Comment simplifier la conception d'une station de ravitaillement d'hydrogène réduit les coûts et gagne en rendement
Les stations de ravitaillement en hydrogène sont l'avenir des énergies durables grâce à une décarbonisation totale, de la génération d'électricité au transport et à la production de chaleur.
Mais si nous voulons qu'elles atteignent leur plein potentiel, elles doivent être optimisées pour devenir simples à mettre en œuvre, efficaces à utiliser et faciles à gérer.
Ce n'est pas toujours facile, les stations de ravitaillement d'hydrogène sont des systèmes complexes : les construire et les entretenir nécessite que leurs propriétaires prennent des décisions prudentes concernant les OpEx et CapEx.
Dans cet article, nous explorerons les points difficiles qui empêchent souvent les stations de ravitaillement en hydrogène d'atteindre leur plein potentiel, et comment les éviter.
Quels sont les défis principaux des stations de ravitaillement en hydrogène ?
Construire et diriger une station de ravitaillement en hydrogène prospère signifie trouver l'équilibre entre de nombreux facteurs d'ingénierie, opérationnels et d'achat. Des facteurs qui façonnent chaque étape du cycle de vie de la station.
La conception : les ingénieurs en conception doivent respecter des exigences complexes de certification et de fonctionnalité et prendre en compte des contraintes de temps et d'espace. En même temps, ils ne doivent pas se laisser distancer par les développements de l'industrie et la demande de croissance.
Les opérations : il peut être nécessaire de traiter avec des composants peu fiables qui sont difficiles à entretenir. Souvent, et sans surprise, cela mène à des temps d'arrêt imprévus et coûteux de la station lorsque des composants tombent en panne.
La chaîne logistique et les achats : de nombreux opérateurs font face à une chaîne logistique fragmentée qui est difficile à gérer, ce qui peut augmenter le coût de possession total de la station.
Ces défis proviennent d'un facteur : les structures des systèmes de tuyauterie et d'instrumentation des stations de ravitaillement en hydrogène qui les rendent intrinsèquement complexes à construire et entretenir. De même, les stations de ravitaillement en hydrogène sont constituées de nombreux sous-systèmes, dont un stockage de l'hydrogène, des panneaux de gaz pilote, des distributeurs et des sections de compresseur.
Pour relever ces défis, les propriétaires de stations doivent trouver des solutions pour réduire cette complexité. Sans simplifier les systèmes et rendre les opérations plus fluides, il sera difficile d'intensifier l'offre pour répondre à la demande croissante d'hydrogène.
Mais comment les propriétaires de station peuvent-ils simplifier leurs systèmes ?
Trois façons de réduire la complexité des centres de ravitaillement en hydrogène
Nous avons beaucoup d'expérience dans le travail avec des clients dans le domaine de l'hydrogène et nous avons depuis identifié trois approches qui peuvent aider à simplifier et améliorer l'efficacité des stations.
Réduction des points de fuite, des coûts et du nombre de composants avec la commande électrique
Une station de ravitaillement en hydrogène typique contient entre 15 et 20 vannes rien que dans sa tuyauterie et son système d'instrumentation. Et ces vannes ne sont qu'une petite partie d'une longue liste de composants qui va des régulateurs aux solutions de contrôle des processus.
La plupart des applications d'une station sont commandées pneumatiquement, ce qui signifie qu'elle nécessite également sa propre sous-station, constituée d'un compresseur d'air, d'un équipement de traitement d’air et de la tuyauterie et des tubes associés.
Ce système de sécurité doit respecter toutes les exigences de sécurité (par exemple, ATEX) et pouvoir fonctionner de façon fiable dans des environnements chauds ou froids.
Un moyen pour réduire la complexité du système consiste à passer d'une solution de commande pneumatique à électrique, ce qui nécessite moins de sous-stations. Cela réduit le nombre total de composants nécessaires, ce qui diminue le nombre de points de fuite potentiels, augmente la fiabilité des composants et donne un système au design moins complexe.
Utiliser une solution électrique peut également signifier que vous tirez parti des systèmes BUS, ce qui réduit également la complexité du câblage.
Aujourd'hui, trouver le bon partenaire et la bonne solution peut faciliter la transition vers des composants à commande électrique.
Intégration de plusieurs composants dans un collecteur
Réduire le nombre de composants dans votre station n'est pas qu'une question de réduction du nombre de sous-stations.
Vous pouvez également simplifier votre station en adoptant des collecteurs avec une fonctionnalité modulaire.
En intégrant différentes fonctions comme les vannes, les régulateurs et les filtres sur un collecteur, vous pourrez réduire la quantité globale de tuyaux et raccords.
Cela réduit à nouveau le nombre de points de fuite, mais rend également ces composants plus rapides à installer et entretenir. Vous pourriez même réduire l'empreinte globale de cette section de la station.
Cette approche devient de plus en plus populaire auprès des développeurs de stations de ravitaillement en GNC et dans les applications hydrauliques traditionnelles.
Choisir des solutions flexibles et faciles d'entretien
Vous souhaitez avoir l'assurance que votre système fonctionnera de façon fiable pendant longtemps.
Pour y parvenir, vous devez prendre ces trois éléments en compte :
Vos solutions de composants ont-elles été testées et utilisées dans des simulations ? Votre fournisseur doit être capable de vous montrer des simulations et résultats de test éprouvés qui répliquent des conditions réelles dans une station de ravitaillement en hydrogène.
Vos composants sont-ils faciles à entretenir sans entraîner d'interruption importante de votre tuyauterie de procédé ? Les composants de type cartouche facilitent le retrait des pièces de la solution pour l'entretenir sans déposer tout le corps de la tuyauterie, ce qui fait gagner du temps et des frais d'entretien. Vous réduirez également le risque d'introduction accidentelle de problèmes de fuites lorsque le composant est remonté.
Pouvez-vous surveiller les performances de votre solution et identifier les problèmes potentiels ? Les dernières solutions intégrées utilisent des capteurs et émetteurs pour surveiller la pression et la température, ce qui vous donne une vue d'ensemble des performances de votre composant et vous permet de créer des calendriers de maintenance prédictive afin de déceler les problèmes avant qu'ils ne deviennent des défauts perturbateurs.
Le futur de l'hydrogène ? Un design de station de ravitaillement simple et efficace
Alors que la demande pour des solutions énergétiques à base d'hydrogène s'intensifie, les infrastructures de soutien comme les stations de ravitaillement doivent évoluer rapidement.
Simplifier le design des systèmes avec des composants fiables, efficaces et à la conception soignée sera vital et sera le meilleur moyen de garantir que cette puissante source d'énergie évoluera efficacement et délivrera tout son potentiel.
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