Karmaşık hidrojen yakıt ikmal istasyonlarından 'kompleks'i çıkarmak

Daha fazla hidrojen yakıt ikmal istasyonu faaliyete geçtikçe, elektrikle çalıştırma, bileşen entegrasyonu ve sistemin servis kolaylığının bir kombinasyonu, sistem karmaşıklığının azaltılmasına yardımcı olabilir.

Norgren'den Niklas Coors, daha fazla hidrojen yakıt ikmal istasyonu faaliyete geçtikçe, elektrikle çalıştırma, bileşen entegrasyonu ve sistem servis kolaylığı kombinasyonunun, sermaye harcamaları ve OpEx karar alma süreçlerini bilgilendirmek için somut maliyet ve operasyonel faydalar sağlarken sistem karmaşıklığını azaltmaya yardımcı olabileceğini savunuyor.

Elektrik üretimini, taşımacılığı ve ısıyı karbondan arındırma potansiyeline sahip olan hidrojen, sürdürülebilir enerji kaynaklarına yönelik çabalarda merkezi bir rol oynayacak.

Ancak birçok uygulamada hidrojen kullanımının başarılı bir şekilde alınması ve devam eden yönetiminin önemli bir unsuru, sürekli büyüyen hidrojen ekonomisinin ve altyapısının bir parçası olarak, hidrojen yakıt ikmal istasyonlarının mümkün olduğu kadar verimli bir şekilde kurulabilmesini ve ekonomik olarak işletilebilmesini sağlama gerekliliğidir.

Bir hidrojen yakıt ikmal istasyonunun uygulanabilirliği göz önüne alındığında, hem Sermaye Harcaması hem de OpEx endişeleri, ilk inşaatın devam etmesi ve devam eden karlı operasyonla ilgili karar alma sürecini desteklemektedir.

Hidrojen yakıt ikmal istasyonunun sorunlu noktaları

Bu kararın altında mühendislik, operasyon ve satın alma faktörlerini etkileyen çok sayıda karmaşıklık yatıyor.

Tasarım mühendisleri, sertifikasyon ve işlevsellik gerekliliklerini karşılamanın yanı sıra zaman ve yer kısıtlamalarını da göz önünde bulundurarak ve aynı zamanda sektördeki gelişmelere ve büyüme taleplerine ayak uydurmalarını sağlamak için gereken karmaşık istasyon tasarımlarıyla karşı karşıyadır.

Operasyon ekibi, çalışır duruma getirildikten sonra güvenilmez ve bakımı zor bileşenlerle boğuşmak zorunda kalabilir ve bu da plansız ve pahalı istasyon kesintilerine yol açabilir.

Karmaşık tasarım ve operasyonel konuların yanı sıra, istasyon için tedarik zincirinin ve satın alma gereksinimlerinin önemi de göz ardı edilemez.  Pek çok operatör parçalanmış ve yönetilmesi zor bir tedarik zinciriyle karşı karşıyadır; istasyonun yaşam döngüsü boyunca toplam sahip olma maliyeti üzerinde yukarı doğru baskı oluşturan bir durum.

Birçoğu akaryakıt istasyonunun karmaşıklığının, istasyonda gerekli olan temel boru ve enstrümantasyon sistemi altyapısı da dahil olmak üzere kritik alanlarla bağlantılı olduğuna inansa da, hidrojen depolama, pilot gaz paneli, dağıtıcı ve kompresör bölümünü içerebilen çok sayıda alt sisteme sahip uygulamalar yalnızca bu komplikasyonu daha da artırmaktadır.

Bu nedenle operatörlerin sistem karmaşıklığının ve devam eden operasyonun etkisini azaltmaya yardımcı olabilecek avantajları araması önemlidir.  Bunlar arasında birçok uygulamada hidrojen kullanımına olan talebin yoğunlaşması nedeniyle hızlı endüstri ölçeği büyütme, istasyonların verimli bir şekilde çalışmaya devam etmesini sağlamak için güvenilir bileşen kullanılabilirliği ve istasyonun çalışması için istasyonun etrafında gerekli olan yüksek seviyedeki boru tesisatı yer alıyor.

Olumlu etkiyi tanıyan üç öneri:elektrikle çalıştırmaBileşen entegrasyonu ve servis kolaylığı, istasyon sistemi karmaşıklığını azaltmak zorunda kalabilir ve paydaşların, hidrojen yakıt ikmal istasyonu modelinin genel etkinliğini destekleyebilecek gelişmiş spesifikasyon kararları almasına olanak tanıyacaktır.

Karmaşıklık çözümleri

Elektrikle çalıştırma:

Tipik bir hidrojen yakıt ikmal istasyonunun boru ve enstrümantasyon sistemi, regülatörleri ve proses kontrol çözümlerini de içeren çok sayıda bileşenin bir parçası olarak tek başına 15-20 valf içerecektir.

Çoğu uygulamada bunlar havayla veya pnömatik olarak çalıştırılır ve bir hava kompresörü de dahil olmak üzere kendilerine ait bir alt istasyonun tamamını gerektirir.FRL'ler ve hava hazırlama ekipmanları, artı ilişkiliboru ve boru.  Alt sistemin aynı zamanda ATEX gibi güvenlikle ilgili tüm gerekliliklere uymasının yanı sıra hem sıcak hem de soğuk ortamlarda başarıyla çalışabilmesi gerekiyor.

Sistem komplikasyonlarını azaltmaya yönelik bir yanıt, ihtiyaç duyulan alt sistem sayısını azaltmaya odaklanmaya yardımcı olabilecek elektrikli çalıştırma çözümlerinin spesifikasyonunda yatabilir.  Bu, toplam bileşen sayısında önemli bir azalma yoluyla maliyet ve operasyonel faydalar sağlar.  Buna karşılık, daha az potansiyel sızıntı noktası, daha yüksek bileşen güvenilirliği ve sonuç olarak daha az karmaşık bir sistem tasarımı sağlanır.

Norgren tarafından sağlananlar da dahil olmak üzere sistem çözümü geliştirmeleri, tamamen elektrikle çalışan bileşenlere geçişi sorunsuz bir şekilde kolaylaştırmak için giderek daha fazla ortaya çıkıyor.  Hem OpEx hem de CapEx hususları, satın alınacak, servis edilecek daha az bileşene sahip olunması veya arıza riskinin bulunması nedeniyle etkilenebilir.  Kablolama karmaşıklığını daha da azaltmak için BUS sistemlerinin avantajlarını da ekleyin ve elektrikle çalıştırma, çeşitli alanlarda sistem iyileştirmesi için gerçek bir itici güç olarak görülmelidir.

Bileşen Entegrasyonu:

Yine tipik hidrojen yakıt ikmal istasyonu birçok bağlantı parçasının, tüpün, borunun ve genel aksamın satın alınmasını ve uygulanmasını gerektirir.  Ancak öngörülen yol en iyi yol mudur?  Hidrojen yakıt ikmal istasyonunun çok parçalı ve potansiyel olarak verimsiz çalışmasına katkıda bulunan birçok bileşenin bir yüzdesini ortadan kaldırma ve aynı zamanda parçalanmış tedarik zincirleriyle ilgili sorunları çözme fırsatı var mı?

Modüler işlevsellik ile donatılmış manifoldların umut verici özellikleri güvenilir bir çözüm sunar.  Valfler, regülatörler ve filtreler gibi farklı fonksiyonların entegrasyonu sayesinde, bağlantı parçaları ve boruların genel miktarının azaltılması mümkün olur.  Bu yalnızca sistemdeki potansiyel sızıntı noktalarını ortadan kaldırmakla kalmaz, aynı zamanda kurulum zaman ölçeğinde avantajlar sağlamanın yanı sıra istasyon bölümünün genel kapladığı alanı da azaltır.  Böyle bir yaklaşım, geleneksel hidrolik uygulamaların yanı sıra CNG yakıt ikmal istasyonlarının geliştirilmesinde de ilgi görmüştür.

Servis Kolaylığı:

Bileşenlerin güvenilirliği, böylece daha uzun ve iyileştirilmiş bir kullanım ömrü sunmaları, operasyonel verimliliğin anahtarıdır.  Bu, kanıtlanmış bir test ve simülasyon geçmişine sahip olan ve istasyon inşaatçılarının ve operatörlerinin tam ihtiyaçları için geliştirilmiş bileşen çözümlerinin belirlenmesi anlamına gelir.

Servisin gerekli olduğu durumlarda, bileşenlerin içinde çalıştığı yüksek basınçlı ortamlar çoğu zaman sorunlu olabilir.  Tipik sistemlerde, bakım için proses hatlarından tüm bileşenlerin çıkarıldığı görülür; bu da zaman alıcıdır ve yeniden birleştirildiğinde sızıntı sorunlarına yol açabilir.

Çözüm, tüm gövdenin borulardan çıkarılmasına gerek kalmadan bakımı yapılabilen kartuş tipi bileşenlerde yatmaktadır.  Yine, potansiyel olarak zorlu servis ihtiyaçları azaltılır, zamandan tasarruf edilir ve servis maliyetleri en aza indirilir.

Son olarak, temel bileşenlerin durum izlemesi, karmaşık sistem ihtiyacını azaltmaya ve verimliliği artırmaya yönelik genel hedefleri destekleyebilir.  Basınç ve sıcaklığı izlemek için sensörler ve vericiler içeren entegre çözümler bu anlamda idealdir.  Oluşturulan veriler yalnızca bileşenin durumu hakkında şeffaf bir görünüm sağlamakla kalmaz, aynı zamanda gelecekte kestirimci bakım programları için daha bilinçli karar alınmasına da olanak tanır.

Hidrojen bazlı enerji çözümlerine olan talep yoğunlaştıkça, bunu desteklemek için gereken destekleyici altyapının (yakıt ikmal istasyonları gibi) hem maliyet hem de operasyonel açıdan etkili olması hayati önem taşıyor. 

Kritik borulama ve enstrümantasyon fonksiyonlarıyla bağlantılı çok yönlü sistem tasarımı, maliyetli büyük ölçekli bileşen satın alma, ayrık tedarik zincirleri ve zaman alıcı bakım gereksinimleri gibi potansiyel olarak sorunlu konuların ele alınması, iş açısından mantıklıdır. Uzun vadede masrafların azaltılmasına ve operasyonel verimliliğin artırılmasına yardımcı olacaktır.