména pro regulaci teploty a optimalizaci toku energie, má významný vliv na kvalitu vyráběného vodíku a životnost systému.