氫元素是宇宙中最豐富的元素，氫氣在燃燒過程中不會釋放任何有毒物質而且不會導致溫室效應。作為可再生可持續的能源，氫能在當代工業領域和日常生活中的能源占比在顯著提高。歐洲指令Directive(EU) 2023/2413—推廣可再生能源，要求到2030年將交通運輸中的溫室氣體排放降低14.5%，同時將可再生能源在歐盟總體能源消耗中的比例提高到 42.5%。顯然，氫能將成為新能源體系中的重要組成部分。

電解槽制氫設備的安全要求

制氫作為氫能利用的起點，在這個環節過程中有不少特定的安全要求，需要特殊的安全裝置來配合才能使得整個制氫過程安全可靠。電解槽制氫是通用的基本原理，通過對水施加電荷，把水分解成氫氣和氧氣。

根據設備工藝不同，電解槽制氫設備常見的有AEL(Alkaline ElectroLyser)和PEM(Proton Exchange Membrane)。

它們在運行過程中都有如下類似的安全要求：

l 氫氣壓力監測

l 氫氣存在檢測(監測房間/密閉空間)

l 設備溫度監控

l 電解槽電壓監控

l 電解槽電流監控

l 設備安全門監控

l 設備出入授權管理

電解槽內的電壓和電流監控

電解槽在正常運行時槽內的水電解這個過程是連續不斷且是穩定的，產生的氫氣過多或過少都會對整個設備和周邊產生安全影響。通過監控電解槽內每個單元的電壓和整流器的電流，可以實時了解水電解過程的情況。由于電解槽內的電壓過高(通常大于800V)，因此普通的安全電壓監控無法滿足要求。作為安全領域的專家，PILZ即將發布適用于電解槽電壓、電流監控的安全模塊，經過IEC 61508認證，達到SIL 2。

這些HVT模塊為24VDC供電，安全輸出由內部2個獨立的正導向型繼電器所組成，共4副NO安全輸出觸點。此外模塊提供0/4~20mA模擬量電流輸出對應當前所測得的電壓值，還有RS485串口通訊接口用于向外部設備傳遞狀態信息。

將HVT模塊的輸出信號連接至安全控制器，例如PNOZmulti2，就能實現電壓安全監控、電流安全監控和其他安全功能之間的安全邏輯了，使得整個電解槽的安全功能融合在1個安全系統中。PNOZmulit2系統能夠提供安全模擬量(4~20mA)輸入點，將HVT模塊的模擬量輸出連接至PNOZmulit2系統的安全模擬量輸入點就能實現對HVT模塊所檢測的高電壓和高電流的安全閾值監控和安全范圍監控了。

HVT模塊計劃于2024年10月供應市場，如您對PILZ氫能電解槽安全解決方案感興趣的話，可聯系我們。作為自動化專家，皮爾磁PILZ正在全球綠色能源的安全制造和使用領域發揮著重要的作用。