Tuotekehityksestä innovaatioksi: Norelcolta valmis sähkönjakeluyksikkö vetytuotannon elektrolyysiin

Suomalainen Norelco Oy on ollut mukana kehittämässä uusia tekniikoita ja ratkaisuja vetytuotantolaitoksille. Yhteistyössä MSc Electronics Oy:n kanssa laitoksen elektrolyyserin sähkönjakelujärjestelmä on automatisoitu ja paketoitu valmiiksi kokonaisuudeksi yhteen työmaalla sujuvasti asennettavaan, modulaariseen prosessikonttiin. Markkinat kohdekohtaisesti toteutettavalle ratkaisulle ovat globaalit. 

Norelco osallistui yhteistyökumppaninsa, MSc Electronics Oy:n kanssa globaalisti elektrolyysilaitteistoja toimittavan yrityksen johtamaan tuotekehitysprojektiin, jossa kehitettiin vetytuotantolaitoksen elektrolyysiprosessia ja sen automaatiota. 

- Hankkeessa etsittiin ratkaisua muun muassa siihen, miten elektrolyyserin sähköntuotanto voidaan konseptoida mahdollisimman valmiiksi kokonaisuudeksi, automaattiseksi ja kustannustehokkaaksi. Samaan aikaan haluttiin tuottaa ratkaisu, joka yksinkertaistaa ja nopeuttaa koko sähkönjakelujärjestelmän asentamistyötä työmaalla, kertoo Ari Hämäläinen. 

Ari Hämäläinen on Norelcon toimitusjohtaja. Hän työskenteli kehityshankkeessa Norelcon projektipäällikkönä. 

- Norelcon ja MSc Electronics Oy:n yhdessä kehittämä sähkönjakeluyksikkö sisältää kaikki tarvittavat laitteet, jotka yhdistävät keskijännitteisen 3-vaiheisen vaihtovirtaverkon elektrolyysikennoston tasavirraksi. Laitteet pakataan yhteen NorUnit-prosessikonttiin. Kukin yksikkö voidaan kalustaa usean megawatin tehoon asti elektrolyysilaitteistojen valmistajia ja P2X-integraattoreita varten, Hämäläinen jatkaa.

Elektrolyyserin tarvitsema modulaarinen sähkönjakeluratkaisu rakennetaan prosessikonttiin

Vedyn tuotanto perustuu prosessiin, jossa vety erotetaan vedestä päästöttömästi elektrolyysillä käyttämällä uusiutuvaa sähköä. Norelcon ja MSc Electronics Oy:n yhdessä kehittämä NorUnit-sähkönjakeluyksikkö valvoo ja ohjaa koko elektrolyysiprosessia. 

NorUnit on modulaarinen elektrolyysereiden ohjaukseen suunniteltu sähkönjakeluyksikkö, joka sisältää prosessin sähkönjakelujärjestelmän, AC/DC-konvertterit, väyläpohjaisen automaatioratkaisun sekä yksikön tarvitseman LVIS- ja jäähdytystekniikan laitteistot. Se soveltuu erityyppisiin elektrolyysiprosesseihin, niin AEL-, PEM- kuin SOEC-prosesseihin.

Uusi ratkaisu yksinkertaistaa elektrolyysilaitteiston suunnittelun – nyt saadaan kaikki tehot irti 

Kehityshankkeessa syntyi ratkaisu, jossa aiemmista ratkaisuista poiketen AC/DC-konvertterit voidaan suunnitella täsmälleen sellaisiksi, kuin prosessin kannalta on optimaalista.

- Käytännössä tämä tarkoittaa sitä, että nyt elektrolyysilaitteisto voidaan suunnitella kokonaisuutena ensin prosessin kannalta optimaaliseksi.  Kun tämä on tehty, siihen sopivat konvertterit ja sähkönjakelu suunnitellaan prosessia varten yksilöllisesti. Eli päinvastoin kuin aiemmin, prosessia ei enää tarvitse suunnitella saatavilla olevien laitteiden perusteella, Hämäläinen korostaa. 

Suunnittelemalla yhtä aikaa konvertterit, kojeistot ja koko sähkönjakeluyksikkö saadaan aikaan teollisesti tuotettava ja tehokas kokonaisuus, joka voidaan rakennustyömaalla yhdistää valmiina ja jo testattuna muuhun elektrolyysilaitteistoon.

Pakkaustiheys laskee kustannuksia

Mekaanisesti konvertterit on suunniteltu niin, että ne mahtuvat Norelcon kojeistojen sisään ja sitä kautta saadaan pakkaustiheys erittäin korkeaksi, mikä laskee tuotantokustannuksia.

Korkea pakkaustiheys aiheutti aluksi lämpenemäongelmia, mikä kuitenkin ratkaistiin kehityshankkeen aikana suunnittelemalla konverttereihin ja kontteihin uuden tyyppinen jäähdytysjärjestelmä, jossa on yhdistetty sekä neste- että ilmajäähdytyksen hyvät puolet.

Valvonta ja ohjaus automatisoitu 

NorUnit-sähkönjakeluyksikköä ohjataan ja valvotaan tehokkaasti pitkälle vietyä automaatiota hyödyntäen. Kontin useat valvontamenetelmät seuraavat muun muassa lämpötilaa ja vesivuotoja sekä sähköisiä suureita.

Ari Hämäläinen vertaa teknologiaa Formula 1 -autoihin: tuotantolaitos saa jatkuvasti käyttöönsä reaaliaikaista dataa, jonka avulla laitteiston toiminnallisuutta ja tuottavuutta voidaan ohjata ja parantaa käytön aikana.

Lisätietoja: Juha Katainen, myyntijohtaja, p. 050 525 5100 tai juha.katainen@norelco.fi

Norelco Oy 

Norelco on vuonna 1962 perustettu johtava kotimainen sähkönjakelujärjestelmien valmistaja. Suunnittelemme ja valmistamme järjestelmiä energiasektorille sekä teollisuuden, uusiutuvan energian, infran ja rakentamisen tarpeisiin. Työllistämme yli 250 henkilöä.  

MSc Electronics Oy

MSc Electronics Oy (MSc) on 1985 perustettu konvertterien myyntiin, kehitykseen ja valmistukseen erikoistunut yhtiö. MSc on valmistanut noin 17000 konvertteria, joita on toimitettu maailmanlaajuisesti. Suomen rautatiekalustossa on käytössä noin 4500 MSc:n valmistamaa konvertteria. MSc työllistää noin 20 pääosin alaan erikoistunutta insinööriä. Yhtiön kaikki toiminnat sijaitsevat Tampereella.