Wasserstoff-Elektrolyse

Die Leistungshalbleiter von Infineon sind darauf ausgelegt, die wachsende Nachfrage nach energieeffizienten und umweltfreundlichen Produkten zu decken. Sie unterstützen das gesamte Leistungsspektrum für verschiedene AC- und DC-gekoppelte Leistungswandlungstopologien vom kW- bis zum MW-Bereich bei der Herstellung von grünem Wasserstoff. 

Bei der Elektrolyse wird Wasserstoff erzeugt, indem Wasser mithilfe von Elektrizität in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten wird. Das Verfahren erfordert eine hohe Gleichspannung, die von Leistungswandlungssystemen geliefert wird. Das Design dieses Wandlers hat einen erheblichen Einfluss auf die Gesamteffizienz, die Zuverlässigkeit und die Kosten der Anlage für grünen Wasserstoff.

Leistungshalbleiter von Infineon mit AC- und DC-gekoppelten Leistungswandler-Topologien werden in großen Wasserstoffanlagen eingesetzt. Wechselstrom aus dem Netz oder aus Windkraftanlagen muss für den Elektrolyseur in Gleichstrom umgewandelt werden. Gleichstromeinspeisungen aus Photovoltaik- oder Energiespeichersystemen müssen ebenfalls auf geeignete Spannungsebenen umgewandelt werden. Im Rahmen eines Elektrolyseplans kann eine Vielzahl von Topologien zur Leistungswandlung eingesetzt werden, darunter:

AFE-Gleichrichter:

Aktive Front-End-Gleichrichter sind IGBT-basierte Wandler, die mit einem Leistungsfaktor von Eins betrieben werden können und einen geringen Klirrfaktor (weniger als 5 %) aufweisen. Für Systeme bis zu 250 kW sind die kostengünstigen Easy- und 62-mm-Module für Systemausgänge geeignet. Für Anlagen über 250 kW sind die Module EconoDUAL™ 3, XHP™, PrimePACK™ und IHM eine optimale Wahl.

Thyristoren und Dioden:

Mehrpulsige Thyristorwandler, in der Regel 12- oder 24-pulsige Topologien, sind aufgrund ihrer Robustheit, ihres hohen Wirkungsgrads und ihrer hohen Stromdichte für die Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom beliebt. Thyristor-Gleichrichter eignen sich besonders für Anwendungen mit hoher Leistung (größer als 1 MW). Hohe Systemleistungen (über 50 MW) können durch das Zusammenspiel mehrerer Hochleistungsschalter effizient realisiert werden.

Abwärts-Aufwärts-Wandler/DAB:

Abwärts-Chopper und eine doppelt aktive Brücke werden häufig als Rückstufe von Thyristor- oder Diodengleichrichtern mit höheren Leistungsfaktoren über einen weiten Betriebswandlerbereich eingesetzt.

Ressourcen

• Webinar:
• Grüner Wasserstoff: Effiziente Elektrolyse durch umfassende Lösungen zur Leistungswandlung
• Präsentation:
• Grüner Wasserstoff: Effiziente Elektrolyse durch umfassende Lösungen zur Leistungswandlung
• Technisches Erklärungsvideo:
• Leistungshalbleiter für grünen Wasserstoff - Lösungen von Infineon für die Wasserstoff-Elektrolyse
• Podcast-Folgen:
• Wasserstoff im Detail mit Varun Raghunath und Nils Przybilla
• Wasserstoff in der Zukunft mit Nils Przybilla und Varun Raghunath