KMITL Expo 2026 LogoKMITL 66th Anniversary Logo

DESIGN OF HIGH-POWER CONVERTER FOR ELECTROLYZER APPLICATION INTERFACING WITH PV SYSTEM

Abstract

This research focuses on the design and development of a high-power converter to regulate energy supply from solar cells (Photovoltaic: PV) to a hydrogen production unit (Electrolyzer), which is a crucial component in advancing renewable energy in alignment with the RE100 initiative. Specifically, this study targets Green Hydrogen, which is generated through the water electrolysis process using clean energy from solar cells, ensuring zero emissions and environmental sustainability. The proposed converter includes of a Three-Level NPC Inverter, transformer, Full-Bridge Rectifier, and LC filter to enhance the power quality supplied to the electrolyzer. The system's design and simulation were conducted using MATLAB and Simulink to evaluate circuit performance and analyze operational efficiency. Simulation was conducted using MATLAB and Simulink to evaluate circuit performance and analyze operational efficiency. Additionally, a microcontroller-based control system is integrated with a gate driver circuit to optimize the electrolysis process by reducing power losses. This proposed converter effectively converts PV energy into suitable voltage and current levels for the electrolyzer while maintaining high hydrogen production efficiency.

Objective

ปัจจุบัน โลกกำลังเผชิญกับปัญหาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและภาวะโลกร้อน ซึ่งเกิดจากการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) และก๊าซเรือนกระจกจากภาคอุตสาหกรรม การคมนาคม และการผลิตไฟฟ้าจากเชื้อเพลิงฟอสซิล เพื่อแก้ไขปัญหานี้ หลายประเทศได้ร่วมมือกันภายใต้ COP25 ซึ่งเป็นการประชุมด้านสภาพภูมิอากาศของสหประชาชาติ โดยมีเป้าหมายลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกให้เป็นศูนย์ภายในปี 2050 หนึ่งในแนวทางสำคัญที่ช่วยลดการพึ่งพาพลังงานฟอสซิลคือ พลังงานหมุนเวียน (Renewable Energy) เช่น พลังงานลม (Wind Energy) และพลังงานน้ำ (Hydropower) ซึ่งสามารถลดการปล่อย CO₂ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะ โซล่าร์เซลล์ (Photovoltaic: PV) ที่ได้รับความนิยมเนื่องจากติดตั้งง่าย ราคาถูกลง และเหมาะกับการใช้งานทั้งระดับครัวเรือนและภาคอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตาม พลังงานหมุนเวียนมีข้อจำกัดเรื่องความไม่เสถียร เนื่องจากแสงแดดและลมมีความผันผวน จึงจำเป็นต้องมี Energy Storage System (ESS) เพื่อกักเก็บพลังงานส่วนเกินและนำมาใช้ในช่วงที่แหล่งพลังงานไม่สามารถผลิตไฟฟ้าได้ Green Hydrogen เป็นอีกแนวทางสำคัญในการลดการปล่อย CO₂ โดยผลิตจากกระบวนการ Electrolysis ของน้ำ ซึ่งใช้พลังงานหมุนเวียนในการแยกไฮโดรเจนออกจากออกซิเจน ทำให้เป็นกระบวนการผลิตพลังงานที่ปราศจากมลพิษ ไฮโดรเจนที่ได้สามารถใช้เป็นแหล่งพลังงานสะอาดผ่าน Fuel Cell เพื่อเปลี่ยนกลับเป็นไฟฟ้าได้ โครงงานนี้มุ่งเน้นการออกแบบและพัฒนา Converter สำหรับทำงานร่วมกับ Photovoltaic Cell และ Hydrogen Electrolyzer เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิต Green Hydrogen และส่งเสริมการใช้พลังงานสะอาดในระบบกักเก็บพลังงาน ซึ่งจะช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกและสนับสนุนเป้าหมายของ RE100 และ COP25 ในการสร้างโลกที่ยั่งยืน

Other Innovations

Innovation Project on Age-Defying Hyaluronic Acid Dates Palm Serum

วิทยาลัยการจัดการนวัตกรรมและอุตสาหกรรม

Innovation Project on Age-Defying Hyaluronic Acid Dates Palm Serum

The Age-Defying Dates Palm Serum is an innovative skincare product formulated with date palm extract, known for its high antioxidant content that helps reduce wrinkles and retain skin moisture. Combined with hyaluronic acid, the serum enhances hydration and skin elasticity. This research explores factors influencing consumers’ purchasing intentions, revealing a preference for anti-aging properties, product safety, and natural ingredients. This serum aims to provide a novel option in the skincare market by utilizing high-quality natural extracts.

Read more
The product "Nai Hoi Hua Fu"

วิทยาเขตชุมพรเขตรอุดมศักดิ์

The product "Nai Hoi Hua Fu"

Study on Parasites in Blackchin Tilapia and Value-Added Processing Parasites play a crucial role in affecting fish health and the balance of marine ecosystems. The study of parasites in fish is essential for assessing fish population status and their impact on the ecosystem. This research focuses on a preliminary survey of parasites in Blackchin Tilapia (Sarotherodon melanotheron) found in the waters of Chumphon Province to determine whether this species carries parasitic infections. The findings will provide valuable insights for managing marine resources and developing strategies for processing Blackchin Tilapia into food products to help control its population in the ecosystem. One of the value-added processing approaches for Blackchin Tilapia is the "Nai Hoi Hua Fu" product. This product involves deep-frying the fish to achieve a crispy and fluffy texture before mixing it with mango salad to enhance its flavor and make it more appealing. This processing method not only adds value to the fish but also serves as a practical solution for managing the Blackchin Tilapia population, which may impact the ecosystem. The study results indicate that no parasitic infections were found in either the internal or external organs of the sampled fish, suggesting that the marine environment in the study area is favorable for fish health. However, continuous research is recommended to monitor long-term ecological changes and evaluate the impact of Blackchin Tilapia on ecosystem balance to ensure sustainable resource management.

Read more
Sweepsaga

คณะสถาปัตยกรรม ศิลปะและการออกแบบ

Sweepsaga

This app encourages users to clean by turning it into a fun game. Users can choose cleaning tasks, track dust levels, and earn reward points, making the cleaning process more engaging and enjoyable.

Read more