PWM制氢电源热度起，阳光氢能领航绿氢新潮向

2024年全国人大会议和政协会议上，氢能被纳入新质生产力的重要发展方向之一，这一决策再次将氢能热度点燃。

随着绿氢产业朝着大规模、高效益的方向发展，制氢电源作为电解水制氢系统的关键环节，其重要性日益凸显。制氢电源连接着各类电力与电解槽，其核心是电力电子器件的运用，包括功率模块、控制电路板、断路器、滤波器、机柜等部件。

在技术路线上，制氢电源主要可以分为晶闸管（SCR）、绝缘栅双极晶体管（IGBT）两大路线。其中，IGBT的开关更为精细，频率更高，相应产生的谐波也较少，整流效率更高。

阳光电源作为光伏行业龙头企业，拥有深厚的技术积累和研发实力，业务覆盖光伏、电站等多个领域，与氢能市场具有密切关联。这使得阳光电源子公司阳光氢能在切入制氢赛道时，就发现了一个关键问题——前端新能源波动性的电如何与后端电解槽深度耦合。

基于此，阳光氢能专注于可再生能源柔性制氢技术研究，并推出PWM全控型制氢电源（采用IGBT全控型功率器件及PWM控制算法）作为阳光氢能可再生能源柔性制氢系统解决方案的核心设备之一。

PWM制氢电源的优势体现在哪？

目前，我国绿氢项目往往需要依靠部分电网支撑，暂时无法做到完全离网制氢。而采用传统的并网接入方式，电网公司往往会帮助制氢企业承担一部分电力调峰责任，从而保障前端波动性和间歇性的可再生能源与后端化工生产所要求的安全稳定相结合。在这一过程中，谐波是对电网来说非常重要的一个指标。

PWM制氢电源的优势首先就在于电网友好性。在电网友好性方面，PWM制氢电源的高频控制能够将谐波含量控制在3%以下，较低的谐波含量使系统在并网时，对电网的影响大大降低。而晶闸管整流电源受其半控型电力电子器件自身特性，拓扑结构及控制方式等限制在可再生能源制氢场景下难以满足电网对电能质量的要求。

转换效率方面，PWM制氢电源在全功率段的效率都在97%以上，而由于前端可再生能源发电具有波动性，在低负荷运行时，晶闸管电源的转换效率基本在93%-95%。

在响应速度方面，晶闸管电源的响应速度一般在秒级，但PWM制氢电源的功率调节响应速度可以做到百毫秒级，能够瞬时响应光伏、风电功率快速波动，更加适配可再生能源变功率制氢，避免功率快速下降时从电网取电，实现真正的绿电制绿氢。

此外，电解槽本身作为单独负载，如果制氢电源的纹波控制不佳，往往会直接影响到电解槽的能耗指标。

据了解，在电压纹波方面，PWM制氢电源可以实现输出电压纹波在1%以内，使得电解槽及整个制氢系统的运行更为平稳。同时，在冷启机的状态下，需要考虑电解槽的电压限制问题，小室电压不能超标。晶闸管电源往往需要人为调节，而IGBT可以自动进行限压控制，相对而言自动化水平较高。

PWM制氢电源成主流，有力支撑柔性制氢发展

随着绿氢产业的规模化发展，大型绿氢项目中选用哪种整流解决方案也是关键之一，主要根据制氢电源的谐波、可靠性、转换效率、功率因数、投资成本、不同电解槽的适应性、占地面积、维护量等各项指标。

在绿氢项目离网制氢发展趋势下，PWM制氢电源正逐渐受到青睐。除上述的技术优势外，单从制氢电源本身的成本来讲，PWM制氢电源虽然高于晶闸管电源，但在谐波控制方面，晶闸管电源往往需要额外配置SVG/SVC或有载调压开关等消谐及功率因数改善设备，另外，晶闸管电源有载调压机械开关每动作2万次需停机检修、换油，以及SVG设备的维护，而PWM制氢电源本身就可提供无功补偿。因此从设备维护及土地初始投资成本等综合来看，晶闸管与PWM制氢电源的差距并不大。

阳光氢能表示，自2023年以来，IGBT制氢电源已逐渐被市场认可。目前，阳光氢能中标的制氢项目中均采用了PWM制氢电源，其中包括大安绿氢项目、长江电力绿电绿氢示范项目、鄂尔多斯上海庙经济开发区光伏制氢项目等典型项目——

吉电大安风光制绿氢合成氨一体化项目中，阳光氢能提供了柔性制氢系统解决方案，包括12台PWM制氢整流电源、3套四对一柔性制氢系统、智慧氢能管理系统等产品，是唯一一家为大安项目同时提供IGBT制氢电源和碱性电解水制氢系统的供应商。

长江电力绿电绿氢示范项目采用制氢加氢一体站建设模式，阳光氢能为该项目提供了200Nm³/hPEM柔性制氢系统解决方案，包含IGBT制氢电源、PEM电解槽、气液分离与纯化设备、智慧氢能管理系统等核心产品。

鄂尔多斯上海庙经济开发区光伏制氢项目，包含装机容量250MW光伏电站及年产能6000吨的电解水制氢厂及配套设施，阳光氢能科技有限公司独家提供9套1000N㎡/h碱性水电解制氢系统，全部采用PWM制氢整流电源。

早在2021年，阳光氢能PWM制氢电源就被国网六安绿电制氢项目所采用，是氢能领域首家开发、应用PWM整流电源的企业。

目前，阳光氢能已基于PWM制氢电源、电解水制氢设备、智慧氢能管理系统三大核心产品，构建了灵活、高效、友好的可再生能源柔性制氢系统，实现了制氢系统与风、光、储、网等多种能源形式及多种应用场景的柔性融合，能够从能量来源到应用终端，实现全域监测、集群控制，实现柔性制氢系统更低能耗、更优动态性能、更高的安全性。

同时，阳光氢能还搭建了20MW电解水制氢实证基地，包含PWM制氢电源测试区、光伏离网柔性制氢系统测试平台、4对1集群控制实证平台、中央控制室等功能区。截至目前，阳光氢能20MW电解水制氢实证基地已经运行了11000多个小时，取得了大量实验数据。经过近几年的实际验证，阳光氢能表示，PWM电源对电网的适应性很强，能够让电解槽保持非常稳定的运行，其灵活与高效的特性对柔性技术的帮助非常大。

来源：势银能链