NL2024917B1 - AC to DC converter for electrolysis - Google Patents
AC to DC converter for electrolysis Download PDFInfo
- Publication number
- NL2024917B1 NL2024917B1 NL2024917A NL2024917A NL2024917B1 NL 2024917 B1 NL2024917 B1 NL 2024917B1 NL 2024917 A NL2024917 A NL 2024917A NL 2024917 A NL2024917 A NL 2024917A NL 2024917 B1 NL2024917 B1 NL 2024917B1
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- control unit
- converter
- electrolysis
- output voltage
- turbine generator
- Prior art date
Links
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 97
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 36
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 abstract description 18
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 abstract description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 12
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 12
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 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
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 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
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-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
- 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
- 150000002431 hydrogen Chemical class 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
- C25B15/02—Process control or regulation
- C25B15/023—Measuring, analysing or testing during electrolytic production
- C25B15/025—Measuring, analysing or testing during electrolytic production of electrolyte parameters
- C25B15/027—Temperature
-
- 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
-
- 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
- C25B15/02—Process control or regulation
- C25B15/023—Measuring, analysing or testing during electrolytic production
-
- 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
- C25B15/02—Process control or regulation
- C25B15/023—Measuring, analysing or testing during electrolytic production
- C25B15/025—Measuring, analysing or testing during electrolytic production of electrolyte parameters
- C25B15/033—Conductivity
-
- 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)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Claims (13)
1. Wisselstroom AC naar gelijkstroom DC conversiecircuit voor een turbine generator, omvattende: een actieve AC/DC omzetter met een bestuurbaar wtgangsspanningsniveau 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 besturingseenheid ingericht om: - gegevens te ontvangen gerelateerd aan ten minste een van een staat van het elektrolysesysteem en de turbine generator; en - de uitgangsspanning aan te passen op basis van de ontvangen gegevens.
2. AC naar DC conversiecircuit volgens conclusie 1, verder omvattende: - een oscillator voor genereren van een wisselstroomhulpsignaal waarvan de frequentie wordt bestuur door de besturingseenheid; en - een sommatiecircuit om het wisselspanningssignaal op te tellen bij de uitgang van de actieve AC/DC omzetter; 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.
3. AC naar DC conversiecircuit volgens conclusie 2, waarbij de besturingseenheid is ingericht om: - te bepalen of de impedantie van het elektrolysesysteem een inductief 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.
4. AC naar DC conversiecircuit volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de besturingseenheid is ingericht om gegevens met betrekking tot gasdruk in het elektrolysesysteem te ontvangen en om de uitgangsspanning te verhogen als de gasdruk toeneemt in verloop van tijd en om de uitgangsspanning te verlagen als de gasdruk afneemt in verloop van tijd.
5. AC naar DC conversiecircuit volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de besturingseenheid is ingericht om gegeven te verkrijgen met betrekking tot interne impedantie van het elektrolysesysteem en de besturingseenheid is ingericht om de uitgangsspanning te verhogen als de interne impedantie van het elektrolysesysteem toeneemt.
6, AC naar DC conversiecircuit volgens conclusie 3, waarbij de besturingseenheid is ingericht om: - operationele leeftijd van het elektrolysesysteem te verkrijgen; - gegevens te verkrijgen met betrekking tot een relatie tussen interne impedantie van het elektrolyse systeem; en - de interne impedantie van het elektrolysesysteem te bepalen op basis van de ontvangen gegevens.
7. AC naar DC conversiecircuit volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de besturingseenheid is ingericht om gegevens te verkrijgen met betrekking tot interne temperatuur van het elektrolysesysteem en de besturingseenheid is ingericht om de uitgangsspanning te verhogen als de interne temperatuur van het elektrolysesysteem toeneemt.
8. AC naar DC conversiecircuit volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de besturingseenheid is ingericht om gegevens te verkrijgen met betrekking tot het koppel op een aandrijfas van de turbine generator en de besturingseenheid is ingericht om de uitgangsspanning te verhogen als het koppel toeneemt.
9. 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.
10. 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 uitgangswisselstroomvermogen aan het externe netwerk.
11. 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 utgang van de turbine generator.
12. Vermogensvoorzieningssysteem volgens conclusie 11, verder omvattende een elektrolysesysteem voor elektrolyse van water elektrische gekoppeld aan de uitgang van de actieve AC DC omzetter.
13. Vermogensvoorzieningssysteem volgens conclusie 12, 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 |
|---|---|---|---|
| NL2024917A NL2024917B1 (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 |
|---|---|---|---|
| NL2024917A NL2024917B1 (en) | 2020-02-14 | 2020-02-14 | AC to DC converter for electrolysis |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL2024917B1 true NL2024917B1 (en) | 2021-09-15 |
Family
ID=70005679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL2024917A NL2024917B1 (en) | 2020-02-14 | 2020-02-14 | AC to DC converter for electrolysis |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| NL (1) | NL2024917B1 (nl) |
-
2020
- 2020-02-14 NL NL2024917A patent/NL2024917B1/en active
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 * |
| DE BATTISTA H ET AL: "Power conditioning for a wind-hydrogen energy system", JOURNAL OF POWER SOURCES, ELSEVIER SA, CH, vol. 155, no. 2, 21 April 2006 (2006-04-21), pages 478 - 486, XP027937651, ISSN: 0378-7753, [retrieved on 20060421] * |
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 | |
| Ahmed et al. | Development of an efficient utility interactive combined wind/photovoltaic/fuel cell power system with MPPT and DC bus voltage regulation | |
| 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 | |
| AU2005327536B2 (en) | Vanadium redox battery energy storage and power generation system incorporating and optimizing diesel engine generators | |
| US7265456B2 (en) | Power generation system incorporating a vanadium redox battery and a direct current wind turbine generator | |
| US12027990B2 (en) | AC to DC converter for electrolysis | |
| Gyawali et al. | Integrating fuel cell/electrolyzer/ultracapacitor system into a stand-alone microhydro plant | |
| EP2774014A1 (en) | System and method for power conversion for renewable energy sources | |
| Xiong et al. | A multimode self-optimization electrolysis converting strategy for improving efficiency of alkaline water electrolyzers | |
| Oussama et al. | Intelligent energy management strategy for multi-sources isolated DC-Microgrid | |
| Eskander et al. | Energy flow and management of a hybrid wind/PV/fuel cell generation system | |
| Aziz et al. | Coordinated control strategy for hybrid multi-PEMFC/BESS in a shipboard power system | |
| NL2024917B1 (en) | AC to DC converter for electrolysis | |
| CN114678568B (zh) | 一种质子交换膜燃料电池建模的方法 | |
| NL2024916B1 (en) | AC to DC converter for electrolysis | |
| Jayalakshmi | Study of hybrid photovoltaic/fuel cell system for stand-alone applications | |
| Abdalfatah et al. | Hybrid Wind/FC System Design and Simulation | |
| Taresh et al. | A Novel Fuzzy-Logic UV Controlled Utility-Grid Integrated Solar-PV Based Water-Pumping System | |
| Reddy et al. | Hybrid DC-DC Converter with Artificial Intelligence based MPPT Algorithm for FC-EV | |
| DK202370362A1 (en) | Wind turbine | |
| Kirubakaran et al. | A two-stage power electronic interface for fuel cell-based power supply system | |
| ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ | APPLICATION OF A SQUIRREL-CAGE ASYNCHRONOUS GENERATOR IN WIND POWER TURBINES FOR AUTONOMOUS POWER SUPPLY TO CONSUMERS IN JIZZAKH REGION | |
| Thakur et al. | Design and stability analysis of DC microgrid connected with renewable energy sources | |
| Sagar et al. | Introducing a New Leg-Integrated Switched Capacitor Inverter Structure for Three-Phase Induction Motor Operations | |
| 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 |