NL2024917B1 - AC to DC converter for electrolysis - Google Patents

AC to DC converter for electrolysis Download PDF

Info

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
Application number
NL2024917A
Other languages
English (en)
Inventor
Hubertus Guliëlma Hendricus Groenemans Johannes
Eduard Cornelis Damen Michiel
Original Assignee
Hygro Tech Bv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hygro Tech Bv filed Critical Hygro Tech Bv
Priority to NL2024917A priority Critical patent/NL2024917B1/en
Priority to PCT/NL2021/050095 priority patent/WO2021162553A1/en
Priority to AU2021220109A priority patent/AU2021220109A1/en
Priority to EP21705640.7A priority patent/EP4103764A1/en
Priority to US17/799,423 priority patent/US20230140438A1/en
Priority to KR1020227031527A priority patent/KR20220153018A/ko
Application granted granted Critical
Publication of NL2024917B1 publication Critical patent/NL2024917B1/en
Priority to CL2022002190A priority patent/CL2022002190A1/es

Links

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)

Conclusies
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.
NL2024917A 2020-02-14 2020-02-14 AC to DC converter for electrolysis NL2024917B1 (en)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2024917A NL2024917B1 (en) 2020-02-14 2020-02-14 AC to DC converter for electrolysis
PCT/NL2021/050095 WO2021162553A1 (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
EP21705640.7A EP4103764A1 (en) 2020-02-14 2021-02-12 Ac to dc converter for electrolysis
US17/799,423 US20230140438A1 (en) 2020-02-14 2021-02-12 Ac to dc converter for electrolysis
KR1020227031527A KR20220153018A (ko) 2020-02-14 2021-02-12 전기분해용 ac-dc 변환기
CL2022002190A CL2022002190A1 (es) 2020-02-14 2022-08-12 Convertidor de ca a cc para electrólisis

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)

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
US20230140438A1 (en) Ac to dc converter for electrolysis
Tamalouzt et al. Performances analysis of WT-DFIG with PV and fuel cell hybrid power sources system associated with hydrogen storage hybrid energy system
Ahmed et al. Development of an efficient utility interactive combined wind/photovoltaic/fuel cell power system with MPPT and DC bus voltage regulation
Thanaa et al. Energy flow and management of a hybrid wind/PV/fuel cell 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
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
Gyawali et al. Integrating fuel cell/electrolyzer/ultracapacitor system into a stand-alone microhydro plant
KR20040097138A (ko) 섬 네트워크 및 섬 네트워크를 운영하는 방법
US20130114312A1 (en) System and Method for Power Conversion for Renewable Energy Sources
Eskander et al. Energy flow and management of a hybrid wind/PV/fuel cell generation system
NL2024917B1 (en) AC to DC converter for electrolysis
NL2024916B1 (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
Jayalakshmi Study of hybrid photovoltaic/fuel cell system for stand-alone applications
Azzeddine et al. Fuel cell grid connected system with active power generation and reactive power compensation features
Oussama et al. Intelligent Energy Management Strategy For Multi-Sources Isolated DC-Microgrid
Kirubakaran et al. A two-stage power electronic interface for fuel cell-based power supply system
Reddy et al. Hybrid DC-DC Converter with Artificial Intelligence based MPPT Algorithm for FC-EV
Pathak et al. An Electronic Load Controller for Micro Hydro System
ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ APPLICATION OF A SQUIRREL-CAGE ASYNCHRONOUS GENERATOR IN WIND POWER TURBINES FOR AUTONOMOUS POWER SUPPLY TO CONSUMERS IN JIZZAKH REGION
Abdalfatah et al. Hybrid Wind/FC System Design and Simulation
Xiong et al. A Multi-Mode Self-Optimization Electrolysis Converting Strategy for Improving Efficiency of Alkaline Water Electrolyzers
Tamilselvan et al. Performance evaluation of PV-supported STATCOM for voltage and frequency regulation of standalone SEIG system
Prakash et al. Design of Novel topology for Volumetric Efficiency Analysis in Hydrogen Fuel Cell with Maximum Power Point Tracking Controller

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