फ्यूल सेल सिस्टम "परफॉर्मेंस वॉरियर" पर एक नज़र

इसका अर्थ यह है कि उद्योग को "एक अच्छा ईंधन सेल सिस्टम क्या है?" के मूल प्रश्न का स्पष्ट उत्तर मिल गया है। ईंधन सेल सिस्टम व्यावहारिक कार्यों के माध्यम से इस प्रश्न का उत्तर दे रहा है। ऑटोमोटिव और बिजली उत्पादन के दो मुख्य परिदृश्यों पर ध्यान केंद्रित करते हुए, डॉ. हाउ जुनबो ने तकनीकी टीम का नेतृत्व करते हुए सिस्टम स्थिरता, विश्वसनीयता, हाइड्रोजन खपत, विफलता दर और जीवनकाल जैसे प्रमुख संकेतकों के डिजाइन और प्रक्रिया में सुधार किया और उद्योग को दो उत्कृष्ट कृतियाँ प्रदान कीं: ऑटोमोटिव इंजन सिस्टम और हाइड्रोजन ऊर्जा भंडारण बिजली उत्पादन सिस्टम।

ऑटोमोटिव क्षेत्र में, हमने 30 किलोवाट से 235 किलोवाट की पावर रेंज वाले फ्यूल सेल इंजन सिस्टम की एक श्रृंखला का विकास पूरा कर लिया है, जिसका व्यापक रूप से यात्री कारों, सिटी बसों, हल्के, मध्यम और भारी ट्रकों, फोर्कलिफ्ट, ट्रेलरों, निर्माण मशीनरी आदि जैसे कई वाहनों में उपयोग किया जा सकता है।

ऑटोमोटिव फ्यूल सेल इंजन उत्पाद (बाईं ओर 70 किलोवाट, दाईं ओर 235 किलोवाट)

इनमें से, HYPSR-04 मॉडल के 70KW ऑन-बोर्ड सिस्टम से लैस 17 हाइड्रोजन फ्यूल सेल बसों ने हाल ही में प्रभावशाली परिचालन डेटा प्रस्तुत किया है: ये 17 बसें लगभग डेढ़ वर्ष से झेजियांग प्रांत के जियाक्सिंग शहर के जियाशान काउंटी में लगातार चल रही हैं, जिनकी कुल दूरी 800,000 किलोमीटर है, और हाइड्रोजन की औसत खपत 3.7 किलोग्राम/100 किलोमीटर है, जो उद्योग के औसत 5 किलोग्राम/100 किलोमीटर से काफी कम है, जो जियाशान शहर के सार्वजनिक परिवहन में ऊर्जा बचत और पर्यावरण संरक्षण परिवर्तन में महत्वपूर्ण योगदान दर्शाती है।

जियाशान काउंटी बस

खरीद लागत के अलावा, प्रति 100 किलोमीटर ऊर्जा खपत वाहन के सबसे महत्वपूर्ण आर्थिक संकेतकों में से एक है। ईंधन-सेल वाहनों के व्यावसायीकरण के लिए, सभी स्तरों पर लागत में निरंतर कमी लाने के साथ-साथ, परिचालन के दौरान वाहन की उपयोग लागत को कम करना और ईंधन दक्षता में सुधार के लिए हाइड्रोजन की खपत को कम करना अत्यंत महत्वपूर्ण है। कम हाइड्रोजन खपत के परिचालन आंकड़े ईंधन-सेल प्रणाली और वाहन शक्ति मिलान में इसकी गहन तकनीकी नींव को सिद्ध करते हैं।

इसके अलावा, वास्तविक परिचालन में बसों के इस बैच की एक और खासियत इसकी कम विफलता दर है। 70 किलोवाट हाइड्रोजन फ्यूल सेल सिस्टम न केवल दैनिक बस संचालन की जरूरतों को पूरा करता है, बल्कि लंबे समय तक और उच्च आवृत्ति वाले उपयोग के दौरान भी बिना किसी बड़ी खराबी के स्थिर और कुशल विद्युत उत्पादन प्रदान कर सकता है, जो जटिल सड़क स्थितियों और बदलते जलवायु परिस्थितियों में इसकी अनुकूलता को प्रमाणित करता है।

कुल माइलेज 8 लाख किलोमीटर है और औसत खपत मात्र 3.7 किलोग्राम प्रति 100 किलोमीटर है। विभिन्न वातावरणों में सुचारू संचालन हमारी हाइड्रोजन ईंधन सेल तकनीक की विश्वसनीयता और व्यावहारिकता का सबसे अच्छा प्रमाण है, और यह हाइड्रोजन ईंधन सेल तकनीक की अपार संभावनाओं को भी दर्शाता है। हाइड्रोजन ईंधन सेल के अनुप्रयोग का जियाशान शहर और संपूर्ण सार्वजनिक परिवहन उद्योग पर व्यापक प्रभाव पड़ेगा, और यह अन्य शहरों को स्वच्छ ऊर्जा बसों को अपनाने के लिए एक महत्वपूर्ण उदाहरण भी प्रस्तुत करता है।

नई ऊर्जा वाहनों के विकास के शुरुआती चरणों में स्थिरता और विश्वसनीयता को लेकर हमेशा सवाल उठते हैं, और हाइड्रोजन ईंधन सेल वाहन भी इसका अपवाद नहीं हैं। ईंधन सेल कंपनियों द्वारा लॉन्च किए गए वाहनों के प्रत्येक बैच को न केवल बाजार प्रदर्शन परीक्षणों से गुजरना पड़ता है, बल्कि स्थानीय सरकारों और ऑपरेटरों का ईंधन सेल कंपनियों और यहां तक ​​कि पूरे उद्योग पर भरोसा भी करना पड़ता है।

बाजार में भरोसेमंद उत्पाद बनाने और ऑटोमोटिव फ्यूल सेल सिस्टम की स्थिरता और टिकाऊपन सुनिश्चित करने के लिए, लियुआन टेक्नोलॉजी ने सिस्टम आर्किटेक्चर डिजाइन, दोष निदान तंत्र और संचालन स्थिति निगरानी में असाधारण प्रयास और बुद्धिमत्ता समर्पित की है, यह सुनिश्चित करते हुए कि प्रत्येक कड़ी को परिष्कृत किया जाए, विज्ञान और प्रौद्योगिकी की शक्ति का उपयोग करके गुणवत्ता की नींव रखी जाए, और सुरक्षा और विश्वसनीयता को उत्पाद का एक विशिष्ट चिह्न बनाया जाए।

डॉ. हाउ जुनबो ने बताया, "हमने इंजन नियंत्रण प्रणाली में एक दोष निदान ढांचा विकसित किया है, जो असामान्य वायु पथ दबाव, अत्यधिक हाइड्रोजन-वायु दबाव अंतर, असामान्य हाइड्रोजन दबाव, कम शीतलक परिपथ दबाव, उच्च शीतलक तापमान और ड्रेन वाल्व जाम जैसी मुख्य दोषों का शीघ्रता से निदान कर सकता है। हमने गंभीर परिणाम उत्पन्न कर सकने वाले दोषों के लिए एक सुरक्षात्मक प्रतिक्रिया तंत्र भी स्थापित किया है ताकि स्टैक को होने वाले नुकसान को यथासंभव कम किया जा सके।"

साथ ही, प्रत्येक ऑन-बोर्ड फ्यूल सेल सिस्टम में TBOX (नीचे दिए गए चित्र को देखें) एकीकृत है, जो लंबे समय तक चलने वाले प्रदर्शन में गिरावट की वास्तविक समय में निगरानी कर सकता है और नियंत्रण प्रणाली को चेतावनी दे सकता है, और इसमें संबंधित त्रुटि निवारण रणनीतियाँ हैं। TBOX पर आधारित वास्तविक समय डेटा अपलोड प्रणाली फ्यूल सेल इंजन सिस्टम की परिचालन स्थिति की दूरस्थ रूप से निगरानी कर सकती है और दूरस्थ त्रुटि निवारण को सक्षम बनाती है। साथ ही, लगातार बढ़ते परिचालन डेटा सेट का उपयोग उसमें निहित त्रुटि जानकारी का विश्लेषण, सीखना और निष्कर्ष निकालना करने के लिए किया जा सकता है, और डेटा-संचालित बुद्धिमान निदान तंत्र में निरंतर सुधार किया जा सकता है।

TBOX रिमोट टर्मिनल निगरानी प्रणाली

इसमें कोई संदेह नहीं है कि उच्च स्थिरता, कम हाइड्रोजन खपत और टिकाऊ ईंधन सेल प्रणाली की विशेषताओं के साथ, इस ईंधन सेल "नए प्रवेशकर्ता" ने खरबों डॉलर के हाइड्रोजन वाहन बाजार के द्वार खोल दिए हैं।

ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों के अलावा, स्थिर विद्युत उत्पादन अनुप्रयोग भी उन अनुप्रयोगों में से एक हैं जिनका निरंतर विकास हो रहा है। जीजीआईआई का अनुमान है कि 2030 तक, घरेलू ईंधन सेल ऊर्जा भंडारण विद्युत उत्पादन की संचयी स्थापित क्षमता 5 गीगावाट तक पहुंचने की उम्मीद है, और 2023 से 2030 तक ईंधन सेल विद्युत उत्पादन प्रणालियों के लिए बाजार में 24 अरब युआन से अधिक की वृद्धि होगी।

मॉड्यूलराइजेशन, बुद्धिमत्ता, स्थिरता और स्थायित्व, और विश्वसनीयता के चार प्रमुख प्रदर्शनों पर ध्यान केंद्रित करते हुए, निश्चित विद्युत उत्पादन प्रणालियाँ पहले ही हाइड्रोजन ऊर्जा भंडारण बाजार में प्रवेश कर चुकी हैं।

कैबिनेट पावर जनरेशन मॉड्यूल की रेटेड पावर 100 किलोवाट है और आउटपुट 380 वोल्ट एसी है; कंटेनर मॉड्यूल की रेटेड पावर 1 मेगावाट है और आउटपुट 10 किलोवाट एसी है।

कैबिनेट प्रकार का विद्युत उत्पादन मॉड्यूल (बाएं), कंटेनर प्रकार का विद्युत उत्पादन मॉड्यूल (दाएं)

यह विद्युत उत्पादन मॉड्यूल स्वतंत्र रूप से संचालित हो सकता है और बहु-मॉड्यूल समानांतर विस्तार का समर्थन करता है। ट्रांसफार्मर उपकरण और ऊर्जा भंडारण इकाइयों के साथ संयुक्त रूप से, यह 100 किलोवाट से 100 मेगावाट तक की वितरित विद्युत उत्पादन क्षमता की लचीली तैनाती को साकार कर सकता है। इसमें मानकीकृत उत्पादन, एकीकृत परिवहन और सरल ऑन-साइट निर्माण जैसी विशेषताएं हैं।

दूसरे, प्रत्येक विद्युत उत्पादन मॉड्यूल उत्पाद में स्वतंत्र स्व-संगत नियंत्रण कार्य होते हैं, जो हाइड्रोजन की खपत और क्षीणन को कम करने के उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए संपूर्ण विद्युत उत्पादन प्रणाली की बुद्धिमत्ता सुनिश्चित करता है।

कंटेनर-प्रकार के मॉड्यूल में चार ईंधन सेल सिस्टम अंतर्निहित हैं। माइक्रोग्रिड नियंत्रक बाहरी आदेशों को प्राप्त करता है और प्रत्येक ईंधन सेल सिस्टम और इन्वर्टर को नियंत्रण संकेत भेजता है। जब कई मॉड्यूल समानांतर रूप से संचालित होते हैं, तो प्रत्येक ईंधन सेल सिस्टम का परिचालन डेटा मॉड्यूल स्तर तक पहुंचता है और क्लाउड-आधारित केंद्रीकृत शेड्यूलिंग और दूरस्थ संचालन एवं रखरखाव को प्राप्त करने के लिए उच्च गति और वास्तविक समय में व्यापक बुद्धिमान ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली से जुड़ जाता है।

बुद्धिमान ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली स्टैक स्तर पर प्रत्येक ईंधन सेल की आउटपुट शक्ति को वास्तविक समय में अनुकूलित कर सकती है, प्रत्येक स्टैक की औसत दक्षता में सुधार कर सकती है, सिस्टम की कुल हाइड्रोजन खपत को कम कर सकती है और स्टैक के प्रदर्शन में गिरावट को रोकने के लिए बिजली के उतार-चढ़ाव की दर की बाधा को ध्यान में रख सकती है। सिस्टम स्तर पर, ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली में बिजली खपत मोड को स्वतः अनुकूलित करने का कार्य होता है, जो बिजली खपत की विशेषताओं के अनुसार इष्टतम बिजली उत्पादन मोड का स्वचालित रूप से मिलान कर सकता है ताकि बार-बार चालू-बंद होने, बार-बार लोड परिवर्तन और अन्य उच्च हानि वाली स्थितियों से बचा जा सके।

तीसरा, स्थिर विद्युत उत्पादन अनुप्रयोगों में ईंधन सेल उत्पादों की स्थिरता और टिकाऊपन के लिए अत्यंत उच्च आवश्यकताएं होती हैं। लियुआन टेक्नोलॉजी ने सामग्री, घटक से लेकर सिस्टम स्तर तक अनुकूलन किया है। उदाहरण के लिए, पीईएम, जीडीएल, उत्प्रेरक जैसे प्रमुख कच्चे माल के चयन और एमईए के संरचनात्मक अनुकूलन के माध्यम से, झिल्ली इलेक्ट्रोड अनुसंधान एवं विकास टीम ने चार-परत फ्रेम संरचना वाला एक झिल्ली इलेक्ट्रोड विकसित किया है, जो स्थिर विद्युत स्टेशनों के लिए आवश्यक दीर्घकालिक एमईए प्रदान कर सकता है; स्टार्ट-स्टॉप, परिवर्तनीय भार, उच्च/निम्न भार और अन्य कार्य स्थितियों के तहत सिस्टम की प्रतिक्रिया रणनीतियों को अनुकूलित करके, प्रोटॉन एक्सचेंज झिल्ली, उत्प्रेरक, गैस प्रसार परत आदि जैसी सामग्रियों के नुकसान से बचा जाता है, और स्टैक का जीवनकाल बढ़ाया जाता है।

चौथा, सिस्टम डिजाइन और नियंत्रण स्तर पर, ईंधन सेल स्टैक की विश्वसनीयता में सुधार के लिए विभिन्न तरीकों का संयोजन में उपयोग किया जाता है।

वायु आपूर्ति प्रणाली के लिए एयर कंप्रेसर और बैक प्रेशर वाल्व के लिए एक समन्वित नियंत्रण विधि विकसित की गई थी, जो वायु प्रवाह और सेवन दबाव के पृथक्करण को प्राप्त कर सकती है, ताकि दोनों सिस्टम की आवश्यकताओं पर तेजी से और सटीक रूप से प्रतिक्रिया कर सकें, और कार्य स्थितियों और पर्यावरणीय स्थितियों में भारी बदलाव होने पर भी मजबूत स्थिरता बनाए रख सकें, जिससे परिवर्तनशील भार स्थितियों के तहत अपर्याप्त वायु आपूर्ति के कारण चिमनी को होने वाले नुकसान से प्रभावी ढंग से बचा जा सके।

हाइड्रोजन परिसंचरण प्रणाली के लिए हाइड्रोजन इजेक्टर आनुपातिक वाल्व फीडफॉरवर्ड + अनुकूली क्लोज्ड-लूप नियंत्रण की एक विधि विकसित की गई थी, जो हाइड्रोजन डिस्चार्ज वाल्व के खुलने और आनुपातिक वाल्व के खुलने के परिवर्तन के क्षण का सटीक मिलान करती है, और हाइड्रोजन डिस्चार्ज वाल्व के खुलने के कारण झिल्ली इलेक्ट्रोड के दोनों किनारों पर होने वाले दबाव के उतार-चढ़ाव को प्रभावी ढंग से दबा सकती है, जिससे झिल्ली इलेक्ट्रोड के छिद्रण का खतरा काफी कम हो जाता है।

झिल्ली में जल की मात्रा का आकलन करने के लिए एक स्टेट ऑब्जर्वर डिज़ाइन किया गया था, जो एनोड हाइड्रोजन प्रवाह अनुमान और कैथोड स्टैक इनलेट और आउटलेट दबाव अंतर के आधार पर स्टैक के एनोड और कैथोड पक्षों पर तरल जल की मात्रा का अनुमान लगाता है, और हाइड्रोजन डिस्चार्ज वाल्व के खुलने के समय और वायु की अधिकता के अनुपात को समायोजित करके उचित सीमा के भीतर वास्तविक समय में झिल्ली में जल की मात्रा को नियंत्रित करता है, जिससे झिल्ली के सूखने और बाढ़ आने की विफलताओं की आवृत्ति प्रभावी रूप से कम हो जाती है।

"हमारी फ्यूल सेल विद्युत उत्पादन प्रणाली वास्तव में स्थिर और विश्वसनीय है, और विभिन्न आकारों के स्थायी विद्युत स्टेशनों के लिए उपयुक्त है।" लियुआन टेक्नोलॉजी ने निष्कर्ष निकाला।

यह समझा जाता है कि कंपनी के कारखाने क्षेत्र में शून्य-कार्बन स्मार्ट ऊर्जा प्रदर्शन परियोजना में, हाइड्रोजन उत्पादन के लिए जल विद्युत अपघटन और ईंधन सेल बिजली उत्पादन तकनीक का उपयोग करने वाली बिजली स्टेशन परियोजना स्थिर रूप से संचालित हो रही है, जिसमें बिजली-हाइड्रोजन-बिजली रूपांतरण दक्षता 35% है, जो उद्योग में एक स्पष्ट दक्षता लाभ है।

उद्योग जगत की दृष्टि से, दीर्घकालिक ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकी के प्रतिनिधि के रूप में हाइड्रोजन ऊर्जा भंडारण को नई ऊर्जा भंडारण के लिए आधिकारिक समर्थन में शामिल किया गया है। हाइड्रोजन उत्पादन, भंडारण और परिवहन लागत में कमी के साथ, वितरित विद्युत उत्पादन उपकरणों को बढ़ावा मिलने की उम्मीद है।

हालांकि ईंधन सेल विद्युत उत्पादन का अनुप्रयोग अभी भी विकास के प्रारंभिक चरणों में है और इसे कई कठिनाइयों और चुनौतियों का सामना करना पड़ता है जिन्हें दूर करने की आवश्यकता है, उद्योग में एक अग्रणी के रूप में, इसने दूरदर्शी दृष्टिकोण और ठोस कदमों के साथ अनुप्रयोग परिदृश्यों का गहनता से अन्वेषण किया है, और तकनीकी कठिनाइयों को एक-एक करके दूर किया है, जिससे ईंधन सेल विद्युत उत्पादन अनुप्रयोगों के विकास के लिए एक ठोस मार्ग प्रशस्त हुआ है।