WO2024061457A1 - Vorrichtung zur gleichstromversorgung von elektrolysezellen - Google Patents

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WO2024061457A1
WO2024061457A1 PCT/EP2022/076228 EP2022076228W WO2024061457A1 WO 2024061457 A1 WO2024061457 A1 WO 2024061457A1 EP 2022076228 W EP2022076228 W EP 2022076228W WO 2024061457 A1 WO2024061457 A1 WO 2024061457A1
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electrolysis
rectifier units
rectifier
secondary windings
direct current
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PCT/EP2022/076228
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Jörg DORN
Wolfgang HÖRGER
Andreas Philipp
Mario Schenk
Sebastian SEMMLER
Peter Utz
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Siemens Energy Global GmbH & Co. KG
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Definitions

  • the invention relates to a device and a method for supplying direct current to electrolytic cells.
  • Electrolysis systems usually have a plurality of electrolysis cells with which, for example, hydrogen and oxygen can be obtained from water.
  • the electrolysis cells are connected in several series connections, with each series connection forming an electrolysis cell string.
  • the invention is based on the object of specifying a device and a method for supplying direct current to electrolysis cells, which can be used in a variety of ways.
  • a device for supplying direct current to electrolysis cells wherein the electrolysis cells are arranged in several electrolysis cell strings and each electrolysis cell string has an (electrical) series connection of several electrolysis cells, wherein
  • the device has a transformer with a primary winding and a number of secondary windings (in particular electrically insulated from one another),
  • the device has a number of rectifier units, each secondary winding being electrically connected to an input of one of the rectifier units, and
  • Each output of the rectifier units is electrically connected to one of the electrolysis cell strings.
  • This direct current supply device can advantageously be used in a variety of ways because a secondary winding (in particular its own) and its own rectifier unit are provided for each electrolytic cell string. It is therefore a modular device for direct current supply. As a result, the device for direct current supply can be easily adapted to a different number of electrolysis cell strings, especially when an existing electrolysis system is expanded to include additional electrolysis cell strings. The device is therefore easily scalable.
  • the device can be designed so that
  • the device can be designed so that
  • Each secondary winding is assigned a (particularly its own) rectifier unit.
  • the number of rectifier units is therefore at least as large as the number of secondary windings. This also enables a modular structure of the device for direct current supply.
  • the device can be designed so that
  • the transformer has at least 4, in particular at least 10, secondary windings.
  • the transformer is in particular a multi-secondary winding transformer. This makes it possible to supply a larger number of electrolytic cell strings with electrical energy (here: with direct voltage and direct current) using one transformer.
  • the device can be designed so that
  • the secondary windings each essentially have a secondary voltage of the same amplitude.
  • the secondary windings can therefore be designed in such a way that they each essentially providing the secondary voltage of the same amplitude. This simplifies the practical implementation of the device.
  • the device can be designed so that
  • Each of the secondary windings has a different phase shift compared to the primary winding.
  • all secondary windings have a different phase position.
  • the phase shifts or Phase positions of all secondary windings therefore differ from one another. This advantageously results in comparatively low network disturbances during operation of the device; in particular, comparatively few harmonics arise. This means that no or only a few compensation measures (e.g. filters to filter out harmonics) are necessary.
  • the device can be designed so that
  • the rectifier units each have uncontrolled or controlled power semiconductor components, in particular diodes, thyristors, IGBTs or MOSFETs.
  • the rectifier units can be designed as mains-commutated rectifier units, in which case they in particular have diodes or thyristors.
  • the rectifier units can also be designed as self-commutated rectifier units, in which case they in particular have IGBTs or MOSFETs. This allows the rectifier units to be adapted to different requirements.
  • the device can be designed so that
  • the power semiconductor components are power semiconductor components based on silicon carbide (SiC) or gallium nitride (GaN). This makes it possible to realize comparatively inexpensive rectifier units that have only low electrical losses.
  • the device can be designed so that - Between the output of at least one, in particular all, of the rectifier units and the respective electrolytic cell string, a step-up converter or a
  • the low setting switch is switched on. This means that the direct voltage applied to the electrolytic cell strings can be varied even more extensively and thus adapted to different circumstances.
  • the device can be designed so that
  • a circuit breaker and/or a grounding switch is arranged between at least one, in particular all, of the secondary windings and the respective input of the rectifier unit.
  • an isolator-earth combination device can be arranged. This simplifies, for example, maintenance of an electrolytic cell string that is out of service.
  • the device can be designed so that
  • the outputs of several rectifier units are connected in parallel and the parallel-connected outputs (of these rectifier units) are connected to an electrolytic cell string.
  • the inputs of the rectifier units can each be connected to their own secondary winding. Alternatively, the inputs of the rectifier units can be connected to a common secondary winding. In the latter case, decoupling elements such as choke coils can in particular be provided in order to dampen compensation processes between the rectifier units.
  • the device can be designed so that
  • the outputs of several rectifier units are connected in a series connection and this series connection is connected to an electrolytic cell string. More precisely, the series connection of the outputs is electrically connected in series with the electrolysis cell string. This allows With uniform/similar rectifier units, larger direct voltages are provided for the respective electrolytic cell string.
  • an electrolysis system with a device for direct current supply according to one of the variants specified above.
  • This electrolysis system has a plurality of electrolysis cells, wherein the electrolysis cells are arranged in several electrolysis cell strings and each electrolysis cell string has an (electrical) series connection of several electrolysis cells.
  • Each electrolysis cell string is electrically connected to an output of one of the rectifier units.
  • the transformer has a primary winding and a number of (mutually electrically insulated) secondary windings, and
  • Each secondary winding is electrically connected to an input of one of the rectifier units, in the process
  • One of the electrolytic cell strings is supplied with direct current from an output of one of the rectifier units.
  • the procedure can proceed in such a way that
  • a secondary voltage of essentially the same amplitude is provided by the secondary windings.
  • the device, the electrolysis system and the method have the same or similar properties and/or advantages.
  • the invention is explained in more detail below using exemplary embodiments.
  • the same reference symbols refer to elements that are the same or have the same effect. This is in
  • Figure 1 shows an exemplary embodiment
  • Figure 2 shows an exemplary embodiment of part of a
  • Electrolysis system in which the outputs of two rectifier units are connected in a series connection, in
  • Figure 3 shows an exemplary embodiment of part of a
  • Electrolysis system in which the outputs of two rectifier units are connected in parallel, and in
  • Figure 4 shows a further exemplary embodiment of a part of an electrolysis system in which the outputs of two rectifier units are connected in parallel.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of an electrolysis system 1.
  • This electrolysis system 1 has a device 3 for supplying direct current to electrolysis cells and m electrolysis cell strings 5.
  • a first electrolysis cell string 5_1, a second electrolysis cell string 5_2 and an m-th electrolysis cell string 5_m are shown.
  • Each electrolysis cell string 5 has a series connection of several electrolysis cells; in the exemplary embodiment, n electrolysis cells 7_1 to 7_n are electrically connected in series and each form the series connection.
  • the device 3 for direct current supply has one
  • Transformer 9 with a transformer core 12, one Primary winding 15 and m secondary windings 18_1 to 18_m.
  • the m secondary windings 18_1 to 18_m are electrically insulated from each other.
  • the m secondary windings 18_1 to 18_m are galvanically isolated from one another.
  • the transformer has m secondary windings.
  • the transformer can have at least 4 secondary windings, preferably at least 10 secondary windings.
  • the transformer 9 can also have significantly more secondary windings, for example at least 20, at least 50 or at least 100 secondary windings.
  • the transformer is a multi-secondary winding transformer.
  • the m secondary windings 18_1 to 18_m each essentially have a secondary voltage with the same amplitude.
  • Each of the secondary windings 18_1 to 18_m has a different phase shift compared to the primary winding. This means that only a few harmonics are created and there are only minor network disturbances. This means that no or only a few compensation measures (e.g. filters) are necessary, which brings with it a cost advantage.
  • Each secondary winding 18 of the transformer is assigned a (own) rectifier unit 22.
  • Each rectifier unit 22 has an input 25 and an output 28.
  • the first secondary winding 18_1 is electrically connected to an input 25_1 of a first rectifier unit 22_1;
  • the first secondary winding 18_1 is therefore assigned to the first rectifier unit 22_1.
  • the second secondary winding 18_2 is electrically connected to an input 25_2 of a second rectifier unit 22_2, etc.
  • the number of rectifier units 22 is therefore at least as large as the number of secondary windings 18.
  • first secondary winding 18_1 there is a between the first secondary winding 18_1 and the input 25 1 of the first rectifier unit 22 1 Isolator switch and/or an earthing switch 24_1 (in particular in the form of an isolator-earth combination device 24_1).
  • This disconnector and/or earthing switch 24_1 is optional and can also be omitted.
  • the disconnector and/or grounding switch 24_1 makes it possible to de-energize and/or ground the first rectifier unit 22_1 and the first electrolytic cell string 5_1 if necessary (for example during maintenance or repairs).
  • the output 28_1 of the first rectifier unit 22_1 is provided with a capacitor 31_1 for smoothing the direct voltage.
  • the output 28_1 of the first rectifier unit 22_1 is electrically connected to the first electrolysis cell string 5_1.
  • the first rectifier unit 22_1 supplies the first electrolysis cell string 5_1 (and thus the electrolysis cells 7_1 to 7_n contained in this string) with direct current.
  • a high-set controller 34_1 or a low-set controller 34_1 is connected between the output 28_1 of the first rectifier unit 22_1 and the first electrolytic cell string 5_1.
  • This high-set controller 34_1 or low-set controller 34_1 is optional and can also be omitted.
  • the high-set regulator 34_1 or low-set regulator 34_1 makes it possible to increase or reduce the direct voltage applied to the electrolytic cell string 5_1.
  • the first rectifier unit 22_1 has uncontrolled power semiconductor components (for example diodes) or controlled power semiconductor components (for example thyristors, IGBTs or MOSFETs).
  • the first rectifier unit 22_1 can form a mains-commutated rectifier (then it has, in particular, diodes or thyristors).
  • the first rectifier unit 22_1 can also form a self-commutated rectifier, then it has in particular IGBTs or MOSFETs.
  • Power semiconductor components based on silicon carbide (SiC) or gallium nitride (GaN) can be used.
  • other power semiconductor components can also be used as power semiconductor components, for example power semiconductor components based on silicon (Si).
  • the process of supplying electrolytic cells with direct current is explained below using the example of the first electrolytic cell string 5_1.
  • the other electrolysis cell strings 5_2 to 5_m are supplied with direct current in the same way.
  • the primary winding 15 of the transformer 9 is connected to an AC power supply network (not shown), for example to a medium-voltage AC power supply network.
  • the transformer 9 transforms the alternating voltage of the medium-voltage alternating current power supply network down to low voltage (for example to 1 kV); An alternating current with this lower voltage is output at the first secondary winding 18_1.
  • the circuit breaker 24_1 is closed; the earthing switch is open.
  • the alternating current is directed to the input 25_1 of the first rectifier unit 22_1.
  • the first rectifier unit 22_1 rectifies the alternating current provided by the first secondary winding 18_1 and outputs a direct current at the output 28_1.
  • the direct current is optionally smoothed by the smoothing capacitor 31_1.
  • the direct current now flows via the step-up or step-down controller 34_1 (in which the voltage can optionally be increased or decreased) to the first electrolysis cell string 5_1 and supplies the electrolysis cells 7_1 to 7_n contained in this string 5_1 with electrical energy.
  • the electrolysis system according to Figure 1 can be designed in three phases, i.e. H .
  • the first secondary winding 18_1, the first rectifier unit 22_1, the first electrolysis cell string 5_1 etc. can be three-phase.
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of an electrolysis system in which the first output 28_1 of the first rectifier unit 22_1 and the second output 28_2 of the second rectifier unit 22_2 are electrically connected in series and thus form a series connection.
  • This series connection of the two outputs 28_1 and 28_2 is connected to the first electrolysis cell string 5_1. Due to the series connection, the output voltages of the first rectifier unit 22_1 and the second rectifier unit 22_2 add up, so that a larger direct voltage is present at the first electrolysis cell string 5_1.
  • a larger direct current flows through the electrolysis cells 7_1 to 7_n.
  • FIGS. 3 and 4 each show an exemplary embodiment in which the first output 28_1 of the first rectifier unit 22_1 and the second output 28_2 of the second rectifier unit 22_2 are electrically connected in parallel and the parallel-connected outputs 28_1 and 28_2 are connected to the first electrolysis cell string 5_1 .
  • the output direct currents of the first rectifier unit 22_1 and the second rectifier unit 22_2 are added, so that the first electrolysis cell string 5_1 is subjected to a larger direct current.
  • the exemplary embodiments in FIGS. 3 and 4 only differ in the connection of the inputs of the rectifier units.
  • the inputs of the rectifier units are each connected to their own secondary winding.
  • the first input 25_1 of the first rectifier unit 22_1 is electrically connected to the first secondary winding 18_1;
  • the first rectifier unit 22_1 is therefore supplied with alternating current exclusively from the first secondary winding 18_1.
  • the second input 25_2 of the second rectifier unit 22_2 is electrically connected to the second secondary winding 18_2;
  • the second rectifier unit 22_2 is therefore supplied with alternating current exclusively from the second secondary winding 18_2.
  • the inputs of the rectifier units are connected to a common secondary winding.
  • the first input 25_1 of the first rectifier unit 22_1 is electrically connected to the first secondary winding 18_1;
  • the second input 25_2 of the second rectifier unit 22_2 is also electrically connected to the first secondary winding 18_1.
  • the first rectifier unit 22_1 and the second rectifier unit 22_2 are both (exclusively) supplied with alternating current from the first secondary winding 18_1.
  • Electrical decoupling elements (here: choke coils) 403 are arranged at the inputs of the rectifier units in order to limit the level of any compensating currents that may flow between the rectifier units 22_1 and 22_2.
  • a device for supplying direct current to electrolytic cells, a method for supplying direct current to electrolytic cells and an electrolysis system were developed described, which are versatile and can be easily adapted to various requirements regarding the direct current and/or the direct voltage to be provided.
  • a multi-secondary winding transformer with a plurality of insulated secondary windings is used.
  • the secondary windings each have a different phase shift compared to the primary winding. This allows network-friendly behavior to be achieved, so that comparatively fewer harmonics occur and therefore no or significantly fewer filters are required.
  • a plurality of similar rectifier units enables a modular structure of the device.
  • the device for direct current supply can also be referred to as a “multiple rectifier”.
  • a desired effective factor (cosine of the phase shift angle phi between current and voltage) can be set with respect to the supplying AC network, which in turn can make compensation devices that were previously required superfluous.
  • the described device for direct current supply can be used flexibly and has a fine-grained and redundant structure. For example, even if individual rectifier units fail, continued operation is possible, possibly with slightly lower power and slightly worse network feedback.
  • the individual rectifier units can each be operated with a comparatively low voltage. This means they can be manufactured inexpensively.
  • inexpensive power semiconductor components can be used, especially those based on Silicon carbide (SiC) or gallium nitride (GaN). If the voltage per rectifier unit is not significantly higher than 600V, for example, then power semiconductor components based on gallium nitride can advantageously be used.
  • the flexibility of the possible uses of the device can be further increased if a series connection or a parallel connection of the rectifier units is used, more precisely a series connection or a parallel connection of the outputs of the rectifier units.
  • the device and the method can be used in proton exchange membrane (PEM) electrolysis systems, but also in other electrolysis systems.
  • the individual electrolysis cells can, for example, have a voltage of approx. 2V can be operated.
  • a direct voltage of up to one kV and a direct current of a few kA result per strand.
  • the device described enables a powerful and controllable direct current supply for such electrolysis systems.
  • Rectifier unit 24 Disconnectors, earthing switches, isolator-earthers

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Gleichstromversorgung von Elektrolysezellen, wobei die Elektrolysezellen (7_1 … 7_n) in mehreren Elektrolysezellensträngen (5_1 … 5_m) angeordnet sind und jeder Elektrolysezellenstrang (5_1 … 5_m) eine Reihenschaltung von mehreren Elektrolysezellen (7_1 bis 7_n) aufweist. Die Vorrichtung weist einen Transformator (9) mit einer Primärwicklung (15) und einer Anzahl von Sekundärwicklungen (18_1 … 18_m) auf. Die Vorrichtung weist eine Anzahl von Gleichrichtereinheiten (22_1 … 22_m) auf, wobei jede Sekundärwicklung (18_1 … 18_m) elektrisch mit einem Eingang (25_1 … 25_m) einer der Gleichrichtereinheiten (22_1 … 22_m) verbunden ist. Jeweils ein Ausgang (28_1 … 28_m) der Gleichrichtereinheiten (22_1 … 22_m) ist elektrisch mit einem der Elektrolysezellenstränge (5_1 … 5_m) verbunden.

Description

Beschreibung
Vorrichtung zur Gleichstromversorgung von Elektrolysezellen
Die Erfindung betri f f eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Gleichstromversorgung von Elektrolysezellen .
Elektrolyseanlage weisen in der Regel eine Mehrzahl von Elektrolysezellen auf , mit denen beispielsweise Wasserstof f und Sauerstof f aus Wasser gewonnen werden können . Die Elektrolysezellen sind dabei in mehreren Reihenschaltungen verschaltet , wobei j ede Reihenschaltung einen Elektrolysezellenstrang bildet .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Gleichstromversorgung von Elektrolysezellen anzugeben, die vielseitig einsetzbar sind .
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung und durch ein Verfahren nach den unabhängigen Patentansprüchen . Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung und des Verfahrens sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben .
Of fenbart wird eine Vorrichtung zur Gleichstromversorgung von Elektrolysezellen, wobei die Elektrolysezellen in mehreren Elektrolysezellensträngen angeordnet sind und j eder Elektrolysezellenstrang eine ( elektrische ) Reihenschaltung von mehreren Elektrolysezellen aufweist , wobei
- die Vorrichtung einen Trans formator mit einer Primärwicklung und einer Anzahl von ( insbesondere gegeneinander elektrisch isolierten) Sekundärwicklungen aufweist ,
- die Vorrichtung eine Anzahl von Gleichrichtereinheiten aufweist , wobei j ede Sekundärwicklung elektrisch mit einem Eingang einer der Gleichrichtereinheiten verbunden ist , und
- j eweils ein Ausgang der Gleichrichtereinheiten elektrisch mit einem der Elektrolysezellenstränge verbunden ist . Diese Gleichstromversorgungsvorrichtung ist vorteilhafterweise vielseitig einsetzbar, weil für j eden Elektrolysezellenstrang eine ( insbesondere eigene ) Sekundärwicklung und eine eigene Gleichrichtereinheit vorgesehen ist . Es handelt sich also um eine modulare Vorrichtung zur Gleichstromversorgung . Dadurch kann die Vorrichtung zur Gleichstromversorgung einfach an eine unterschiedliche Anzahl von Elektrolysezellensträngen angepasst werden, insbesondere bei einer Erweiterung einer bereits bestehenden Elektrolyseanlage um weitere Elektrolysezellenstränge . Die Vorrichtung ist also gut skalierbar .
Die Vorrichtung kann so ausgestaltet sein, dass
- die Sekundärwicklungen untereinander galvanisch getrennt sind . Dies ermöglicht einen einfachen modularen Aufbau auch für verschiedene Anzahlen an Elektrolysezellensträngen .
Die Vorrichtung kann so ausgestaltet sein, dass
- j eder Sekundärwicklung eine ( insbesondere eigene ) Gleichrichtereinheit zugeordnet ist . Die Anzahl der Gleichrichtereinheiten ist also mindestens so groß wie die Anzahl der Sekundärwicklungen . Auch dies ermöglicht einen modularen Aufbau der Vorrichtung zur Gleichstromversorgung .
Die Vorrichtung kann so ausgestaltet sein, dass
- der Trans formator mindestens 4 , insbesondere mindestens 10 , Sekundärwicklungen aufweist . Der Trans formator ist insbesondere ein Multi-Sekundärwicklungstrans formator . Dadurch ist es möglich, mit einem Trans formator auch eine größere Anzahl an Elektrolysezellensträngen mit elektrischer Energie (hier : mit Gleichspannung und Gleichstrom) zu versorgen .
Die Vorrichtung kann so ausgestaltet sein, dass
- die Sekundärwicklungen j eweils im Wesentlichen eine Sekundärspannung gleicher Amplitude aufweisen . Die Sekundärwicklungen können also so ausgestaltet sein, dass sie j eweils im Wesentlichen die Sekundärspannung gleicher Amplitude bereitstellen . Dies vereinfacht die praktische Realisierung der Vorrichtung .
Die Vorrichtung kann so ausgestaltet sein, dass
- j ede der Sekundärwicklungen eine andere Phasenverschiebung gegenüber der Primärwicklung aufweist . Mit anderen Worten gesagt , weisen alle Sekundärwicklungen eine andere Phasenlage auf . Die Phasenverschiebungen bzw . Phasenlagen aller Sekundärwicklungen unterscheiden sich also voneinander . Dadurch treten vorteilhafterweise beim Betrieb der Vorrichtung vergleichsweise geringe Netzrückwirkungen auf , insbesondere entstehen vergleichsweise wenige Oberwellen . Dadurch sind keine oder nur wenige Kompensationsmaßnahmen ( z . B . Filter zur Aus filterung der Oberwellen) notwendig .
Die Vorrichtung kann so ausgestaltet sein, dass
- die Gleichrichtereinheiten j eweils ungesteuerte oder gesteuerte Leistungshalbleiterbauelemente aufweisen, insbesondere Dioden, Thyristoren, IGBTs oder MOSFETs . Dabei können die Gleichrichtereinheiten als netzgeführte Gleichrichtereinheiten ausgestaltet sein, dann weisen sie insbesondere Dioden oder Thyristoren auf . Die Gleichrichtereinheiten können aber auch als selbstgeführte Gleichrichtereinheiten ausgestaltet sein, dann weisen sie insbesondere IGBTs oder MOSFETs auf . Dadurch können die Gleichrichtereinheiten an unterschiedliche Anforderungen angepasst werden .
Die Vorrichtung kann so ausgestaltet sein, dass
- die Leistungshalbleiterbauelemente Leistungshalbleiterbauelemente auf Basis von Sili ziumkarbid ( SiC ) oder Galliumnitrid ( GaN) sind . Dadurch können vergleichsweise preisgünstige Gleichrichtereinheiten realisiert werden, die nur geringe elektrische Verluste aufweisen .
Die Vorrichtung kann so ausgestaltet sein, dass - zwischen dem Ausgang mindestens einer, insbesondere aller, der Gleichrichtereinheiten und dem j eweiligen Elektrolysezellenstrang ein Hochset zsteller oder ein
Tief set zsteller geschaltet ist . Dadurch kann die an den Elektrolysezellensträngen anliegende Gleichspannung noch umfangreicher variiert und so an unterschiedliche Gegebenheiten angepasst werden .
Die Vorrichtung kann so ausgestaltet sein, dass
- zwischen mindestens einer, insbesondere aller, der Sekundärwicklungen und dem j eweiligen Eingang der Gleichrichtereinheit ein Trennschalter und/oder ein Erdungsschalter angeordnet ist . Es kann insbesondere eine Trenner-Erder-Kombinationseinrichtung angeordnet sein . Dies vereinfacht beispielsweise eine Wartung eines außer Betrieb befindlichen Elektrolysezellenstrangs .
Die Vorrichtung kann so ausgestaltet sein, dass
- die Ausgänge mehrerer Gleichrichtereinheiten parallelgeschaltet sind und die parallelgeschalteten Ausgänge (dieser Gleichrichtereinheiten) mit einem Elektrolysezellenstrang verbunden sind . Dadurch können bei einheitlichen/gleichartigen Gleichrichtereinheiten größere Gleichströme für die Elektrolysezellen bereitgestellt werden . Dabei können die Eingänge der Gleichrichtereinheiten j eweils mit einer eigenen Sekundärwicklung verbunden sein . Alternativ können die Eingänge der Gleichrichtereinheiten mit einer gemeinsamen Sekundärwicklung verbunden sein . Im letzteren Fall können insbesondere Entkopplungselemente wie zum Beispiel Drosselspulen vorgesehen sein, um Ausgleichsvorgänge zwischen den Gleichrichtereinheiten zu dämpfen .
Die Vorrichtung kann so ausgestaltet sein, dass
- die Ausgänge mehrerer Gleichrichtereinheiten in einer Reihenschaltung geschaltet sind und diese Reihenschaltung mit einem Elektrolysezellenstrang verbunden ist . Genauer gesagt ist die Reihenschaltung der Ausgänge elektrisch in Reihe geschaltet mit dem Elektrolysezellenstrang . Dadurch können bei einheitlichen/gleichartigen Gleichrichtereinheiten größere Gleichspannungen für den j eweiligen Elektrolysezellenstrang bereitgestellt werden .
Of fenbart wird weiterhin eine Elektrolyseanlage mit einer Vorrichtung zur Gleichstromversorgung nach einer der vorstehend angegebenen Varianten . Diese Elektrolyseanlage weist eine Mehrzahl an Elektrolysezellen auf , wobei die Elektrolysezellen in mehreren Elektrolysezellensträngen angeordnet sind und j eder Elektrolysezellenstrang eine ( elektrische ) Reihenschaltung von mehreren Elektrolysezellen aufweist . Jeder Elektrolysezellenstrang ist elektrisch mit einem Ausgang einer der Gleichrichtereinheiten verbunden .
Of fenbart wird auch ein Verfahren zur Gleichstromversorgung von Elektrolysezellen, wobei die Elektrolysezellen in mehreren Elektrolysezellensträngen angeordnet sind und j eder Elektrolysezellenstrang eine Reihenschaltung von mehreren Elektrolysezellen aufweist , mit einem Trans formator und einer Anzahl von Gleichrichtereinheiten, wobei
- der Trans formator eine Primärwicklung und eine Anzahl von ( gegeneinander elektrisch isolierten) Sekundärwicklungen aufweist , und
- j ede Sekundärwicklung elektrisch mit einem Eingang einer der Gleichrichtereinheiten verbunden ist , wobei bei dem Verfahren
- j eweils einer der Elektrolysezellenstränge von j eweils einem Ausgang einer der Gleichrichtereinheiten mit Gleichstrom versorgt wird .
Das Verfahren kann so ablaufen, dass
- von den Sekundärwicklungen j eweils im Wesentlichen eine Sekundärspannung gleicher Amplitude bereitgestellt wird .
Die Vorrichtung, die Elektrolyseanlage und das Verfahren weisen gleiche oder gleichartige Eigenschaften und/oder Vorteile auf . Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Aus führungsbeispielen näher erläutert . Gleiche Bezugs zeichen verweisen dabei auf gleiche oder gleich wirkende Elemente . Dazu ist in
Figur 1 ein Aus führungsbeispiel einer
Elektrolyseanlage , in
Figur 2 ein Aus führungsbeispiel eines Teils einer
Elektrolyseanlage , bei der die Ausgänge zweier Gleichrichtereinheiten in einer Reihenschaltung geschaltet sind, in
Figur 3 ein Aus führungsbeispiel eines Teils einer
Elektrolyseanlage , bei der die Ausgänge zweier Gleichrichtereinhei ten parallelgeschaltet sind, und in
Figur 4 ein weiteres Aus führungsbeispiel eines Teils einer Elektrolyseanlage , bei der die Ausgänge zweier Gleichrichtereinheiten parallelgeschaltet sind dargestellt .
In Figur 1 ist ein Aus führungsbeispiel einer Elektrolyseanlage 1 dargestellt . Diese Elektrolyseanlage 1 weist eine Vorrichtung 3 zur Gleichstromversorgung von Elektrolysezellen und m Elektrolysezellenstränge 5 auf . Dabei ist ein erster Elektrolysezellenstrang 5_1 , ein zweiter Elektrolysezellenstrang 5_2 und ein m-ter Elektrolysezellenstrang 5_m dargestellt . Jeder Elektrolysezellenstrang 5 weist eine Reihenschaltung von mehreren Elektrolysezellen auf ; im Aus führungsbeispiel sind j eweils n Elektrolysezellen 7_1 bis 7_n elektrisch in Reihe geschaltet und bilden j eweils die Reihenschaltung .
Die Vorrichtung 3 zur Gleichstromversorgung weist einen
Trans formator 9 mit einem Trans formatorkern 12 , einer Primärwicklung 15 und m Sekundärwicklungen 18_1 bis 18_m auf . Dabei sind die m Sekundärwicklungen 18_1 bis 18_m gegeneinander elektrisch isoliert . Die m Sekundärwicklungen 18_1 bis 18_m sind untereinander galvanisch getrennt .
Im Allgemeinen weist der Trans formator m Sekundärwicklungen auf . Beispielsweise kann der Trans formator mindestens 4 Sekundärwicklungen aufweisen, vorzugsweise mindestens 10 Sekundärwicklungen . Der Trans formator 9 kann aber auch wesentlich mehr Sekundärwicklungen aufweisen, beispielsweise mindestens 20 , mindestens 50 oder mindestens 100 Sekundärwicklungen . Der Trans formator ist ein Multi- Sekundärwicklungstrans formator .
Die m Sekundärwicklungen 18_1 bis 18_m weisen j eweils im Wesentlichen eine Sekundärspannung mit gleicher Amplitude auf . Jede der Sekundärwicklungen 18_1 bis 18_m weist eine andere Phasenverschiebung gegenüber der Primärwicklung auf . Dadurch entstehen nur wenig Oberwellen, es treten nur geringe Netzrückwirkungen auf . Dadurch sind keine oder nur wenige Kompensationsmaßnahmen ( z . B . Filter ) notwendig, was einen Kostenvorteil mit sich bringt .
Jeder Sekundärwicklung 18 des Trans formators ist eine ( eigene ) Gleichrichtereinheit 22 zugeordnet . Jede Gleichrichtereinheit 22 weist einen Eingang 25 und einen Ausgang 28 auf . So ist zum Beispiel die erste Sekundärwicklung 18_1 elektrisch mit einem Eingang 25_1 einer ersten Gleichrichtereinheit 22_1 verbunden; die erste Sekundärwicklung 18_1 ist also der ersten Gleichrichtereinheit 22_1 zugeordnet . Die zweite Sekundärwicklung 18_2 ist elektrisch mit einem Eingang 25_2 einer zweiten Gleichrichtereinheit 22_2 verbunden usw . Die Anzahl der Gleichrichtereinheiten 22 ist also mindestens so groß wie die Anzahl der Sekundärwicklungen 18 .
Zwischen der ersten Sekundärwicklung 18_1 und dem Eingang 25 1 der ersten Gleichrichtereinheit 22 1 ist ein Trennschalter und/oder ein Erdungsschalter 24_1 ( insbesondere in Form einer Trenner-Erder-Kombinationseinrichtung 24_1 ) geschaltet . Dieser Trennschalter und/oder Erdungsschalter 24_1 ist optional und kann auch weggelassen werden . Der Trennschalter und/oder Erdungsschalter 24_1 ermöglicht es , bei Bedarf ( zum Beispiel bei einer Wartung oder Reparatur ) die erste Gleichrichtereinheit 22_1 und den ersten Elektrolysezellenstrang 5_1 stromlos zu schalten und/oder zu erden .
Der Ausgang 28_1 der ersten Gleichrichtereinheit 22_1 ist mit einem Kondensator 31_1 zur Glättung der Gleichspannung versehen . Der Ausgang 28_1 der ersten Gleichrichtereinheit 22_1 ist elektrisch mit dem ersten Elektrolysezellenstrang 5_1 verbunden . Die ersten Gleichrichtereinheit 22_1 versorgt den ersten Elektrolysezellenstrang 5_1 (und damit die in diesem Strang enthaltenen Elektrolysezelle 7_1 bis 7_n) mit Gleichstrom .
Zwischen den Ausgang 28_1 der ersten Gleichrichtereinheit 22_1 und den ersten Elektrolysezellenstrang 5_1 ist ein Hochset zsteller 34_1 oder ein Tief set zsteller 34_1 geschaltet . Dieser Hochset zsteller 34_1 oder Tief set zsteller 34_1 ist optional und kann auch weggelassen werden . Der Hochset zsteller 34_1 oder Tief set zsteller 34_1 ermöglicht es , die an dem Elektrolysezellenstrang 5_1 anliegende Gleichspannung zu vergrößern oder zu verkleinern .
Die erste Gleichrichtereinheit 22_1 weist ungesteuerte Leistungshalbleiterbauelemente (beispielsweise Dioden) oder gesteuerte Leistungshalbleiterbauelemente (beispielsweise Thyristoren, IGBTs oder MOSFETs ) auf . Dabei kann die erste Gleichrichtereinheit 22_1 einen netzgeführten Gleichrichter bilden ( dann weist sie insbesondere Dioden oder Thyristoren auf ) . Die erste Gleichrichtereinheit 22_1 kann aber auch einen selbstgeführten Gleichrichter bilden, dann weist sie insbesondere IGBTs oder MOSFETs auf . Als Leistungshalbleiterbauelemente können Leistungshalbleiterbauelemente auf Basis von Sili ziumkarbid ( SiC ) oder Galliumnitrid ( GaN) eingesetzt sein . Als Leistungshalbleiterbauelemente können aber auch andere Leistungshalbleiterbauelemente eingesetzt sein, beispielsweise Leistungshalbleiterbauelemente auf Basis von Sili zium ( Si ) .
Im Folgenden wird der Ablauf der Gleichstromversorgung von Elektrolysezellen am Beispiel des ersten Elektrolysezellenstrangs 5_1 erläutert . Die anderen Elektrolysezellenstränge 5_2 bis 5_m werden gleichartig mit Gleichstrom versorgt .
Die Primärwicklung 15 des Trans formators 9 wird mit einem (nicht dargestellten) Wechselstrom-Energieversorgungsnetz verbunden, beispielsweise mit einem Mittelspannungs- Wechselstrom-Energieversorgungsnetz . Der Trans formator 9 trans formiert die Wechselspannung des Mittelspannungs- Wechselstrom-Energieversorgungsnetzes auf Niederspannung herunter (beispielsweise auf 1 kV) ; an der ersten Sekundärwicklung 18_1 wird ein Wechselstrom mit dieser niedrigeren Spannung ausgegeben . Der Trennschalter 24_1 ist geschlossen; der Erdungsschalter ist geöf fnet . Der Wechselstrom wird zu dem Eingang 25_1 der ersten Gleichrichtereinheit 22_1 geleitet . Die erste Gleichrichtereinheit 22_1 richtet den von der ersten Sekundärwicklung 18_1 bereitgestellten Wechselstrom gleich und gibt am Ausgang 28_1 einen Gleichstrom aus . Der Gleichstrom wird optional von dem Glättungskondensator 31_1 geglättet . Der Gleichstrom fließt nun über den Hochset zsteller oder Tief set zsteller 34_1 ( in dem optional die Spannung vergrößert oder verkleinert werden kann) zu dem ersten Elektrolysezellenstrang 5_1 und versorgt die in diesem Strang 5_1 enthaltenen Elektrolysezellen 7_1 bis 7_n mit elektrischer Energie .
Die Elektrolyseanlage gemäß Figur 1 kann dreiphasig ausgebildet sein, d . h . die erste Sekundärwicklung 18_1 , die erste Gleichrichtereinheit 22_1 , der erste Elektrolysezellenstrang 5_1 usw . können dreiphasig ausgebildet sein .
In Figur 2 ist ein Aus führungsbeispiel einer Elektrolyseanlage dargestellt , bei dem der erste Ausgang 28_1 der ersten Gleichrichtereinheit 22_1 und der zweite Ausgang 28_2 der zweiten Gleichrichtereinheit 22_2 elektrisch in Reihe geschaltet sind und somit eine Reihenschaltung bilden . Diese Reihenschaltung der beiden Ausgänge 28_1 und 28_2 ist mit dem ersten Elektrolysezellenstrang 5_1 verbunden . Durch die Reihenschaltung addieren sich die Ausgangsspannungen der ersten Gleichrichtereinheit 22_1 und der zweiten Gleichrichtereinheit 22_2 , so dass an dem ersten Elektrolysezellenstrang 5_1 eine größere Gleichspannung anliegt . Dadurch fließt - verglichen mit dem Aus führungsbeispiel nach Figur 1 - ein größerer Gleichstrom durch die Elektrolysezellen 7_1 bis 7_n . Dies ermöglicht es , mit einheitlichen Gleichrichtereinheiten bei Bedarf unterschiedlich große Gleichspannungen für einen Elektrolysezellenstrang bereitzustellen . Die optionalen Trennschalter, Erdungsschalter, Hochset zsteller und/oder Tief set zsteller sind in diesem und in den folgenden Aus führungsbeispielen weggelassen worden, sie können aber auch eingesetzt werden .
In den Figuren 3 und 4 ist j eweils ein Aus führungsbeispiel dargestellt , bei dem der erste Ausgang 28_1 der ersten Gleichrichtereinheit 22_1 und der zweite Ausgang 28_2 der zweiten Gleichrichtereinheit 22_2 elektrisch parallelgeschaltet sind und die parallelgeschalteten Ausgänge 28_1 und 28_2 mit dem ersten Elektrolysezellenstrang 5_1 verbunden sind . Durch die Parallelschaltung der Ausgänge der Gleichrichtereinheiten addieren sich die Ausgangs- Gleichströme der ersten Gleichrichtereinheit 22_1 und der zweiten Gleichrichtereinheit 22_2 , so dass der erste Elektrolysezellenstrang 5_1 mit einem größeren Gleichstrom beaufschlagt wird . Dadurch fließt - verglichen mit dem Aus führungsbeispiel nach Figur 1 - ein größerer Gleichstrom durch die Elektrolysezellen 7_1 bis 7_n . Die Aus führungsbeispiele der Figuren 3 und 4 unterscheiden sich lediglich in der Verschaltung der Eingänge der Gleichrichtereinhei ten .
Bei dem Aus führungsbeispiel der Figur 3 sind die Eingänge der Gleichrichtereinheiten j eweils mit einer eigenen Sekundärwicklung verbunden . So ist der erste Eingang 25_1 der der ersten Gleichrichtereinheit 22_1 mit der ersten Sekundärwicklung 18_1 elektrisch verbunden; die erste Gleichrichtereinheit 22_1 wird also ausschließlich von der ersten Sekundärwicklung 18_1 mit Wechselstrom versorgt . Der zweite Eingang 25_2 der der zweiten Gleichrichtereinheit 22_2 ist mit der zweiten Sekundärwicklung 18_2 elektrisch verbunden; die zweite Gleichrichtereinheit 22_2 wird also ausschließlich von der zweiten Sekundärwicklung 18_2 mit Wechselstrom versorgt .
Bei dem Aus führungsbeispiel der Figur 4 sind im Unterschied dazu die Eingänge der Gleichrichtereinheiten mit einer gemeinsamen Sekundärwicklung verbunden . So ist der erste Eingang 25_1 der ersten Gleichrichtereinheit 22_1 mit der ersten Sekundärwicklung 18_1 elektrisch verbunden; der zweite Eingang 25_2 der der zweiten Gleichrichtereinheit 22_2 ist auch mit der ersten Sekundärwicklung 18_1 elektrisch verbunden . Die erste Gleichrichtereinheit 22_1 und die zweite Gleichrichtereinheit 22_2 werden also beide ( ausschließlich) von der ersten Sekundärwicklung 18_1 mit Wechselstrom versorgt . An den Eingängen der Gleichrichtereinheiten sind dabei elektrische Entkopplungselemente (hier : Drosselspulen) 403 angeordnet , um die Höhe von gegebenenfalls fließenden Ausgleichsströmen zwischen den Gleichrichtereinheiten 22_1 und 22_2 zu begrenzen .
Es wurde eine Vorrichtung zur Gleichstromversorgung von Elektrolysezellen, ein Verfahren zur Gleichstromversorgung von Elektrolysezellen sowie eine Elektrolyseanlage beschrieben, die vielseitig einsetzbar sind und leicht an verschiedene Anforderungen bezüglich des bereitzustellenden Gleichstroms und/oder der bereitzustellenden Gleichspannung angepasst werden können .
Dabei wird ein Multi-Sekundärwicklungstrans formator mit einer Mehrzahl an isolierten Sekundärwicklungen verwendet . Die Sekundärwicklungen weisen j eweils eine unterschiedliche Phasenverschiebung gegenüber der Primärwicklung auf . Dadurch kann ein netz freundliches Verhalten realisiert werden, so dass vergleichsweise weniger Oberschwingungen auftreten und daher keine oder deutlich weniger Filter benötigt werden .
Eine Mehrzahl an gleichartigen Gleichrichtereinheiten ermöglicht einen modularen Aufbau der Vorrichtung . Die Vorrichtung zur Gleichstromversorgung kann auch als ein „Viel fachgleichrichter" bezeichnet werden .
Bei Verwendung von selbstgeführten Gleichrichtereinheiten (die auch höherpulsig betrieben werden können) kann ein gewünschter Wirkfaktor (Kosinus des Phasenverschiebungswinkels phi zwischen Strom und Spannung) bezüglich des versorgenden Wechselstromnetzes eingestellt werden, was wiederum früher erforderliche Kompensationsvorrichtungen überflüssig machen kann .
Die beschriebene Vorrichtung zur Gleichstromversorgung ist flexibel einsetzbar und weist einen feinstufigen und redundanten Aufbau auf . Beispielsweise ist auch bei Aus fall von einzelnen Gleichrichtereinheiten ein Weiterbetrieb möglich, gegebenenfalls mit geringfügig geringerer Leistung und geringfügig schlechterer Netzrückwirkung .
Durch die große Anzahl von Gleichrichtereinheiten können die einzelnen Gleichrichtereinheiten j eweils mit einer vergleichsweise kleinen Spannung betrieben werden . Dadurch können sie preisgünstig hergestellt werden . Beispielsweise können preisgünstige Leistungshalbleiterbauelemente zum Einsatz kommen, insbesondere solche auf Basis von Sili ziumkarbid ( SiC ) oder Galliumnitrid ( GaN) . Wenn die Spannung pro Gleichrichtereinheit zum Beispiel nicht wesentlich höher ist als 600V, dann können vorteilhafterweise Leistungshalbleiterbauelemente auf Basis von Galliumnitrid verwendet werden .
Die Flexibilität der Einsatzmöglichkeiten der Vorrichtung kann noch zusätzlich vergrößert werden, wenn eine Reihenschaltung oder eine Parallelschaltung der Gleichrichtereinheiten angewendet wird, genauer gesagt eine Reihenschaltung oder eine Parallelschaltung der Ausgänge der Gleichrichtereinhei ten .
Beispielsweise kann die Vorrichtung und das Verfahren angewendet werden bei Protonen-Austausch-Membran ( PEM) - Elektrolyseanlagen, aber auch bei anderen Elektrolyseanlagen . Die einzelnen Elektrolysezellen können dabei beispielsweise mit einer Spannung von ca . 2V betrieben werden . Bei einer Reihenschaltung von einer großen Anzahl an Elektrolysezellen in einem Elektrolysezellenstrang ergeben sich pro Strang beispielsweise eine Gleichspannung von bis zu einem kV und ein Gleichstrom von einigen kA. Die beschriebene Vorrichtung ermöglicht eine leistungsstarke und regelbare Gleichstromversorgung für solche Elektrolyseanlagen .
Be zugs Zeichen :
1 Elektrolyseanlage
3 Vorrichtung zur Gleichstromversorgung
5 Elektrolysezellenstrang
7 Elektrolysezelle
9 Trans formator
12 Trans formatorkern
15 Primärwicklung
18 Sekundärwicklung
22 Gleichrichtereinheit 24 Trennschalter, Erdungsschalter, Trenner-Erder-
Komb Ina tionseinrichtung
25 Eingang der Gleichrichtereinheit
28 Ausgang der Gleichrichtereinheit 31 Kondensator
34 Hochset zsteller, Tief set zsteller
403 Entkopplungselement , Drosselspule

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (1) zur Gleichstromversorgung von Elektrolysezellen, wobei die Elektrolysezellen ( 7 1 ... 7_n) in mehreren Elektrolysezellensträngen (5_1 ... 5_m) angeordnet sind und jeder Elektrolysezellenstrang (5_1 ... 5_m) eine Reihenschaltung von mehreren Elektrolysezellen ( 7 1 bis 7_n) aufweist, wobei
- die Vorrichtung einen Transformator (9) mit einer Primärwicklung (15) und einer Anzahl von Sekundärwicklungen ( 18 > 1 ... 18_m) aufweist,
- die Vorrichtung eine Anzahl von Gleichrichtereinheiten (22_1 ... 22_m) aufweist, wobei jede Sekundärwicklung ( 18 1 ... 18_m) elektrisch mit einem Eingang (25_1 ... 25_m) einer der Gleichrichtereinheiten (22_1 ... 22_m) verbunden ist, und
- jeweils ein Ausgang ( 28 1 ... 28_m) der
Gleichrichtereinheiten (22_1 ... 22_m) elektrisch mit einem der Elektrolysezellenstränge (5_1 ... 5_m) verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Sekundärwicklungen ( 18 1 ... 18_m) untereinander galvanisch getrennt sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
- jeder Sekundärwicklung ( 18 1 ... 18_m) eine Gleichrichtereinheit (22_1 ... 22_m) zugeordnet ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- der Transformator mindestens 4, insbesondere mindestens 10, Sekundärwicklungen ( 18 > 1 ... 18_m) aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Sekundärwicklungen ( 18 1 ... 18_m) j eweils im Wesentlichen eine Sekundärspannung gleicher Amplitude aufweisen .
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet , dass
- j ede der Sekundärwicklungen ( 18 1 ... 18_m) eine andere Phasenverschiebung gegenüber der Primärwicklung ( 15 ) aufweist .
7 . Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet , dass
- die Gleichrichtereinheiten ( 22_1 ... 22_m) j eweils ungesteuerte oder gesteuerte Leistungshalbleiterbauelemente aufweisen, insbesondere Dioden, Thyristoren, IGBTs oder MOSFETs .
8 . Vorrichtung nach Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet , dass
- die Leistungshalbleiterbauelemente Leistungshalbleiterbauelemente auf Basis von Sili ziumkarbid oder Galliumnitrid sind .
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet , dass
- zwischen dem Ausgang ( 28 1 ... 28_m) mindestens einer, insbesondere aller, der Gleichrichtereinheiten ( 22_1 ... 22_m) und dem j eweiligen Elektrolysezellenstrang ( 5_1 ... 5m) ein Hochset zsteller oder ein Tief set zsteller ( 34_1 ... 34_m) geschaltet ist .
10 . Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet , dass
- zwischen mindestens einer, insbesondere aller, der Sekundärwicklungen ( 18 1 ... 18_m) und dem j eweiligen Eingang ( 25_1 ... 25_m) der Gleichrichtereinheit ( 22_1 ... 22_m) ein Trennschalter und/oder ein Erdungsschalter ( 24_1 ... 24_m) angeordnet ist .
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Ausgänge (28_1, 28_2) mehrerer Gleichrichtereinheiten (22_1, 22_2) parallelgeschaltet sind und die parallelgeschalteten Ausgänge (28_1, 28_2) mit einem Elektrolysezellenstrang (5_1) verbunden sind.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Ausgänge (28_1, 28_2) mehrerer Gleichrichtereinheiten (22_1, 22_2) in einer Reihenschaltung geschaltet sind und diese Reihenschaltung mit einem Elektrolysezellenstrang (5_1) verbunden ist.
13. Elektrolyseanlage (1) mit einer Vorrichtung (3) zur Gleichstromversorgung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 und mit einer Mehrzahl an Elektrolysezellen ( 7 1 bis 7_n) , wobei die Elektrolysezellen ( 7 1 bis 7_n) in mehreren Elektrolysezellensträngen (5_1 ... 5_m) angeordnet sind und jeder Elektrolysezellenstrang (5_1 ... 5_m) eine Reihenschaltung von mehreren Elektrolysezellen ( 7 1 bis 7_n) aufweist, und wobei jeder Elektrolysezellenstrang (5_1 ... 5_m) elektrisch mit einem Ausgang einer der Gleichrichtereinheiten (22_1 ... 22_m) verbunden ist.
14. Verfahren zur Gleichstromversorgung von Elektrolysezellen, wobei die Elektrolysezellen ( 7 1 bis 7_n) in mehreren Elektrolysezellensträngen (5_1 ... 5_m) angeordnet sind und jeder Elektrolysezellenstrang (5_1 ... 5_m) eine Reihenschaltung von mehreren Elektrolysezellen ( 7 1 bis 7_n) aufweist, mit einem Transformator (9) und einer Anzahl von Gleichrichtereinheiten ( 22 1 ... 22_m) , wobei
- der Transformator (9) eine Primärwicklung (15) und eine Anzahl von Sekundärwicklungen ( 18 1 ... 18_m) aufweist, und
- jede Sekundärwicklung ( 18 1 ... 18_m) elektrisch mit einem Eingang (25_1 ... 25_m) einer der Gleichrichtereinheiten (22_1 ... 22_m) verbunden ist, wobei bei dem Verfahren - jeweils einer der Elektrolysezellenstränge (5_1 ... 5_m) von jeweils einem Ausgang ( 28 1 ... 28_m) einer der Gleichrichtereinheiten (22_1 ... 22_m) mit Gleichstrom versorgt wird .
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass
- von den Sekundärwicklungen ( 18 1 ... 18_m) jeweils im Wesentlichen eine Sekundärspannung gleicher Amplitude bereitgestellt wird.
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