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公開番号2025013217
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-24
出願番号2024104508
出願日2024-06-28
発明の名称複数のエレクトロライザーへの電力供給システム及び関連設備と方法
出願人ジーイーエナジーパワーコンバージョンテクノロジーリミテッド,GE Energy Power Conversion Technology Ltd.
代理人個人,個人
主分類C25B 9/65 20210101AFI20250117BHJP(電気分解または電気泳動方法;そのための装置)
要約【課題】複数のエレクトロライザーへの電源供給システム及び関連設備と方法を提供する。
【解決手段】複数のエレクトロライザー(2、3、4)の電源システム(5)は、グリッド(G)に接続される主入力端子(6)と、AC/AC電源コンバータ(7)と、制御回路(10)と、複数の供給ブランチ(12、13、14)とを含み、各供給ブランチ(12、13、14)は、供給ブランチの入力端子(15、16、17)に接続された一次回路および少なくとも1つの二次回路を含むブランチ変圧器(21、22、23)と、ブランチ変圧器の二次回路に接続された少なくとも1つの整流器(24、25、26)とを含み、整流器は、供給ブランチの出力端子(18、19、20)に接続された出力端子(30、31、32)を含み、供給ブランチの出力端子に直流電流を供給する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
複数のエレクトロライザー(2、3、4)のための電力供給システム(5)であって、
グリッド(G)に接続されることが意図された主入力端子(6)と、
主入力端子(6)に接続された入力端子(8)と、出力端子(9)と含むAC/AC電力変換器(7)と、
前記グリッドから供給される電力から前記AC／AC電力変換器によって出力端子（9）に供給される少なくとも1つの供給電流（Is）の振幅が所定の値に等しくなるように、前記AC／AC電力変換器（7）を制御するように構成された制御回路（10）と、
複数の供給ブランチ（12、13、14）と、を含み、
各供給ブランチ（12、13、14）は、入力端子（15、16、17）と、エレクトロライザー（2、3、4）に接続されることを意図した少なくとも1セットの出力端子（18、19、20、73、74、75）とを含み、
複数の供給ブランチ（12、13、14）の入力端子（15、16、17）は、供給電流が供給されるAC/AC電力変換器の出力端子に直列に接続され、
各供給ブランチ（12、13、14）は、当該供給ブランチの入力端子（15、16、17）に接続された一次回路と、少なくとも1つの二次回路とを含むブランチ変圧器（21、22、23、60）と、前記ブランチ変圧器の二次回路に接続された少なくとも1つの整流器（24、25、26、64、65、66）と、前記ブランチ変圧器の二次回路に接続された整流器（24、25、26、64、65、66）とを含み、
前記整流器は、前記供給ブランチの出力端子（18、19、20、73、74、75）に接続された出力端子（30、31、32、70、71、72）を含み、前記供給ブランチの出力端子に直流電流を供給する、電力供給システム。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
供給ブランチ（12、13、14）の数がエレクトロライザー（2、3、4）の数に等しく、各供給ブランチ（12、13、14）の出力端子（18、19、20）の前記セットが前記エレクトロライザー（2、3、4）に接続されることを意図されている、請求項1に記載の電力供給システム。
【請求項３】
少なくとも1つの供給ブランチ（12、13、14）の前記ブランチ変圧器（60）は、当該ブランチ変圧器（60）の前記一次回路の相数と同数の二次回路（61、62、63）を含み、前記少なくとも1つの供給ブランチ（12、13、14）は、前記二次回路の数と同数の整流器（64、65、66）を含み、前記整流器の数と同じ数の出力端子のセット（７３、７４、７５）を含み、各整流器はブランチ変圧器の二次回路に接続され、前記供給ブランチの出力端子のセット（73、74、75）に接続された出力端子（70、71、72）を含み、前記供給ブランチの前記出力端子のセットに直流電流を供給し、前記AC／AC電力変換器（7）の出力端子（9）の相の数は少なくとも2に等しい、請求項1に記載の電力供給システム。
【請求項４】
前記交流主入力端子（6）に接続される一次側回路と、前記交流／交流電力変換器の入力端子（8）に接続される二次側回路とを含む主変圧器（11）をさらに含む、請求項１に記載の電力供給システム。
【請求項５】
前記制御回路（10）はさらに、供給電流（Is）の周波数が、交流主入力端子（6）上のグリッドから供給されるグリッド電流（IG ）の周波数よりも高くなるように、前記AC/AC電力変換器（7）を制御するように構成されている、請求項1に記載の電力供給システム。
【請求項６】
各整流器（24、25、26、64、65、66）が複数の相レグ（50、51、52、80、81）を含み、各相レグが直列のダイオード（55）を含む、請求項1に記載の電力供給システム。
【請求項７】
各整流器（24、25、26、64、65、66）が複数の相レグ（50、51、52、80、81）を含み、各相レグが直列のトランジスタ（58）およびダイオード（55）を含む、請求項1に記載の電力供給システム。
【請求項８】
各整流器（24、25、26、64、65、66）が複数の相レグ（50、51、52、80、81）を含み、各相レグが直列に接続されたゲートターンオフサイリスタ（56）とダイオード（55）とを含む、請求項1に記載の電力供給システム。
【請求項９】
少なくとも1つの供給ブランチ（12、13、14）が、メインスイッチ（33、34、35）を含み、前記メインスイッチが閉じているときに、前記供給ブランチのブランチ変圧器（21、22、23、60）の一次回路に供給電流が供給されないように、前記供給ブランチの入力端子（15、16、17）を接続して、前記供給ブランチを分路する、請求項1に記載の電力供給システム。
【請求項１０】
少なくとも1つの供給ブランチ（12、13、14）が、メインスイッチ（33、34、35）が閉じているときに前記供給ブランチの整流器（24、25、26、64、65、66）に電流が供給されないように、前記供給ブランチ（12、13、14）のブランチ変圧器（21、22、23）の少なくとも1つの二次回路（61、62、63）の相を接続するメインスイッチ（33、34、35）を含む、請求項1に記載の電力供給システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロライザー（electrolyzers：電解槽、水電解装置）に関するものであり、より詳細には、複数のエレクトロライザーのための電力供給システム、そのような電力供給システムを備える設備、および複数のエレクトロライザーを供給する方法に関する。
続きを表示（約 1,000 文字）【背景技術】
【０００２】
一般に、電解プラント（electrolysis plant）は複数のエレクトロライザーを含む。
【０００３】
各エレクトロライザーは、水入力、二酸素出力（dioxygen output）、二水素出力（dihydrogen output）、直流（ＤＣ）電源入力（direct current DC power input）を含む。
【０００４】
直流電源から供給を受ける各エレクトロライザー（Each electrolyzer supplied by a DC power supply）は、水を二水素（dihydrogen）と二酸素（dioxygen）に分解する。
【０００５】
コストとプラントの複雑さを低減するため、電解プラントは一般に、複数のエレクトロライザーの水入力を例えば水タンクに接続する共通の水供給回路（common water supply circuit）と、複数のエレクトロライザーで発生した二酸素を回収する共通の二酸素排気回路と、複数のエレクトロライザーで発生した二水素を回収する共通の二水素排気回路（common dihydrogen exhaust circuit）とを含む。
【０００６】
しかし、電気絶縁の問題やエレクトロライザーのセルの経年劣化のため、複数のエレクトロライザーの各エレクトロライザーにはそれぞれ異なる供給システム(supply system：供給系統)から電解液を供給する必要がある。
【０００７】
エレクトロライザーのセルの老化は、エレクトロライザーの供給電圧の上昇につながる。
【０００８】
エレクトロライザーの経年変化が均一でないため、エレクトロライザーごとに供給電圧が異なる場合がある。
【０００９】
各供給システムは、一般に、供給グリッドに接続された一次側と二次側とを含む変圧器と、交流（ＡＣ）／直流（ＤＣ）電力変換器（alternating current AC/direct current DC power converter：ＡＣ／ＤＣパワーコンバータ）を含む。
【００１０】
各ＡＣ／ＤＣ電力変換器には、ＡＣ／ＤＣ電力変換器の効率を高めるためにゲートターンオフサイリスタ（gate turn off thyristors：ゲート遮断用サイリスタ）が使用されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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