NL2024916B1 - AC to DC converter for electrolysis - Google Patents
AC to DC converter for electrolysis Download PDFInfo
- Publication number
- NL2024916B1 NL2024916B1 NL2024916A NL2024916A NL2024916B1 NL 2024916 B1 NL2024916 B1 NL 2024916B1 NL 2024916 A NL2024916 A NL 2024916A NL 2024916 A NL2024916 A NL 2024916A NL 2024916 B1 NL2024916 B1 NL 2024916B1
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- converter
- electrolysis
- control unit
- alternating current
- conversion circuit
- Prior art date
Links
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 90
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 38
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 16
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 11
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 11
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B15/00—Operating or servicing cells
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/02—Hydrogen or oxygen
- C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/14—Arrangements for reducing ripples from DC input or output
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
- H02M7/02—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal
- H02M7/04—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/12—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/21—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/217—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M7/219—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a bridge configuration
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P2101/00—Special adaptation of control arrangements for generators
- H02P2101/15—Special adaptation of control arrangements for generators for wind-driven turbines
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
-
- 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
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Claims (15)
1. Wisselstroom AC naar gelijkstroom DC conversiecircuit voor een turbine generator, omvattende: - een actieve AC/DC omzetter met een bestuurbaar uitgangsspanningsniveau met een ingang voor ontvangen van wisselstroom elektrisch vermogen van een turbine generator en een uitgang voor leveren van gelijkstroom elektrisch vermogen aan een elektrolysesysteem voor elektrolyse van water; - een oscillator voor genereren van een wisselstroomhulpsignaal; en - een sommatiecircuit voor optellen van het wisselstroomsignaal bij de uitvoer van de actieve AC/DC omzetter.
2. AC naar DC conversiecircuit volgens conclusie 1, verder omvattende een besturingseenheid ingericht om de oscillator te besturen om een frequentie van het wisselstroomhulpsignaal aan te passen.
3. AC naar DC conversiecircuit volgens conclusie 2, waarbij de besturingseenheid is ingericht om de impedantie van het elektrolysesysteem te bepalen en de oscillatorfrequentie te besturen als een functie van de bepaalde impedantie.
4. AC naar DC conversiecircuit volgens conclusie 3, waarbij de besturingseenheid is ingericht om de frequentie van de oscillator te besturen op een frequentie waarbij een minimale reactieve impedantie wordt bepaald.
5. AC naar DC conversiecircuit volgens conclusie 4, waarbij de besturingseenheid is ingericht om: - te bepalen of de impedantie van het elektrolysesysteem een inductief karakter of een capacitief karakter heeft;
- de oscillator te besturen om de frequentie van het wisselstroomhulpsignaal te verlagen als de impedantie een inductief karakter heeft; en - de oscillator te besturen om de frequentie van het wisselstroomhulpsignaal te verhogen als de impedantie een capacitief karakter heeft.
6. AC naar DC conversiecircuit volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de spanningsamplitude van het wisselstroomhulpsignaal tussen 1% en 20% van de uitgangsspanning van de actieve AC/DC omzetter IS.
7. AC naar DC conversiecircuit volgens conclusie 6 voor zover afhankelijk van conclusie 2, waarbij de besturingseenheid is ingericht om de spanningsamplitude van het wisselstroomhulpsignaal te besturen.
8. AC naar DC conversiecircuit volgens conclusie 7, waarbij de besturingseenheid 1s ingericht om de spanningsamplitude van het wisselstroomhulpsignaal te besturen als een functie van de uitgangsspanning van de actieve AC/DC omzetter.
9. AC naar DC conversiecircuit volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de besturingseenheid is ingericht om gegevens te verkrijgen met betrekking tot de mterne impedantie van het elektrolysesysteem en de besturingseenheid is ingericht om de uitgangsspanning van de actieve AC/DC omzetter te verhogen als de interne impedantie van het elektrolysesysteem toeneemt.
10. AC naar DC conversiecircuit volgens conclusie 3, waarbij de besturingseenheid is ingericht om: - een operationele leeftijd van het elektrolysesysteem te verkrijgen;
- gegevens met betrekking tot een relatie tussen interne impedantie van het elektrolysesysteem te verkrijgen; en - de interne impedantie van het elektrolysesysteem te bepalen op basis van de ontvangen gegevens.
11. AC naar DC conversiecircuit volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de besturingseenheid is ingericht om een referentiespanning te verkrijgen en de besturingseenheid is ingericht om de uitgangsspanning te besturen op basis van de referentiespanning.
12. AC naar DC conversiecircuit volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de actieve AC naar DC omzetter omvat: - een AC naar DC omzetter subsysteem voor omzetten van het wisselstroom elektrische vermogen van de turbine generator om te zetten naar een intern gelijkstroom elektrisch vermogen; - een DC naar DC omzetter met een bestuurbaar uitgangsspanningsniveau bestuurbaar door de besturingseenheid; en - een DC naar AC omzetter ingericht om het interne gelijkstroom elektrisch vermogen om te zetten naar een uitgangswisselstroomvermogen op een niveau, fase en frequentie passend bij een extern netwerk voor leveren van utgangswisselstroomvermogen aan het externe netwerk.
13. Vermogensvoorzieningssysteem omvattende: - een turbine generator; en - een wisselstroom AC naar gelijkstroom conversiecircuit volgens een van de voorgaande conclusies waarvan de ingang elektrisch gekoppeld is aan een elektrische uitgang van de turbine generator.
14. Vermogensvoorzieningssysteem volgens conclusie 13, verder omvattende een elektrolysesysteem voor elektrolyse van water elektrische gekoppeld aan de uitgang van de actieve AC DC omzetter.
15. Vermogensvoorzieningssysteem volgens conclusie 13 of 14, waarbij het elektrolysesysteem ten minste een elektrolysecel omvat en ten minste een van:
- Een temperatuursensor voor voelen van een interne temperatuur van de elektrolysecel; en
- Een druksensor voor voelen van een druk van ten minste een gas in de elektrolysecel;
Waarbij de ten minste een van de temperatuursensor en de druksensor is gekoppeld aan de besturingseenheid.
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL2024916A NL2024916B1 (en) | 2020-02-14 | 2020-02-14 | AC to DC converter for electrolysis |
| US17/799,423 US12027990B2 (en) | 2020-02-14 | 2021-02-12 | AC to DC converter for electrolysis |
| PCT/NL2021/050095 WO2021162553A1 (en) | 2020-02-14 | 2021-02-12 | Ac to dc converter for electrolysis |
| KR1020227031527A KR102893513B1 (ko) | 2020-02-14 | 2021-02-12 | 전기분해용 ac-dc 변환기 |
| EP21705640.7A EP4103764A1 (en) | 2020-02-14 | 2021-02-12 | Ac to dc converter for electrolysis |
| AU2021220109A AU2021220109A1 (en) | 2020-02-14 | 2021-02-12 | AC to DC converter for electrolysis |
| CL2022002190A CL2022002190A1 (es) | 2020-02-14 | 2022-08-12 | Convertidor de ca a cc para electrólisis |
| ZA2022/09058A ZA202209058B (en) | 2020-02-14 | 2022-08-12 | Ac to dc converter for electrolysis |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL2024916A NL2024916B1 (en) | 2020-02-14 | 2020-02-14 | AC to DC converter for electrolysis |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL2024916B1 true NL2024916B1 (en) | 2021-09-15 |
Family
ID=70005678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL2024916A NL2024916B1 (en) | 2020-02-14 | 2020-02-14 | AC to DC converter for electrolysis |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| NL (1) | NL2024916B1 (nl) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015135073A1 (en) * | 2014-03-14 | 2015-09-17 | Queen's University At Kingston | Primary side controlled led driver with ripple cancellation |
-
2020
- 2020-02-14 NL NL2024916A patent/NL2024916B1/en active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015135073A1 (en) * | 2014-03-14 | 2015-09-17 | Queen's University At Kingston | Primary side controlled led driver with ripple cancellation |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| BINTZ STEFFEN ET AL: "Load Emulation for Electrolysis Rectifiers", 2019 IEEE 13TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON POWER ELECTRONICS AND DRIVE SYSTEMS (PEDS), IEEE, 9 July 2019 (2019-07-09), pages 1 - 7, XP033719305, DOI: 10.1109/PEDS44367.2019.8998887 * |
| BINTZ STEFFEN ET AL: "Parallel-Serial-Rectifier for Power-to-Hydrogen Applications", 2019 21ST EUROPEAN CONFERENCE ON POWER ELECTRONICS AND APPLICATIONS (EPE '19 ECCE EUROPE), EPE ASSOCIATION, 3 September 2019 (2019-09-03), XP033665765, DOI: 10.23919/EPE.2019.8915526 * |
| TOROK LAJOS ET AL: "Modeling and Control of Three-Phase Grid-Connected Power Supply With a Small DC-Link Capacitor for Electrolyzers", IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS, IEEE SERVICE CENTER, PISCATAWAY, NJ, US, vol. 53, no. 5, 1 September 2017 (2017-09-01), pages 4634 - 4643, XP011660994, ISSN: 0093-9994, [retrieved on 20170921], DOI: 10.1109/TIA.2017.2698372 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Onar et al. | Dynamic modeling, design and simulation of a wind/fuel cell/ultra-capacitor-based hybrid power generation system | |
| JP4087701B2 (ja) | 孤立したネットワークおよび孤立したネットワークの運転法 | |
| US8958218B2 (en) | System and method for power conversion for renewable energy sources | |
| KR100669006B1 (ko) | 섬 네트워크 및 섬 네트워크를 운영하는 방법 | |
| US12027990B2 (en) | AC to DC converter for electrolysis | |
| WO2022152651A1 (en) | Power converter systems for electrolysis stacks | |
| WO2007080429A2 (en) | Power conditioning unit | |
| JP4951403B2 (ja) | 風力発電制御システム及びその制御方法 | |
| Gundala et al. | Enhancing the solar water pumping efficiency through Beta MPPT method-controlled drive | |
| Eskander et al. | Energy flow and management of a hybrid wind/PV/fuel cell generation system | |
| NL2024916B1 (en) | AC to DC converter for electrolysis | |
| NL2024917B1 (en) | AC to DC converter for electrolysis | |
| Rezkallah et al. | Real-time hardware testing, control and performance analysis of hybrid cost-effective wind-PV-diesel standalone power generation system | |
| Azzeddine | Fuel cell grid connected system with active power generation and reactive power compensation features | |
| Bhati et al. | All-electric marine power system along with the propulsion regeneration control | |
| JP2024530582A (ja) | 電解電力変換のための装置及び方法 | |
| Nisha | Non Inverting Buck-Boost Converter with PV fed BLDC Drive for Irrigation | |
| Roy et al. | An improvized fuel cell system for stand-alone mode application | |
| Taresh et al. | A Novel Fuzzy-Logic UV Controlled Utility-Grid Integrated Solar-PV Based Water-Pumping System | |
| dos Santos Neto et al. | DC microgrid with wind energy conversion system based on switched reluctance generator operating in grid connected mode | |
| ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ | APPLICATION OF A SQUIRREL-CAGE ASYNCHRONOUS GENERATOR IN WIND POWER TURBINES FOR AUTONOMOUS POWER SUPPLY TO CONSUMERS IN JIZZAKH REGION | |
| Sagar et al. | Introducing a New Leg-Integrated Switched Capacitor Inverter Structure for Three-Phase Induction Motor Operations | |
| Choubey et al. | Deep Neural Network MPPT-based PV Water Pumping With PMSM Drive | |
| Reddy et al. | Hybrid DC-DC Converter with Artificial Intelligence based MPPT Algorithm for FC-EV | |
| CN121000047A (zh) | 风电制氢系统及其控制方法、终端设备、存储介质 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HC | Change of name(s) of proprietor(s) |
Owner name: HYGRO TECHNOLOGY B.V.; NL Free format text: DETAILS ASSIGNMENT: CHANGE OF OWNER(S), CHANGE OF OWNER(S) NAME; FORMER OWNER NAME: HYGRO TECHNOLOGY BV Effective date: 20220822 |