Elettrolisi dell'idrogeno

I semiconduttori di potenza di Infineon sono progettati per soddisfare la crescente domanda di prodotti efficienti dal punto di vista energetico ed ecocompatibili, coprendo l'intero spettro di prestazioni per varie topologie di conversione di potenza in c.a. e c.c. dell'ordine dei kW fino ai MW nella produzione di idrogeno verde. 

L'elettrolisi produce idrogeno utilizzando l'elettricità per scindere l'acqua nei suoi componenti idrogeno e ossigeno. Il processo richiede alti livelli di corrente continua (c.c.) forniti da sistemi di conversione di potenza. La progettazione di questo convertitore influisce in modo significativo sull'efficienza complessiva, sull'affidabilità e sul costo dell'impianto a idrogeno verde.

I semiconduttori di potenza di Infineon con topologie di conversione di potenza accoppiata in c.a. e c.c. sono utilizzati nei grandi impianti di idrogeno. Gli ingressi c.a. dalla rete o da fonti di energia eolica devono essere convertiti in c.c. per l'elettrolizzatore. Anche gli ingressi c.c. da sistemi fotovoltaici o di immagazzinaggio dell'energia devono essere convertiti in livelli di tensione adeguati. All'interno di un piano di elettrolisi si possono trovare diverse topologie di conversione dell'energia, tra cui:

Raddrizzatori AFE:

I raddrizzatori del front-end attivo sono convertitori basati su IGBT che possono funzionare a fattori di potenza unitari e presentano bassi livelli di distorsioni armoniche totali (inferiori al 5%). Per i sistemi fino a 250 kW, i moduli Easy e da 62 mm sono economicamente adatti per le uscite del sistema. Per quelli superiori a 250 kW, i moduli EconoDUAL™ 3, XHP™, PrimePACK™ e IHM sono la scelta ottimale.

Tiristori e diodi:

I convertitori basati su tiristori multi-impulso, solitamente con topologie a 12 o 24 impulsi, sono molto diffusi per la conversione di potenza da c.a. a c.c. grazie alla loro robustezza, agli alti livelli di efficienza e all'alta densità di corrente. I raddrizzatori a tiristori sono particolarmente utili nelle applicazioni ad alta potenza (superiore a 1 MW). L'alta potenza del sistema (superiore a 50 MW) può essere realizzata in modo efficiente attraverso l'interazione di molti interruttori ad alta potenza.

Buck/boost, DAB:

Chopper di tipo buck e un DAB (Dual Active Bridge) vengono spesso utilizzati come stadio posteriore dei raddrizzatori a tiristori o diodi con fattori di potenza più elevati in un ampio intervallo di funzionamento del convertitore.

Risorse

• Webinar:
• Idrogeno verde: elettrolisi efficiente grazie a soluzioni complete di conversione di potenza
• Presentazione:
• Idrogeno verde: elettrolisi efficiente grazie a soluzioni complete di conversione di potenza (applicazione)
• Video tecnico esplicativo:
• Semiconduttori di potenza per l'idrogeno verde - Le soluzioni di Infineon per l'elettrolisi dell'idrogeno
• Episodi del podcast:
• Approfondimento sull'idrogeno con Varun Raghunath e Nils Przybilla 
• L'idrogeno all'orizzonte con Nils Przybilla e Varun Raghunath