BG66016B1 - Метод и устройство за производство на водород и кислород - Google Patents
Метод и устройство за производство на водород и кислород Download PDFInfo
- Publication number
- BG66016B1 BG66016B1 BG10109970A BG10997007A BG66016B1 BG 66016 B1 BG66016 B1 BG 66016B1 BG 10109970 A BG10109970 A BG 10109970A BG 10997007 A BG10997007 A BG 10997007A BG 66016 B1 BG66016 B1 BG 66016B1
- Authority
- BG
- Bulgaria
- Prior art keywords
- cells
- pem
- oxygen
- control unit
- hydrogen
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
Изобретението ще намери приложение в производството на водород и кислород посредством електролиза в децентрализирани енергийни системи, захранвани от възобновяеми източници или от електроенергийната мрежа в областта на енергетиката, транспорта и промишлеността. Методът за производство на водород и кислород включва поединично или групово, последователно, импулсно захранване на РЕМ-електролизерни клетки с честота на импулсите по-голяма от 18 Hz, a устройството включва източник на електрическа енергия (1) последователно свързан с преобразувател на електрическа енергия (2), към който е включен блок комутация (3), който е включен от една страна последователно към блока електролизерни клетки (4), а от друга страна към блока за управление (4). Блокът електролизерни клетки (4) се състои от групи РЕМ-електролизерни клетки (Ек1...Екn), като всяка група включва поне една РЕМ-електролизерна клетка. Групите са свързани от една страна към блок комутация (3), а от друга страна посредством общ извод към преобразувателя на електрическа енергия (2).
Description
Област на техниката
Изобретението се отнася до метод и устройство за производство на водород и кислород, което ще намери приложение в производството на водород и кислород посредством електролиза в децентрализирани енергийни системи, захранвани от възобновяеми източници или от електроенергийната мрежа в областта на енергетиката, транспорта и промишлеността.
Предшестващо състояние на техниката
Известен е метод за производство на водород и кислород, при който електролизерни клетки с протонообменна мембрана (РЕМ-електролизерни клетки) се захранват едновременно импулсно с честота на импулсите в областта от 1 до 17 Hz [1].
Същността на известния метод се състои в това, че импулсното захранване на РЕМ-електролизерните клетки се осъществява едновременно при честоти в диапазона от 1 до 17 Hz, което не осигурява възможност за ефективна работа на РЕМ-електролизерните клетки за производство на водород и кислород. Едновременното импулсно захранване на РЕМ-електролизерните клетки налага необходимостта от голяма инсталирана мощност, поради което системата е с големи габарити, икономически неизгодна и ограничава приложенията й до стационарни изпълнения.
Известно е устройство за производство на водород и кислород, което се състои от източник на електрическа енергия, преобразувател на електрическа енергия, свързан към комутиращ блок, който е свързан от една страна към блок за управление, и от друга - последователно свързан към блок с електролизерни клетки, в който РЕМ-електролизерните клетки са свързани последователно [2].
Известното устройство осигурява последователно свързване на РЕМ електролизерните клетки, както помежду им, така и на блок комутация, и на електрическия преобразувател, което не осигурява възможност за ефективно производство на водород и кислород в зависи мост от режима на работа на източника на електрическа енергия.
Техническа същност на изобретението
Задачата на изобретението е да се създаде метод и устройство за производство на водород и кислород, които осигуряват възможност за ефективно производство на водород и кислород в зависимост от режима на работа на източника на електрическа енергия.
Задачата е решена с метод и устройство за производство на водород и кислород.
Методът за производство на водород и кислород включва подаване на импулсно захранване към РЕМ-електролизерни клетки от генератор на електрическа енергия през преобразувател на електрическа енергия, последователно свързан към генератора, и блок за управление. В зависимост от параметрите на входната електрическа енергия, блокът за управление определя честотата на импулсно захранване, която е поголяма от 18 Hz и с която се превключват РЕМелектролизерните клетки. В зависимост от продължителността на захранващите електрически импулси и необходимостта от групиране или прегрупиране на РЕМ-електролизерните клетки, блокът за управление формира управляващ импулс с определена продължителност. Управляващият импулс се подава към блока комутация, а той свързва първата група РЕМ-електролизерни клетки с преобразувателя на електрическа енергия. Тази група РЕМ-електролизерни клетки започва генериране на водород и кислород, докато останалите групи РЕМ-електролизерни клетки не работят. След изтичане на времето на работата на първата група РЕМ-електролизерни клетки, блокът за управление формира сигнал за нейното изключване и подава сигнал към блока комутация за включване на следващата по ред група РЕМ-електролизерни клетки, която след свързване с преобразувателя на електрическа енергия започва генериране на водород и кислород. По този начин процесът продължава, докато се обходят всички η на брой РЕМ-електролизерни клетки, след което стартира отново.
Устройството за производство на водород и кислород се състои от източник на електрическа енергия, към който последователно е свързан преобразувател на електрическа енергия с
66016 Bl включен към него блок комутация. Блокът комутация е включен от една страна последователно към блок електролизерни клетки, а от друга страна - към блок за управление. Самият блок електролизерни клетки се състои от групи РЕМелектролизерни клетки, а всяка група включва поне една РЕМ-електролизерна клетка. Групите са свързани от една страна към блок комутация, а от друга страна, посредством общ извод към преобразователя на електрическа енергия.
Предимството на метода и устройството за производство на водород и кислород е, че РЕМ електролизерните клетки са свързани от една страна поотделно към комутиращ блок, а от друга с общ край към преобразователя и се захранват импулсно, с честота на импулсите по-голяма от 18 Hz, поединично или групово, което осигурява възможност за ефективно производство на водород и кислород в зависимост от измененията на електрическата енергия, генерирана от източник на електрическа енергия.
Пояснение на приложената фигура
Фигура 1 представлява блокова електрическа схема на устройство за производство на водород и кислород.
Пример за изпълнение на изобретението
Съгласно примерно изпълнение (фиг. 1) методът за производство на водород и кислород включва подаване на импулсно захранване към РЕМ-електролизерни клетки от генератор на електрическа енергия 1 през последователно свързан към него преобразувател на електрическа енергия 2 и блок за управление 5. В зависимост от параметрите на входната електрическа енергия, блокът за управление 5 определя честота на импулсно захранване по-голяма от 18 Hz, с която се превключват РЕМ-електролизерните клетки. В зависимост от продължителността на захранващите електрически импулси и необходимостта от групиране или прегрупиране на РЕМелектролизерните клетки, блокът за управление 5 формира управляващ импулс с определена продължителност и го подава към блока комутация 3. Той свързва първата група РЕМ-електролизерни клетки (EkJ с преобразувателя на електрическа енергия 2, при което първата гру па РЕМ-електролизерни клетки (EkJ започва генериране на водород и кислород, докато останалите групи РЕМ-електролизерни клетки (Ек2...Екп) не работят. След изтичане на времето на работата на първата група РЕМ-електролизерни клетки (Ек,), блокът за управление 5 формира сигнал за нейното изключване и подава сигнал към блока комутация 3 за включване на следващата по ред група РЕМ-електролизерни клетки (Ек2...Екп). При свързването на тази група с преобразувателя на електрическа енергия 2 започва генериране на водород и кислород, като процесът продължава, докато се обходят всички η на брой РЕМ-електролизерни клетки. След това процесът стартира отново.
Съгласно примерно изпълнение устройство за производство на водород и кислород (фиг. 1) се състои от източник на електрическа енергия 1, електрически преобразувател 2, последователно свързан към блок комутация 3, а той съответно с блок електролизерни клетки 4, състоящ се от η на брой РЕМ-електролизерни клетки. Броят на електролизерните клетки в блока електролизерни клетки 4 е неограничен и се съобразява с конкретното приложение на устройството за производство на водород и кислород. Блокът за управление 5 е свързан от една страна с електрическия преобразувател, а от друга - с блок комутация. Блокът за управление има електрическа връзка със сензори, отчитащи параметрите на входната постояннотокова електрическа енергия и параметрите на импулсната електрическа енергия, подавана към РЕМ-електролизерните клетки.
Източникът на електрическа енергия е възобновяем източник на енергия, но може да бъде и всеки генератор или акумулатор на електрическа енергия. Електрическият преобразувател е DC/DC или AC/DC като в зависимост от използвания източник на електрическа енергия е с възможност за електронен контрол на изходното напрежение и ток.
Комутиращият блок 3 се състои от η на брой електронни ключове, които могат да бъдат транзистори или други полупроводникови елементи.
Устройството за производство на водород и кислород съгласно изобретението действа по следния начин.
В зависимост от параметрите на електри3
66016 Bl ческата енергия на изхода на преобразувателя, отчитани посредством сензори, чиито връзки не са показани на фигурата, блокът за управление определя честотата, с която се превключват отделните групи електролизерни клетки, необходимостта от комбинирането им в подгрупи и комбинацията за подгрупирането и формира управляващ импулс с определена продължителност към блок комутация, който свързва първата група РЕМ-електролизерни клекти (ЕК]) с преобразувателя на електрическа енергия. Електрическата енергия от преобразувателя се подава към първата група електролизерни клекти (ЕК]), която започва генерирането на водород и кислород, докато всички останали групи електролизерни клетки не работят. След изтичане на времето за работа на първата група електролизерни клетки, блокът за управление формира сигнал за нейното изключване и подава импулс към блок комутация за включване на следващата по ред група електролизерни клетки. Свързаната група електролизерни клетки с преобразувателя на електрическа енергия започва генерирането на водород и кислород. Процесът продължава, докато се обходят всички, η на брой, групи електролизерни клетки, и започва отначало.
Блокът за управление непрекъснато следи за параметрите на електрическата енергия на изхода на преобразувателя и обновява честотата на превключване на отделните групи електролизерни клетки, необходимостта от комбинирането им в подгрупи, комбинацията за подгрупирането и продължителността на подавания импулс към блок комутация.
Claims (2)
1. Метод за производство на водород и кислород, включващ подаване на импулсно захранване към РЕМ-електролизерни клетки от генератор на електрическа енергия (1) през последователно свързан към него преобразувател на електрическа енергия (2) и блок за управление (5), характеризиращ се с това, че в зависимост от параметрите на входната електрическа енергия блокът за управление (5) определя честота на импулсно захранване по-голяма от 18 Hz, с която се превключват РЕМ-електролизерните клетки и в зависимост от продължителността на захранващите електрически импулси и необхо димостта от групиране или прегрупиране на РЕМелектролизерните клетки, блокът за управление (5) формира управляващ импулс с определена продължителност, който подава към блок комутация (3), а той свързва първата група РЕМ-електролизерни клетки (ЕК]) с преобразувателя на електрическа енергия (2), при което първата група РЕМ-електролизерни клетки (EKj) започва генериране на водород и кислород, докато останалите групи РЕМ-електролизерни клетки (EKj.-.EkJ не работят, като след изтичане на времето на работата на първата група РЕМ-електролизерни клетки (ЕК]) блокът за управление (5) формира сигнал за нейното изключване и подава сигнал към блока комутация (3) за включване на следващата по ред група РЕМ-електролизерни клетки (EKj-.EkJ, която след свързване с преобразувателя на електрическа енергия (2) започва генериране на водород и кислород, при което процесът продължава докато се обходят всички η на брой РЕМ-електролизерни клетки, след което стартира отново.
2. Устройство за производство на водород и кислород, включващо източник на електрическа енергия (1), последователно свързан с преобразувател на електрическа енергия (2), към който е включен блок комутация (3), който е включен от една страна последователно към блока електролизерни клетки (4), а от друга страна към блока за управление (4), характеризиращо се с това, че блокът електролизерни клетки (4) се състои от групи РЕМ-електролизерни клетки (Ек ...ЕкД като всяка група включва поне една РЕМ-електролизерна клетка, при което групите са свързани от една страна към блок комутация (3), а от друга страна посредством общ извод към преобразувателя на електрическа енергия (2).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BG10109970A BG66016B1 (bg) | 2007-10-02 | 2007-10-02 | Метод и устройство за производство на водород и кислород |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BG10109970A BG66016B1 (bg) | 2007-10-02 | 2007-10-02 | Метод и устройство за производство на водород и кислород |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BG109970A BG109970A (bg) | 2009-04-30 |
| BG66016B1 true BG66016B1 (bg) | 2010-10-29 |
Family
ID=40809971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BG10109970A BG66016B1 (bg) | 2007-10-02 | 2007-10-02 | Метод и устройство за производство на водород и кислород |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| BG (1) | BG66016B1 (bg) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012158062A1 (ru) * | 2011-05-13 | 2012-11-22 | Itkin German Evseevich | Способ проведения электролиза и устройство для его осуществления |
| WO2013095194A1 (ru) * | 2011-12-23 | 2013-06-27 | Itkin German Evseevich | Энергосберегающий способ проведения электролиза |
-
2007
- 2007-10-02 BG BG10109970A patent/BG66016B1/bg unknown
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012158062A1 (ru) * | 2011-05-13 | 2012-11-22 | Itkin German Evseevich | Способ проведения электролиза и устройство для его осуществления |
| RU2475569C2 (ru) * | 2011-05-13 | 2013-02-20 | Герман Евсеевич Иткин | Способ проведения электролиза и устройство для его осуществления |
| WO2013095194A1 (ru) * | 2011-12-23 | 2013-06-27 | Itkin German Evseevich | Энергосберегающий способ проведения электролиза |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BG109970A (bg) | 2009-04-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113629757B (zh) | 一种储能装置、储能装置控制方法以及光伏系统 | |
| JP6058205B2 (ja) | 電気分解スタックおよび電気分解装置 | |
| CN105164909B (zh) | Dc-ac转换方法 | |
| WO2007142693A3 (en) | Optimizing photovoltaic-electrolyzer efficiency | |
| CA2257302A1 (en) | Method and apparatus for commencing operation of a fuel cell electric power generation system below the freezing temperature of water | |
| CN103806014A (zh) | 一种质子交换膜水电解装置 | |
| AU2022201235A1 (en) | Electrolytic cell in the form of a capacitor of cylindrical plates | |
| CN113235121B (zh) | 一种混合式多槽制氢系统及其控制方法 | |
| TW200505084A (en) | Chemoelectric generating | |
| CN112736270A (zh) | 一种质子传导soec和氧离子传导sofc联合装置 | |
| US9509030B2 (en) | Power management system for a microbial fuel cell and microbial electrolysis cell coupled system | |
| CN202906774U (zh) | 一种辅助电源电路可自动断电的大功率光伏逆变器 | |
| KR20220066270A (ko) | 전기화학 공정을 위한 시스템 및 방법 | |
| BG66016B1 (bg) | Метод и устройство за производство на водород и кислород | |
| KR100802748B1 (ko) | 연료전지 활성화를 위한 수소 및 산소 공급장치 | |
| CN115595602A (zh) | 水电解制氢系统及其供电控制方法 | |
| CN115441517A (zh) | 新型数据中心供配电系统及其控制方法 | |
| WO2003021700A1 (en) | Power generating element using volcanic ash and its controller | |
| US10106901B2 (en) | Scalable energy demand system for the production of hydrogen | |
| CN113422383A (zh) | 一种水电站过剩电能处理系统及方法 | |
| CN108988377B (zh) | 一种新能源环保工程系统 | |
| CN205356181U (zh) | 用于光伏发电系统和电能回馈的逆变器 | |
| CN212969154U (zh) | 一种用于柴油发电机组的小电源系统 | |
| CN218940965U (zh) | 一种新型的七电平逆变器 | |
| CN214154097U (zh) | 提锂脱嵌槽用分布式供电电源系统 |