Gli elettrolizzatori sono apparati che producono idrogeno scindendo la molecola d’acqua facendo uso di energia elettrica, e sono perciò considerati la strada maestra per la produzione di idrogeno verde. Su di loro si punta, in un futuro non lontano, per la produzione degli enormi quantitativi di idrogeno da fonti rinnovabili richiesti dalla transizione ecologica, tanto che la costruzione dei primi impianti di elettrolizzazione su grande scala (nell’ordine di 1GW) è già iniziata.
Negli attuali elettrolizzatori l’elettronica di potenza entra in gioco principalmente sotto forma di convertitori AC/DC, necessari a convertire la corrente alternata proveniente dalla rete elettrica nella corrente continua necessaria al funzionamento di questi dispositivi.
Dalla qualità del lavoro svolto dai convertitori AC/DC (o DC/DC nei sistemi alimentati a corrente continua come quella prodotta dai campi fotovoltaici) dipende sia il rendimento energetico dell’ettrolizzatore, sia l’aspettativa di vita di questi impianti, che come tutti i dispositivi elettrochimici possono deteriorarsi rapidamente se pilotati in modo scorretto.
Inoltre, numerosi dispositivi di nuova generazione quali pannelli fotovoltaici, batterie ed elettrolizzatori, tendono a introdurre disturbi nella rete elettrica, di cui possono “sporcare” la forma d’onda con ripercussioni sul loro stesso funzionamento. L’integrazione di sistemi di monitoraggio e controllo della rete elettrica, anche questi basati su elettronica di potenza, permettono di tenere sotto controllo questi effetti indesiderati, tipici di molti apparati destinati a far parte dei futuri sistemi smart-grid.
Esempi di dispositivi associati all’elettronica di potenza legata agli elettrolizzatori.
Modulo convertitore AC/DC da rete elettrica monofase. Integrato in un sistema di generazione di idrogeno per idrolisi, assorbe dalla rete la potenza necessaria garantendo un fattore di potenza compatibile con la norma vigente e fornisce la DC di elevata qualità necessaria ai moderni dispositivi idrolizzatori a membrana.
E’ tipicamente scalabile in funzione della dimensione dell’impianto, e combinabile con altri moduli per lo sfruttamento bilanciato della rete trifase ove disponibile.
Convertitore AC/DC da media tensione (1÷15kV) per l’alimentazione di grandi celle idrolizzatrici.
Per l’uso stazionario/industriale fornisce migliaia di ampere al carico ed è scalabile in funzione della dimensione dell’impianto.
Convertitore DC/DC bidirezionale per la gestione di sistemi combinati Solid Oxide Fuel Cell / Solid Oxide Electrolyzer Cell, che permettono di generare corrente elettrica combinando idrogeno e aria, oppure scindere l’acqua se alimentati da corrente elettrica.
Caratterizzato da elevata qualità della corrente erogata e ampio range di tensione di funzionamento.
