Verbundvorhaben H2Giga_QT6.1_HyLeiT: Kostenoptimierte Systemtechnik und Netzintegration von Systemen für die Erzeugung von grünem Wasserstoff; Teilvorhaben: Netzdienliche und systemoptimierte Elektrolyse-Stromrichter

Abstract

Die Stromversorgungstechnik für Wasserstoff-Elektrolyseanlagen macht 10 - 15% der typischen Investitionskosten entsprechender Großanlagen aus und hat darüber hinaus maßgeblichen Einfluss auf die Höhe der Strombezugskosten und Netzentgelte beim späteren Betrieb. Um die Kosten für grünen Wasserstoff auf ein wirtschaftlich tragfähiges Niveau zu senken, muss daher auch die Stromversorgungstechnik ihren Beitrag leisten. Gleichzeitig stellt die Energiewende mit einem zukünftig stromrichterdominierten Netz neue Anforderungen hinsichtlich Netzdienlichkeit und flexiblem Betrieb. Dieser Herausforderung hat sich das aus Leistungselektronik- und Stromrichterherstellern und entsprechenden Wissenschaftspartnern bestehende Konsortium des Verbundforschungsvorhabens HyLeiT angenommen, um die technologischen Grundlagen für eine neue Elektrolyse-Stromversorgungstechnik zu schaffen. Im Teilvorhaben SMA wurden dabei vielfältige neue Technologielösungen erarbeitet und grundlegende Erkenntnisse gewonnen, die es zukünftig erlauben, Elektrolyse-Stromversorgungslösungen auf Basis der kostengünstigen und robusten Großserienplattformen der PV- und Batterie-Wechselrichter-Technik noch besser an den Elektrolyseeinsatz anzupassen. Damit wird es nun möglich, die Kostenvorteile und die Netzdienlichkeit der Großserien-PV/Batterie-Wechselrichter-Plattformen sehr viel umfassender als bisher auch für Elektrolysestromrichter zu erschließen. Darüber hinaus wurden aber auch deutliche funktionale Fortschritte hinsichtlich Systemintegration, Anlagenbetrieb und Sicherheit der Stromversorgungstechnik für Elektrolyseanlagen erzielt. Power supply technology for hydrogen electrolysis plants accounts for around 10-15% of the typical investment costs of such large-scale facilities and, moreover, has a significant influence on electricity procurement costs and grid charges during later operation. In order to reduce the cost of green hydrogen to an economically viable level, power supply technology must therefore also contribute to cost reductions. At the same time, the energy transition, with a future power‑electronics‑dominated grid, introduces new requirements in terms of grid supportiveness and flexible operation. This challenge is addressed by the consortium of the collaborative research project HyLeiT, consisting of power electronics and converter manufacturers together with their scientific partners, with the aim of establishing the technological foundations for a new generation of electrolysis power supply technology. Within the SMA subproject, a wide range of new technological solutions were developed and fundamental insights were gained, enabling future electrolysis power supply solutions to be even better adapted to electrolysis applications by building on the cost‑efficient and robust mass‑production platforms of PV and battery inverter technology. This now makes it possible to leverage the cost advantages and grid-supportive capabilities of mass‑produced PV/battery inverter platforms far more comprehensively than before for electrolysis converters as well. In addition, significant functional advances were achieved in terms of system integration, plant operation, and the safety of power supply technology for electrolysis plants.