直流恒流源作为制氢电源的核心设备,参数需匹配电解水制氢的工艺特性(大电流、高稳定性、长时连续运行),核心分为
电气性能参数、制氢工艺适配参数、可靠性与工程参数三大类,同时包含关键的保护与控制参数,以下是全维度核心参数整理,适配碱性电解槽、PEM 电解槽等主流制氢场景:
一、核心电气性能参数(*关键)
- 输出电流
- 额定输出电流:制氢核心参数,需匹配电解槽额定工作电流(碱性槽多为几百 A~ 几千 A,PEM 槽电流密度更高,电流范围适配槽体规格);
- 电流调节范围:通常0~110% 额定电流连续可调,满足制氢负荷调节需求;
- 电流稳定精度:≤±0.1%~±1% FS(满量程),电解水制氢对电流稳定性要求极高,精度直接影响产氢量和电解槽寿命。
- 输出电压
- 额定输出电压:适配电解槽工作电压(碱性槽约 1.8~2.5V / 单槽,串联后总电压几十 V~ 几百 V;PEM 槽约 1.6~2.2V / 单槽,总电压随串数调整);
- 电压调节范围:0~110% 额定电压,适配电解槽启停、负荷变化时的电压波动;
- 电压纹波系数:≤0.5%~2%(峰峰值),低纹波避免电解槽电极极化、析氧析氢不均。
- 功率与效率
- 额定输出功率:由额定电流 × 额定电压得出,匹配制氢系统产氢量对应的功率需求;
- 转换效率:≥90%~95%(AC-DC),制氢为高能耗工艺,高效率降低运行成本;
- 功率因数:≥0.95(输入侧),满足电网谐波与节能要求。
二、制氢工艺专属适配参数
- 电流响应特性
- 动态响应时间:≤100ms~500ms,适配风电 / 光伏制氢的新能源波动场景,实现电流快速跟随;
- 恒流保持能力:长时连续运行(24h×365d)无电流漂移,保证产氢量稳定(产氢量与电流成正比,法拉第定律)。
- 电解槽适配保护参数
- 输出限流保护:可精准设定,防止电解槽过流烧蚀电极;
- 输出过压保护:适配电解槽空载 / 异常时的电压抬升,避免槽体击穿;
- 欠压保护:防止电解槽工作电压不足导致析氢效率骤降。
三、输入侧电网适配参数
- 输入电压:工业制氢多为380V/400V 三相 AC,大功率制氢可适配 10kV 高压输入,需支持电压波动 ±10%~±15%,适配电网不稳定场景;
- 输入频率:50/60Hz 通用,满足国内外电网要求;
- 谐波抑制:THDi≤5%(电流总谐波畸变率),符合 GB/T 14549-1993 电网谐波标准,避免对电网造成干扰。
四、可靠性与工程运行参数
- 工作方式:连续工作制(S1),制氢系统需 24 小时不间断运行,不支持间歇工作制;
- 环境适应性:工作温度 - 10℃~45℃,湿度≤90%(无凝露),适配制氢站工业环境;
- 散热方式:大功率机型采用水冷散热(效率高、噪音低),小功率可风冷,需匹配制氢站冷却系统;
- 平均无故障工作时间(MTBF):≥50000h,降低制氢系统停机维护成本;
- 防护等级:IP21/IP54(室内 / 室外安装),防止粉尘、水汽进入设备,适配制氢站防爆 / 防腐环境。
五、控制与通信参数
- 控制方式:本地触摸屏 / 按键控制 + 远程 PLC / 上位机控制,支持电流、电压精准设定;
- 通信协议:Modbus RTU/TCP、Profibus、Profinet 等工业通用协议,实现制氢系统群控、数据远传;
- 数据采集:支持电流、电压、功率、温度、运行时间等参数实时采集,便于产氢量计量与设备运维。
六、安全与防爆参数(制氢站核心要求)
- 防爆等级:Ex d IIB T4 Gb/Ex nA II T4 Gc(根据制氢站防爆区域划分,1 区 / 2 区适配不同防爆等级);
- 接地保护:标配可靠接地端子,接地电阻≤4Ω,防止设备漏电;
- 急停功能:本地 + 远程急停按钮,支持制氢系统联锁停机,应对突发故障;
- 温度保护:设备内部功率模块、散热系统超温时自动降载 / 停机,防止设备损坏。
不同制氢技术参数侧重点
| 制氢类型 |
核心参数侧重 |
典型参数范围 |
| 碱性电解水制氢 |
大电流、宽电压、高稳定性 |
电流 500A~5000A,电压 0~500V |
| PEM 电解水制氢 |
高电流密度、快动态响应、低纹波 |
电流 100A~2000A,电压 0~300V,纹波≤0.5% |
| 新能源耦合制氢(风 / 光) |
宽输入电压、快速电流跟随、离网适配 |
响应时间≤100ms,输入电压波动 ±20% 适配 |