CEEG

Comparación del rendimiento de tres tipos de sistemas de rectificación electrolítica

24 de octubre de 2023

a. Sistema de rectificación con tiristores multipulso: Logra armónicos de corriente y de tensión relativamente ideales mediante tecnología de rectificación con desplazamiento de fase simple, con un sistema de 12 pulsos o de 24 pulsos. En un sistema de 12 pulsos, los armónicos de corriente oscilan entre el 12% y el 14%, y los armónicos de tensión rondan el 1.2%. En un sistema de 24 pulsos, los armónicos de corriente descienden al 5-6%, y los armónicos de tensión se reducen al 0.9%. El sistema de rectificación con tiristores multipulso incorpora cambiadores de tomas bajo carga en el transformador rectificador para ajustar convenientemente la tensión del lado de válvula. Este sistema mantiene un factor de potencia mayor o igual a 0.95 y una eficiencia superior al 98.5%. Existen diversas configuraciones de transformador disponibles para el sistema de rectificación con tiristores multipulso, incluyendo la estructura de estrella doble trifásica de cinco columnas de 6 pulsos, la estructura de estrella doble trifásica con reactancias de equilibrado de 6 pulsos, la estructura de 12 pulsos con desplazamiento de fase estrella-triángulo en el lado de válvula, la estructura de 24 pulsos con desplazamiento de fase en el lado de red combinado con desplazamiento de fase estrella-triángulo en el lado de válvula, y la estructura de 24 pulsos ajustada mediante autotransformador en el lado de red.

b. Rectificación en puente trifásico con diodos + sistema de troceado (chopping) con IGBT: El factor de potencia puede alcanzar 0.96 o superior, con una eficiencia que supera el 98.5%. El transformador rectificador tiene una estructura sencilla, normalmente sin cambiador de tomas bajo carga, lo que lo convierte en una solución madura, fiable y rentable. Puede satisfacer los requisitos actuales de los electrólizadores ALK de 500-1000 Nm3/h y de los electrólizadores PEM de 200-500 Nm3/h.

c. Solución de rectificación PWM en puente trifásico con IGBT + troceado DC/DC: El circuito de rectificación PWM garantiza armónicos de corriente inferiores al 3%, un factor de potencia superior a 0.99 y una eficiencia que supera el 99.0%. El transformador rectificador tiene una estructura sencilla y normalmente no requiere cambiador de tomas bajo carga. Es adecuado para aplicaciones de producción de hidrógeno en el rango de 500-1000 Nm3/h para electrólizadores ALK y de 200-500 Nm3/h para electrólizadores PEM. Esta solución es aplicable a escenarios de producción de hidrógeno con energías renovables, como la fotovoltaica y la eólica, donde la fuente de alimentación es inestable. Sin embargo, actualmente implica costes más elevados y una menor rentabilidad.

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