氢元素是宇宙中最丰富的元素，氢气在燃烧过程中不会释放任何有毒物质而且不会导致温室效应。作为可再生可持续的能源，氢能在当代工业领域和日常生活中的能源占比在显著提高。欧洲指令Directive(EU) 2023/2413—推广可再生能源，要求到2030年将交通运输中的温室气体排放降低14.5%，同时将可再生能源在欧盟总体能源消耗中的比例提高到 42.5%。显然，氢能将成为新能源体系中的重要组成部分。

　　文/皮尔磁中国

　　1电解槽制氢设备的安全要求

　　制氢作为氢能利用的起点，在这个环节过程中有不少特定的安全要求，需要特殊的安全装置来配合才能使得整个制氢过程安全可靠。电解槽制氢是通用的基本原理，通过对水施加电荷，把水分解成氢气和氧气。

　　根据设备工艺不同，电解槽制氢设备常见的有AEL(Alkaline ElectroLyser)和PEM(Proton Exchange Membrane)。它们在运行过程中都有如下类似的安全要求：

　　l 氢气压力监测;

　　l 氢气存在检测(监测房间/密闭空间) ;

　　l 设备温度监控;

　　l 电解槽电压监控;

　　l 电解槽电流监控;

　　l 设备安全门监控;

　　l 设备出入授权管理;

　　l 防爆(ATEX)。

　　2电解槽内的电压和电流监控

　　电解槽在正常运行时槽内的水电解这个过程是连续不断且是稳定的，产生的氢气过多或过少都会对整个设备和周边产生安全影响。通过监控电解槽内每个单元的电压和整流器的电流，可以实时了解水电解过程的情况。由于电解槽内的电压过高(通常大于800V)，因此普通的安全电压监控无法满足要求。作为安全领域的专家，PILZ即将发布适用于电解槽电压、电流监控的安全模块，经过IEC 61508认证，达到SIL 2。

　　这些HVT模块为24VDC供电，安全输出由内部2个独立的正导向型继电器所组成，共4副NO安全输出触点。此外模块提供0/4~20mA模拟量电流输出对应当前所测得的电压值，还有RS485串口通讯接口用于向外部设备传递状态信息。

　　将HVT模块的输出信号连接至安全控制器，例如PNOZmulti2，就能实现电压安全监控、电流安全监控和其他安全功能之间的安全逻辑了，使得整个电解槽的安全功能融合在1个安全系统中。PNOZmulit2系统能够提供安全模拟量(4~20mA)输入点，将HVT模块的模拟量输出连接至PNOZmulit2系统的安全模拟量输入点就能实现对HVT模块所检测的高电压和高电流的安全阈值监控和安全范围监控了。

　　HVT模块计划于2024年10月供应市场，作为自动化专家，皮尔磁PILZ正在全球绿色能源的安全制造和使用领域发挥着重要的作用。