En el contexto del objetivo de «pico de carbono y neutralidad de carbono», la importancia estratégica de la energía del hidrógeno se ha vuelto cada vez más prominente a nivel nacional.
Al combinar la tecnología de electrólisis del agua con la generación de energía renovable, podemos almacenar el exceso de energía eléctrica en forma de hidrógeno en forma de energía química, estabilizando las fluctuaciones en la energía renovable, aumentando la capacidad de las redes eléctricas para integrar la electricidad generada a partir de fuentes de energía renovable y promoviendo el desarrollo de energía limpia.
La tecnología de electrólisis de membrana de intercambio de protones (PEM) del agua tiene ventajas como bajo consumo de corriente continua CC), alta densidad de corriente, tamaño reducido del electrolizador, alta presión de operación y operación a presión diferencial, y amplio rango de ajuste de potencia. Se adapta bien a la energía eólica y fotovoltaica con grandes fluctuaciones y ha experimentado un rápido desarrollo en los últimos años.
La eficiencia operativa de un sistema de producción de hidrógeno está directamente relacionada con el rendimiento del electrolizador. Según los «Métodos de prueba para el estado estable y dinámico y la calidad de la energía del sistema de electrólisis de baja temperatura del agua para la producción de hidrógeno», el plan de prueba para el sistema de producción de hidrógeno abarca tanto el rendimiento en estado estacionario como el transitorio.
Las pruebas de rendimiento en estado estacionario incluyen pruebas de producción de hidrógeno, pruebas de consumo de energía y pruebas de eficiencia. Por otro lado, las pruebas de rendimiento transitorio cubren pruebas de arranque, pruebas de apagado, pruebas de espera térmica, pruebas de rango de ajuste, pruebas de respuesta transitoria, etc.
Para las pruebas de rendimiento de electrolizadores PEM, el Centro Común de Investigación (JRC) de la Comisión Europea ha propuesto procedimientos de prueba correspondientes, que incluyen la prueba de la curva de polarización, prueba electroquímica, prueba de sensibilidad, prueba de durabilidad, análisis de consistencia celular y monitoreo en línea de la concentración de hidrógeno en oxígeno y la concentración de oxígeno en hidrógeno, entre otros.
Tomando la prueba de la curva de polarización como ejemplo, a temperatura constante del electrolizador y presión de aire constante, las variaciones en un paso específico en la corriente de suministro inducen cambios correspondientes en el voltaje del electrolizador, y la curva I-V resultante demuestra el rendimiento del electrolizador.
El banco de pruebas de electrolizador PEM de Kewell está diseñado con referencia a las normas de la industria mencionadas anteriormente, asegurando pruebas precisas y confiables.
Apariencia del producto La serie HETS-PWE-S tiene como objetivo proporcionar una plataforma de prueba precisa, confiable y conveniente para la producción de hidrógeno basada en electrolizadores PEM. Está disponible en tres tipos principales: tipo de escritorio (para celda), tipo de banco y tipo de contenedor.
El sistema de prueba consta de unidades de separación de gas-agua, unidades de monitoreo de concentración de gas, módulos de enfriamiento y secado de gas, módulo de gestión hidrotérmica, módulo de control de enlace de presión, unidad de medición y control, módulo de protección de seguridad, etc. A través del monitoreo y procesamiento de datos en línea, se analizan el rendimiento, la vida útil, la confiabilidad y la seguridad del electrolizador PEM bajo prueba. Esta configuración integral es ideal para la investigación y desarrollo, verificación y pruebas de EOL de electrolizadores PEM. Las figuras a continuación muestran los datos de prueba de rendimiento del banco de pruebas de electrolizador de 500 W.
Prueba de durabilidad de la curva de polarización + voltaje
Control de temperatura de la durabilidad del electrolizador Ofrece capacidades de prueba electroquímica de alta precisión y repetibilidad. El control automático de contrapresión para hidrógeno y oxígeno garantiza la igualación de presión en cátodo y ánodo y control de presión diferencial dentro de un rango desde presión normal hasta alta presión, para mantener condiciones operativas óptimas; El sistema cuenta con varias funciones, incluida la ajuste preciso de la temperatura, presión y flujo del conducto de agua, monitoreo en línea de la conductividad para retroalimentación en tiempo real, reposición automática de agua y recuperación de electrolito para bancos de prueba de alta potencia; Ofrece una separación eficiente de gas-agua, así como la función opcional de monitoreo en línea de la concentración de hidrógeno en oxígeno y la concentración de oxígeno en hidrógeno.
Además, cuenta con purga de nitrógeno automática para una mayor seguridad y rendimiento; Ofrece capacidades destacadas de registro y análisis de datos, así como estrategias integrales de protección de seguridad a nivel de software y hardware; Ofrece características avanzadas que incluyen secuencias de comandos personalizadas, monitoreo del voltaje de la celda y adquisición y control de datos de alta precisión. Además, admite operación sin vigilancia las 24 horas del día, los 7 días de la semana, garantizando un rendimiento continuo y confiable; Exhibe control preciso sobre un amplio rango de operación de potencia del 10% al 150%;
El sistema cuenta con un diseño estéticamente agradable, con todas las interfaces totalmente funcionales y fáciles de usar. Además, su diseño modular facilita el transporte e instalación en el sitio; El sistema también admite pruebas de sistema de producción de hidrógeno de celda única de electrolizador de membrana de intercambio aniónico (AEM) mediante un banco de pruebas de escritorio. Ya hemos desarrollado una cartera de productos completa para el sistema de prueba de electrolizador, que abarca celda, multicelda, stack corto y configuraciones de megavatios. Los productos han encontrado aplicaciones generalizadas en muchas empresas y universidades, incluidas Shanghai Electric, Huadian Heavy Industries, Sungrow Hydrogen, SinoHytec, Dongyue Group, la Universidad de Ciencia y Tecnología de China .
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