Elektrolyse

Die Elektrolyse zur Erzeugung von Wasserstoff ist nach aktuellem Kenntnisstand ein wesentlicher Bestandteil der Energiewende.

Insbesondere bei hohen Anlagenleistungen wird die elektrische Energie über Transformatoren auf der Mittelspannungsebene entnommen und den sekundärseitig angeschlossenen Gleichrichtern im Niederspannungsbereich zur Verfügung gestellt. Die Gleichrichter versorgen den Elektrolyseur mit dem benötigten Gleichstrom.

Unser Gleichrichterportfolio deckt den gesamten Leistungsbereich ab bis hin zur Parallelschaltung von Modulen zur Erreichung beliebig hoher Leisungen.

Gleichrichter für Elektrolyseanwendungen werden in unterschiedlichen Technologien ausgeführt:

• Thyristortechnik: Thristoren verfügen über geringe Durchlaßverluste und hohe Stromtragfähigkeiten. Thyristorgleichrichter verursachen jedoch nicht zu vernachlässigende Netzrückwirkungen, die weiteren Aufwand mit sich bringen. Zur Verminderung der Netzrückwirkungen wird die Anlagenleistung oftmals auf zwei Gleichrichter aufgeteilt, deren Phasenlage gegeneinander verschoben ist. Es wird ein Transformator mit zwei Sekundärwicklungen benötigt, der auf Stromrichterbetrieb ausgelegt ist. Auch kommen Filterkreise zur Anwendung, die auf einzelne Harmonische abgestimmt werden. Die Leistungsregelung erfolgt bauartbedingt über Phasenanschnittsteuerung der Gleichrichter.    
  
• Transistortechnik: Als Halbleiter kommen IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) Module zum Einsatz. Diese Module zeigen im direkten Vergleich zu Thyristoren höhere Durchlaßverluste und weniger Stromtragfähigkeit. Dagegen steht die nahezu netzrückwirkungsfreie Stromentnahme aus dem Versorgungsnetz, so daß der Transformator nicht auf Stromrichterbetrieb ausgelegt werden muß und mit einer Sekundärwicklung auskommt. IGBT Gleichrichter arbeiten leistungsunabhängig mit einem konstant geringen einstellbaren Phasenwinkel am Netz.
• Kombination aus Thyristor- und Transistortechnik: Diese Variante vereint die Vorteile beider Technologien. Thyristoren übernehmen den größten Teil des Strom und spielen so den Vorteil ihrer geringen Duchlaßverluste aus. Dazu parallel geschaltete Transistoren übernehmen die Korrektur des dem Netz entnommenen Stroms in Richtung optimaler Sinusform und Verringerung des Phasenwinkels. Eine Auslegung des Eingangstransformators auf Stromrichterbetrieb ist nicht erforderlich. 

Unsere neueste Enwicklung zur Steigerung des Anlagenwirkungsgrads besteht in der Anwendung der SiC (Silicon Carbide) Technologie auf unsere Transistorgleichrichter. Die SiC Ausführung ermöglicht den Bau sehr leistungstarker Gleichrichter mit den Vorteilen der oben beschriebenen Transistortechnik und deutlich verringerten Durchlaßverlusten gegenüber IGBT Ausführungen.

Unsere Gleichrichter verfügen ausgangsseitig über sehr geringe Restwelligkeiten. Optional ist diese Restwelligkeit einstellbar in beide Richtungen.