高性能電壓巡檢方案在電解水制氫行業(yè)的應(yīng)用
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?背景

隨著碳達(dá)峰、碳中和政策的持續(xù)推進(jìn)，氫能作為一種清潔、高效、可持續(xù)的高質(zhì)量二次能源，正迎來高速發(fā)展。根據(jù)相關(guān)第三方數(shù)據(jù)，2023年我國年制氫產(chǎn)量約4380萬噸，已成為全球最?的制氫國。

按照制取?式和碳排放量的不同，氫能一般分為灰氫、藍(lán)氫和綠氫三種。綠氫是一種利用風(fēng)電、水電、光伏等可再生能源電解水制氫的方式，具有制氫純度高、無溫室氣體和有害氣體排放等優(yōu)勢。隨著可再生能源的快速發(fā)展、制氫設(shè)備成本的不斷下降，電解水制氫已成為未來制氫的主要發(fā)展方向。根據(jù)預(yù)測，2030年全球綠氫份額將從1%增長至34%，需求量將超過3000萬噸，年均復(fù)合增速高達(dá)81%。
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?行業(yè)需求及痛點

? ?電解水制氫系統(tǒng)一般包括電解槽、氫氣純化裝置、氫氣壓縮機、儲氫罐等，其中電解槽是一種通過直流電產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，將水分解為氫氣和氧氣的裝置，是制氫系統(tǒng)的核心。電解小室電壓正常與否反映了電解槽運行工況、陰極陽極的活性狀態(tài)，影響電解制氫的純度、效率，是影響電解槽安全運行、工作能耗的重要參數(shù)。
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如小室電壓過高，將會加速電解槽的腐蝕和磨損，降低其使用壽命，同時也會使電解速率下降，影響制氫效率。甚至?xí)?dǎo)致電解槽內(nèi)部壓力過大、溫度過高等問題，增加電解槽發(fā)生爆炸或漏電的風(fēng)險。
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如小室電壓過低，電解反應(yīng)的速度變慢，制氫所需時間增加，工作效率將大幅降低。電壓過低還會造成產(chǎn)物減少、雜質(zhì)增加、結(jié)晶不純等問題，嚴(yán)重影響制氫純度。此外，電壓過低還可能存在短路等問題導(dǎo)致火花爆炸等風(fēng)險。因此，如何實現(xiàn)對于不同規(guī)格電解槽多通道電壓的實時、精準(zhǔn)檢測，成為了電解制氫行業(yè)的關(guān)注重點。

傳統(tǒng)方案通常采用萬用表、PLC進(jìn)行電壓巡檢，存在安全性低、效率低下、使用不便等問題：

?安全性低：電解槽電流通常為千安甚至萬安級，溫度達(dá)90℃左右，如采用人工萬用表近距離接觸測量的方式，危險性極高。

?效率低：以1000Nm3堿性電解槽為例，小室設(shè)計數(shù)量一般為280個，人工采用萬用表巡檢需逐個測量，無法實時監(jiān)測和記錄所有小室電壓數(shù)據(jù)，效率較低。

?成本高，使用不便：如采用PLC自動測量，存在成本較高的問題，且后期數(shù)據(jù)分析需使用專業(yè)軟件進(jìn)行編程，使用較為不便。
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?NGI高性能電壓巡檢方案

NGI深耕氫能產(chǎn)業(yè)鏈多年，推出了N1200多通道高性能電壓巡檢儀，可廣泛應(yīng)用于電解槽、燃料電池電壓巡檢測試。
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安全可靠

設(shè)計高可靠信號隔離電路，確保電壓采集數(shù)據(jù)的獨立性和完整性。采用專用屏蔽線束，可有效降低電解槽現(xiàn)場復(fù)雜環(huán)境對采樣電壓信號的干擾，實現(xiàn)小室電壓遠(yuǎn)程采樣，無需現(xiàn)場近端測量。經(jīng)現(xiàn)場實測，巡檢儀測量距離≥15m。

高精度 高同步

設(shè)計高精度信號采集和調(diào)理電路，電壓精度高達(dá)±1mV，可實現(xiàn)小室電壓高精度檢測，溫度系數(shù)低至50ppm/℃，每10℃引起的誤差小于0.05%。200通道數(shù)據(jù)同步更新時間高達(dá)10ms，方便用戶實時采樣分析。

高集成度

19英寸1U的標(biāo)準(zhǔn)機箱支持最多200路采集，支持雙網(wǎng)口擴展通道以匹配1000Nm3、3000Nm3等更大規(guī)格。

數(shù)據(jù)分析功能強大

標(biāo)配上位機軟件采集、顯示、分析各通道電壓數(shù)據(jù)，支持柱狀圖、列表等顯示方式，實時顯示最高電壓值及對應(yīng)通道、最低電壓值及對應(yīng)通道、平均電壓值等數(shù)據(jù)，支持各通道電壓掉線檢測，支持?jǐn)?shù)據(jù)存儲和查詢，方便用戶保存分析。

此外，NGI亦能提供電壓巡檢儀多路同步校準(zhǔn)方案，最高精度可達(dá)0.1mV，可實現(xiàn)電壓巡檢儀一鍵校準(zhǔn)，滿足巡檢儀、電解槽等產(chǎn)業(yè)鏈客戶研發(fā)、來料檢測、日常維護(hù)等應(yīng)用場景。

如果您想要了解更多NGI產(chǎn)品信息及行業(yè)解決方案，請致電NGI服務(wù)熱線（400-966-2339）或登錄NGI官網(wǎng)（Http://www.ngitech.cn）。