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Soluzioni a IGBT per la produzione di Idrogeno Verde
Convertitori di potenza nella produzione di idrogeno verde
Giuseppe Grassi - Secom
Sommario
- Il ruolo centrale della conversione di potenza: Power Quality
- Requisiti tipici per la produzione di idrogeno
- Tecnologie della conversione: SCR e IGBT a confronto
Il ruolo centrale della conversione di potenza: Power Quality
I target della transizione ecologica richiederanno molti impianti ad energia rinnovabili che a loro volta richiederanno altrettanti sistemi di stoccaggio di energia (SSE) per utilizzare le fonti al meglio.
Qualunque sarà il tipo di SSE, un altissimo numero di convertitori di ogni taglia di potenza verrà installato tenendo presente che dovrà avere un basso impatto in termini di domanda/offerta energia complessiva, footprint, efficienza e soprattutto power quality direttamente correlato alla stabilità di rete e alle perfomance del sistema e degli altri sistemi interconnessi.
Due importanti parametri della power quality sono il power factor (PF) e il contenuto armonico (THD, Total Harmonic Distortion) al punto di collegamento alla rete. Se i limiti di questi parametri non sono rispettati si avranno più perdite e instabilità (black out, malfunzionamenti, ...).
Tecnologie della conversione
La tecnologia a IGBT con inverter AFE e DC/DC chopper (se necessario) è la più adatta ai SSE perché da una soluzione resiliente alla problematica della power quality grazie ad un PF unitario e un THD pressoché nullo in ogni condizione di carico e quindi dovrebbe essere sempre presa in considerazione come prima opzione.
La tecnologia a IGBT permette nel complesso un sistema più efficiente, compatto e modulare grazie ad un PF di funzionamento pressoché unitario e quindi ad un dimensionamento del trasformatore ottimizzato (MVA) evitando l'utilizzo di un sistema di rifasamento e filtro armoniche.
Inoltre, la tecnologia IGBT garantisce un DC ripple più contenuto grazie alla sua più alta frequenza di funzionamento consente l'uso di una induttanza di uscita più piccola
I target della transizione ecologica richiederanno molti impianti ad energia rinnovabili che a loro volta richiederanno altrettanti sistemi di stoccaggio di energia (SSE) per utilizzare le fonti al meglio.
Qualunque sarà il tipo di SSE, un altissimo numero di convertitori di ogni taglia di potenza verrà installato tenendo presente che dovrà avere un basso impatto in termini di domanda/offerta energia complessiva, footprint, efficienza e soprattutto power quality direttamente correlato alla stabilità di rete e alle perfomance del sistema e degli altri sistemi interconnessi.
Due importanti parametri della power quality sono il power factor (PF) e il contenuto armonico (THD, Total Harmonic Distortion) al punto di collegamento alla rete. Se i limiti di questi parametri non sono rispettati si avranno più perdite e instabilità (black out, malfunzionamenti, ...).
Tecnologie della conversione
La tecnologia a IGBT con inverter AFE e DC/DC chopper (se necessario) è la più adatta ai SSE perché da una soluzione resiliente alla problematica della power quality grazie ad un PF unitario e un THD pressoché nullo in ogni condizione di carico e quindi dovrebbe essere sempre presa in considerazione come prima opzione.
La tecnologia a IGBT permette nel complesso un sistema più efficiente, compatto e modulare grazie ad un PF di funzionamento pressoché unitario e quindi ad un dimensionamento del trasformatore ottimizzato (MVA) evitando l'utilizzo di un sistema di rifasamento e filtro armoniche.
Inoltre, la tecnologia IGBT garantisce un DC ripple più contenuto grazie alla sua più alta frequenza di funzionamento consente l'uso di una induttanza di uscita più piccola
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Fonte: mcT Petrolchimico Milano novembre 2021 Petrolchimico e transizione energetica: dai combustibili fossili all’idrogeno
Parole chiave: Convertitori e Trasformatori, Efficienza Industriale
