Un stack d’électrolyseur PEM nu nécessite cinq fonctions auxiliaires : une alimentation en courant continu adaptée, la gestion de l’eau, la séparation gaz-eau, le refroidissement, ainsi que la surveillance et la commande. Votre projet nécessite également des réseaux d’alimentation adaptés sur site et un raccordement à l’équipement qui utilisera l’hydrogène.
Ces fonctions constituent les auxiliaires du stack, ou balance of plant : les équipements qui l’alimentent, évacuent ses produits et sa chaleur, et gèrent son fonctionnement. Commencez par définir cet ensemble, puis déterminez les composants que vous vous procurerez vous-même et ceux à inclure dans votre commande.
Si vous hésitez encore sur le type de produit, consultez notre comparaison entre stack et générateur d’hydrogène complet. Le présent guide concerne l’étape suivante : prévoir les équipements autour du stack choisi.
Comment les équipements auxiliaires s’articulent
Le schéma présente les fonctions des équipements et leurs relations avec le stack. Pour les détails de tuyauterie, de câblage et de commande, utilisez le manuel du modèle choisi et les documents de conception du projet.
1. Adapter l’alimentation en courant continu au stack
L’alimentation fournit le courant continu utilisé par l’électrolyseur. Les explications du département de l’Énergie des États-Unis sur l’électrolyse PEM décrivent comment cet apport électrique permet la décomposition de l’eau.
Choisissez l’alimentation selon les exigences de tension et de courant du stack concerné, en tenant compte du mode de fonctionnement requis. Le manuel du stack Mads présente une alimentation en courant continu régulée à courant constant dans l’ensemble auxiliaire. Une puissance nominale adaptée ne suffit pas à établir la compatibilité d’une alimentation.
Pour une demande de devis, précisez le modèle du stack, l’alimentation en courant alternatif disponible et toute alimentation en courant continu que vous prévoyez déjà d’utiliser. Distinguez la puissance de sortie maximale de l’alimentation de la consommation électrique de l’installation complète.
2. Prévoir le circuit d’eau et maintenir sa qualité
Le circuit d’eau alimente le stack en eau et en assure la circulation. La configuration de référence du manuel comprend un réservoir d’eau, une pompe de circulation, des capteurs de niveau et de conductivité, ainsi qu’une résine de purification.
Chaque élément a une fonction distincte. Le réservoir contient l’eau en circulation ; la pompe la fait circuler ; la mesure du niveau aide à détecter un manque d’eau ; la mesure de conductivité vérifie un paramètre important de sa qualité. Le dispositif de traitement doit maintenir la qualité d’eau à l’entrée prescrite pour le modèle choisi.
Prévoyez à la fois l’eau de remplissage initial et l’eau d’appoint. Indiquez au fournisseur la qualité de l’eau disponible sur votre site et les équipements de traitement déjà installés. La capacité du réservoir, le choix de la pompe et la capacité de traitement doivent correspondre au stack choisi et au programme de fonctionnement.
3. Séparer l’eau des gaz et définir la sortie d’hydrogène
La séparation gaz-eau permet de retirer l’eau liquide entraînée par le gaz. Les circuits d’hydrogène et d’oxygène du stack doivent rester séparés, chacun suivant le cheminement prévu par la conception de l’équipement.
Un séparateur et un sécheur remplissent des fonctions différentes : retirer l’eau liquide entraînée ne suffit pas, à lui seul, à garantir un point de rosée donné pour l’hydrogène. Définissez la qualité du gaz, la limite d’humidité et la pression requises par l’équipement récepteur afin de déterminer les éventuels traitements supplémentaires.
Si votre application nécessite du séchage, de la compression ou du stockage, prévoyez-les comme des postes distincts du projet. Ne supposez pas qu’ils sont inclus à partir d’un débit nominal d’hydrogène ou de la présence d’un séparateur gaz-eau.
4. Prévoir l’évacuation de la chaleur du système
Le refroidissement évacue la chaleur produite pendant le fonctionnement et maintient le stack dans sa plage de température spécifiée. Le circuit d’eau et les équipements de refroidissement doivent fonctionner ensemble ; la capacité d’un réservoir d’eau ne décrit pas à elle seule la capacité de refroidissement.
Précisez le nombre d’heures de fonctionnement quotidiennes prévu, le caractère continu ou intermittent du fonctionnement et la température sur le lieu d’installation. Ces conditions permettent de déterminer un dispositif d’évacuation de la chaleur adapté et l’espace nécessaire. Lors de la conception du système, respectez les limites de température de fonctionnement du modèle choisi.
5. Coordonner la surveillance, la protection et la commande
La commande coordonne l’alimentation en courant continu, la circulation de l’eau et le refroidissement. La surveillance fournit les informations nécessaires au fonctionnement de l’ensemble, notamment le niveau d’eau, la qualité de l’eau et la température lorsque la conception le prévoit.
Définissez qui fournit les capteurs, le contrôleur et les fonctions de protection, et qui vérifie leur fonctionnement dans l’installation achevée. Une liste de composants est un point de départ ; le projet doit aussi définir les réactions à des situations telles qu’un manque d’eau ou une température excessive.
Quels éléments sont inclus, spécifiés séparément ou à préparer sur site ?
Utilisez cette liste pour comparer une commande de stack nu avec les besoins du projet complet. Les équipements auxiliaires indiqués comme spécifiés séparément doivent tout de même être fournis lorsque leur fonction est nécessaire.
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Élément |
Périmètre de fourniture du stack nu |
Action avant la commande |
|---|---|---|
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Stack d’électrolyseur PEM choisi |
Inclus sous la forme du stack assemblé commandé |
Préciser le modèle exact et ses exigences de fonctionnement. |
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Alimentation en courant continu adaptée |
À spécifier séparément |
Inclure dans le devis une alimentation convenue, ou identifier l’unité compatible que fournira votre intégrateur. |
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Réservoir, pompe et gestion de la qualité de l’eau |
À spécifier séparément |
Définir le circuit d’eau, le traitement et la surveillance nécessaires au stack choisi. |
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Gestion gaz-eau |
À spécifier séparément |
Définir des circuits de gaz séparés et les conditions requises à la sortie d’hydrogène. |
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Équipements de refroidissement |
À spécifier séparément |
Adapter le dispositif au stack, au programme de fonctionnement et aux conditions d’installation. |
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Capteurs, contrôleur et fonctions de protection |
À spécifier séparément |
Attribuer les responsabilités de fourniture, d’intégration et de vérification. |
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Tuyauteries, raccords, câbles et pièces de fixation |
À spécifier séparément pour le projet de stack |
Lister les interfaces nécessaires et identifier chaque accessoire inclus. |
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Séchage, compression ou stockage |
Selon l’application ; à spécifier séparément |
Ajouter uniquement les équipements nécessaires au procédé en aval. |
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Électricité du site, eau conforme et espace d’installation |
À fournir par le client ou sur le site |
Préparer les réseaux d’alimentation et l’emplacement requis par la conception convenue. |
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Installation sur site et équipements en aval |
À la charge du client ou de l’intégrateur, sauf accord contraire |
Préciser qui raccorde et vérifie l’installation achevée. |
Que change un générateur complet de 3 L/min ou 7 L/min ?
Les MEHS-3000 et MEHS-7000 réunissent dans une même unité l’électrolyseur, l’alimentation en courant continu, les équipements de gestion de l’eau, le séparateur gaz-eau, le refroidissement et la commande. Les tuyaux externes d’eau et de gaz, les raccords et les câbles sont inclus dans la livraison.
Pour ces deux modèles, la préparation porte sur une alimentation électrique adaptée sur site, une eau répondant aux exigences de fonctionnement, un emplacement approprié et le raccordement à votre application utilisant l’hydrogène. Pour choisir, consultez les caractéristiques et les manuels d’utilisation du modèle de 3 L/min et du modèle de 7 L/min.
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