5、台达电子——不同制氢技术场景下制氢电源的选择策略.pdf

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1、杨 文 强台达电子06/30/20252025（第三届）电解水制氢产业论坛不同制氢场景下制氢电源的选择策略2Delta Confidential目 錄01可再生能源制氢电源的现状及挑战0203大规模可再生能源离并网制氢系统方案0405可再生能源制氢电源及系统发展趋势台达可再生能源制氢电源及系统方案不同制氢场景下制氢电源的选择策略可再生能源制氢电源的现状与挑战4Delta Confidential可再生能源制氢对电源的要求 大功率(数10MW级)-低压（1500Vdc）、大电流（kA数10kA级）高电能质量 直流输出电压纹波（1%）、输出电流纹波（%）、低交流输入电流谐波（THD3%）、高功率因

2、数（0.95）高效率、低成本-降低制氢的成本整个功率变化范围内达到高效率 宽功率波动适应性适应可再生能源发电功率变化（5%110%）额定产氢量(Nm3/h)10002000300040005000额定功率(MW)510152025最大输出电压（V）3001000碱性（ALK）电解槽电源额定产氢量(Nm3/h)200300400500额定功率(MW)1.01.52.02.5最大输出电压（V）3001500质子交换膜（PEM）电解槽电源绿电制氢场景5Delta Confidential制氢电源现状与挑战可控硅整流电源为绝对主流，占比90%以上。技术成熟、成本低。但随运行功率降低，PF降低、谐波增大

3、。IGBT整流电源处于示范应用阶段。成本较高，PF、谐波性能好。现状 挑战 随电解槽大型化，整流电源功率和电流需求不断增大，（25MW/25kA for ALK：5000Nm3/h)。IGBT整流电源需大幅度降低成本。可控硅整流电源IGBT整流电源Source:https:/ Confidential 综合比较，24脉波移相变+不控整流+IGBT DC/DC 拓扑的制氢电源性价比最高。台达现有的制氢电源采用此技术。制氢电源技术系统成本效率功率因数谐波电流宽功率波动适应性可靠性控制复杂性有载调压24脉波移相变+晶闸管整流+-+24脉波移相变+不控整流+IGBT DC/DC+常规变压器+IGBT

4、PWM整流+DC/DC-+-(+优;+良;一般;-差）三种制氢电源技术的比较大规模可再生能源离并网制氢系统方案8Delta Confidential欧盟可再生能源指令现阶段出台的“绿氢标准”，绿氢需同时满足下面两个要求全生命周期碳排放要求：绿氢的减排量需要达到70%，即可再生氢全生命周期碳排放最高约28.2gCO2eq/MJ。制氢的电力来源要求：要满足地理匹配、时间匹配等多种要求，督促尽量使用本地、新建的风电/光伏等可再生电力。绿氢标准允许的电力来源绿氢允许使用的电力来源 绿电离网制氢或使用有限比例网电（10%）可满足绿氢要求。9Delta Confidential 风光交流耦合离/并网制氢大

5、规模可再生能源制氢系统方案 风光直流耦合离/并网制氢MW数十MW级风或光交流耦合并网制氢为主；处于大规模技术验证与示范阶段。10/35kVAC制氢监控系统DC 母线制氢监控系统 现状 挑战百MW级大规模风光交流离网制氢系统技术；十百MW级光伏直流离网制氢系统技术。不同制氢场景下制氢电源的选择策略策略以200Nm3/h PEM水电解槽制氢电源为目标11Delta Confidential 确定具体制氢项目供电系统的类型、特性强/弱并网 or 离网，直流 or 交流功率波动范围和变化率电能质量指标不同制氢场景下制氢电源的选择策略 明确电解槽对直流电压、电流的要求输出范围纹波要求 根据安装地点、环境

6、，确定防护等级室内、室外、集装箱内环境温度、海拔等 比较不同类型电源方案，选定性价比最佳的方案性能合适，不超配技术成熟，成本低。台达IGBT可再生能源制氢电源及系统解决方案以200Nm3/h PEM水电解槽制氢电源为目标Delta Confidential台达集团概况Delta ConfidentialDelta Confidential16Delta Confidential额定产氢量(Nm3/h)1000150020002500300040005000额定功率(MW)57.51012.5152025最大输出功率(MW)691215182430额定DC电流(kA)8.2/15.7*10.51