Зелений водень – ключовий елемент енергетичної трансформації

Водень, найпоширеніший хімічний елемент, вважається джерелом енергії майбутнього. Безбарвний, без запаху і нетоксичний у чистому вигляді, він може використовуватися екологічно, пропонуючи перспективну альтернативу традиційним джерелам енергії. Особливу роль у підтримці зусиль з декарбонізації відіграє зелений водень, вироблений кліматично нейтральним способом з використанням відновлюваних джерел енергії (ВДЕ), таких як сонячна, вітрова або гідроенергія.

Зелений водень має потенціал, щоб революціонізувати багато секторів, замінивши викопне паливо в транспорті, промисловості, системах опалення та виробництві енергії. Більше того, він пропонує рішення однієї з ключових проблем енергетичної трансформації, а саме зберігання надлишкової енергії, що генерується відновлюваними джерелами енергії. Це відкриває двері для подальшого розвитку та впровадження інноваційних технологій, включаючи паливні елементи та електролізери, що може мати вирішальне значення для майбутнього сталого енергетичного сектору.

Зелений водень як основа європейської стратегії досягнення кліматичної нейтральності

У європейському контексті зелений водень став ключовим елементом енергетичної стратегії, спрямованої на досягнення кліматичної нейтральності до 2050 року. Європейський Союз поставив амбітні цілі, прагнучи збільшити виробничу потужність зеленого водню з нинішніх 1 ГВт до 48 ГВт до 2030 року. Це зростання має ключове значення для енергетичної трансформації в Європі, відображаючи глобальні прагнення до сталого розвитку та необхідність переходу на більш екологічні джерела енергії.

Електролізер – серце зеленого виробництва водню

Електролізер — це пристрій, який використовує електричну енергію для розкладання води на водень і кисень.

• Вода піддається впливу електричного струму, що призводить до розщеплення молекул H2O на молекули водню (H2) і кисню (O2).
• Водень накопичується, а кисень може бути використаний для інших цілей.

Цей процес дозволяє отримати чистий водень, який потім зберігається і транспортується для подальшого використання.

Коротко про застосування електролізерів:

Виробництво водню:

• Зелений водень з ВДЕ, наприклад, для живлення громадського транспорту, виробництва штучних добрив
• У хімічній промисловості
• У нафтопереробних заводах

Зберігання енергії:

• Водень як джерело енергії, наприклад, для зберігання надлишків енергії з фотоелектричних панелей
• Живлення паливних елементів

Інші застосування:

• Очищення води
• Металургійна промисловість
• Медицина, наприклад інгаляції при лікуванні астми

Значення вимірювання температури в різних зонах електролізера

Температура має прямий вплив на продуктивність електролізера, а також на довговічність і безпеку пристрою. Занадто висока температура може призвести до швидшого зносу компонентів і зниження продуктивності, тоді як занадто низька температура знизить ефективність виробництва водню. Ми пропонуємо широкий асортимент пристроїв для вимірювання температури в електролізерах, зокрема:

• Датчики температури серії VIBROtemp: компактні та стійкі до вібрацій датчики для вимірювання температури в різних зонах електролізера. Їх короткий час реакції ідеально підходить для моніторингу динамічних змін температури.
• Термопари в мінеральній оболонці: ми рекомендуємо їх особливо для моніторингу високих температур, наприклад, у процесах електролізу з твердим оксидом (SOEC), де температура процесу може досягати навіть 1200 °C.

Типове застосування цих пристроїв в електролізерах включає моніторинг температури газоподібного водню та температури електролізерного блоку.

Моніторинг безпеки в електролізерах (до SIL 3): Безпечний обмежувач температури

Температура є ключовим параметром безпеки в електролізерах. Обмежувач температури безпеки safetyM STB/STW Ex забезпечує високий рівень безпеки та точність. Пристрій відповідає стандарту SIL 3, доступний у виконанні Ex для зон, що піддаються вибуховому ризику, та пропонує широкий діапазон вимірювання від -50 °C до +500 °C. Крім того, воно має такі функції безпеки, як самотестування та резервування, а також є простим в монтажі та експлуатації.

Вимірювання тиску в електролізері

Контроль тиску в різних частинах електролізера, таких як система подачі води та камери, де відбувається процес електролізу, є необхідним для підтримки стабільного та безпечного процесу виробництва водню. Високий або низький тиск вказує на потенційні проблеми, такі як витоки, блокування або неефективну роботу системи, що може призвести до аварій або простоїв.

1. Універсальний перетворювач тиску MIDAS S05: Це універсальний прилад для вимірювання тиску, призначений для використання як з газами, так і з рідинами. Він має компактні розміри, міцний корпус і забезпечує довгострокову стабільність.

2. Перетворювач технологічного тиску dTRANS p20: Розроблений для промислового застосування, в тому числі для водневих систем. Має сертифікати SIL2 (до 100 бар) та ATEX.

Обидва ці пристрої ідеально підходять для контролю тиску очищеної води, що подається до електролізера.

Вимірювання провідності в електролізері

Вимірювання провідності необхідні в процесі електролізу для контролю якості води, що використовується в електролізерах. Вода з високою провідністю може спричинити надмірну корозію та пошкодження електродів, тоді як вода з низькою провідністю може знизити ефективність процесу електролізу.

У цій ролі добре зарекомендували себе такі пристрої, як:

1. Перетворювач провідності digiLINE CR ST10: Оснащений інтерфейсами зв'язку для систем автоматизації, такими як JUMO digiLINE IO-Link. Він також має вбудовану пам'ять даних і управління цифровим датчиком, що полегшує моніторинг і аналіз даних.

2. Czujnik przewodności tecLINE CR: Цей прилад забезпечує вимірювання провідності в широкому діапазоні – від дуже низьких до високих значень. Він може працювати при високих температурах, що є важливим для різних промислових застосувань, включаючи процес електролізу.

Типовим застосуванням цих пристроїв є вимірювання провідності на вході очищеної води до електролізера. Вони контролюють якість води, забезпечуючи її відповідний стан для ефективного проведення електролізу.

Вимірювання витрати газу та рідини в електролізері

Точні вимірювання витрати необхідні для контролю та регулювання кількості води, що подається до електролізера, що безпосередньо впливає на ефективність процесу електролізу. Невідповідна витрата води може призвести до недостатнього охолодження системи, що, в свою чергу, може спричинити перегрів і потенційне пошкодження електролізера. Крім того, контроль потоку дозволяє оптимізувати використання енергії, мінімізуючи втрати та підвищуючи загальну ефективність системи.

FlowTRANS US W02 — це ультразвуковий витратомір, який є чудовим прикладом пристрою, що використовується для моніторингу витрати в електролізерах. Він характеризується простотою установки, стійкістю до корозії та низьким зносом, що робить його ідеальним рішенням для водневих середовищ. Одним із типових застосувань цього витратоміра в електролізері є моніторинг витрати та температури очищеної води на вході.

Вимірювання рівня рідини в резервуарах електролізера

Точний моніторинг рівня рідини, особливо води в резервуарах, забезпечує безперервність процесу виробництва водню і має ключове значення для запобігання простою або перевантаженню системи. Неправильний рівень рідини може призвести до неефективної роботи електролізера або навіть до його пошкодження, тому контроль рівня є невід'ємною частиною робочого процесу. Моніторинг рівня води в резервуарі також дозволяє підтримувати оптимальну кількість води, необхідну для електролізу.

1. Поплавковий перемикач JUMO NESOS R0x LS: Це пристрій, призначений для контролю рівня надчистої води та охолоджуючих рідин. Він характеризується невеликими розмірами, що забезпечує легкість монтажу. Можливість зовнішнього монтажу з підключенням G3/4 робить його дуже практичним у використанні.

2. Ємнісний сигналізатор граничного рівня ZELOS C01 LS: Його надійна та міцна промислова конструкція разом з інтерфейсом IO-Link роблять його ідеальним рішенням для застосування в електролізерах.

Вимірювання вологості в електролізерах

Вимірювання вологості відіграє важливу роль у процесі електролізу, особливо в контексті контролю якості виробленого водню та захисту компонентів системи. Висока вологість у вихідних газах, таких як водень, може впливати на чистоту кінцевого продукту, а також на ефективність і безпеку процесу. Надмірна вологість також може призвести до корозії та інших пошкоджень компонентів системи електролізу. У цій ролі можуть бути використані наші спеціалізовані датчики вологості та температури.

Управління електролізерами – тиристорні регулятори потужності та модульні контролери

Ефективне управління в електролізі, яке має ключове значення для стабільності та продуктивності процесу, базується на регулюванні потужності. Для цього використовуються тиристорні регулятори потужності та модульні контролери, які забезпечують точне регулювання електроенергії. Тиристорні регулятори потужності, такі як TYA s202, забезпечують точний контроль і просту конфігурацію, а модульні контролери, такі як meroTRON, дозволяють керувати складними параметрами процесу. Їх застосування в електролізерах, зокрема для контролю температури та оптимізації потоку енергії, значно впливає на якість виробленого водню та довговічність системи.

Про автора

Мене звуть Евеліна Шміт, і я вже кілька років займаюся контент-маркетингом, поєднуючи свої професійні навички з пристрастю до написання текстів. Я переконана, що навіть найбільш технічні теми можна подати цікаво і доступно для всіх. Поза роботою я реалізую свої творчі здібності, створюючи колажі з газетних вирізок. Вільний час люблю проводити активно, вигулюючи собаку або займаючись бігом.

Коментарі

Ми закликаємо вас залишати коментарі через форму нижче. Вони будуть опубліковані онлайн після затвердження в межах нашого процесу перевірки.