Fogyókúrás energiaganglerek A töltőknek hamarosan sokkal kevesebb energiára lesz szükségük

A német vállalatok olyan technológiát fejlesztenek ki, amellyel az áramellátás 50 százalékos energiamegtakarítást jelent. A fogyasztók számára előnyös.

A cikk megosztása:
A cikk megosztása:

A kényelmetlenül felmelegedő laptopok vagy mobiltelefonok töltői hamarosan a múlté lehetnek. Mivel a kutatók megtalálták azt a módot, hogy az elektromos energia csak egy kis része alakul át haszontalan hővé. A gyémántszerű szilícium-karbidból és gallium-nitridből készült új félvezető anyagok biztosítják, hogy a kapcsolt üzemmódú tápegységek a jövőben akár 50 százalékkal kevesebb energiát veszítsenek el. Mivel ellenállnak a magasabb elektromos feszültségnek, mint a szilíciumból készült elektronikus alkatrészekkel ellátott tápegységek.

A kisebb áram elegendő az állandó teljesítmény eléréséhez. Ez kisebb veszteségeket jelent, mivel a kábelek és vezetők kevesebbet melegednek. Egyszerre nem Ázsia vagy az Egyesült Államok, hanem négy német vállalat nyitotta meg az utat ezeknek az olcsó, alacsony veszteségű alkatrészeknek.

Az új bevonat sikerrel jár Egy kis mintaszámítás megmutatja, hogy mit hoz az újítás: Minden töltő két wattos energiaveszteséggel rendelkezik. Ha a német háztartásokban 60 millió PC-t és laptopot feltételezünk, ha napi egy órát használjuk, akkor ez évente csaknem 45 millió kilowattóra veszteséget okoz. Végül is csaknem 12 millió euró értéket képviselnek, amelynek felét a jövőben meg lehetne spórolni. A háztartások valószínűleg a legkevesebb megtakarítási potenciállal rendelkeznek. Sokkal magasabb, de nem számszerűsíthető a vállalatoknál és a közszolgálatnál.

A szükséges gyártási technológiát a tudósok fejlesztették ki a NeuLand kutatási projektben, amelyet a szövetségi oktatási és kutatási minisztérium finanszírozott 4,7 millió euróval. Az Aixtron, az ostyák bevonatának specialistája ún Gázfázisú epitaxiarendszer amely megbirkózik a makacs anyagokkal, a szilícium-karbiddal és a gallium-nitriddel is. Ez az új típusú ostyák tömeggyártásának útja, és így lényegesen alacsonyabb költségek.

A szilícium-karbidból és a gallium-nitridből származó alkatrészek gyártásához az ostyákat, azaz a szilíciumból vagy szilícium-karbidból készült kerek lemezeket elektromosan aktív anyagokkal kell bevonni. Ez történik ún Gázfázisú epitaxiarendszerek, amelyben az alapanyagokat melegítik. Párolognak, és finom porként helyezkednek el az ostyán.

A közönséges anyagok néhány 100 Celsius-fokos hőmérsékleten is feldolgozhatók. Az új anyagok viszont csak 1000 foknál többet párolognak el. Az Aixtron kutatóinak két feladatot kellett megoldaniuk: Egyrészt biztosítaniuk kellett, hogy az időnként mérgező, gyúlékony és maró nyersanyagok, például ammónia, szilán és fémek egyenletesen elpárologjanak. Másrészt a veszélyes anyagokat biztonságosan el kellett zárni.

"A bevonási eljárást iparilag felhasználhatóvá tettük“, Mondja Aixtrons alelnök, Michael Heuken, aki professzor a gallium-nitrid komponensek technológiájának oktatási és kutatási területén is az Aacheni Műszaki Egyetemen. Mivel ma már tömeggyártás lehetséges, a bevonási költségek drasztikusan csökkennek - véli Heuken.

A tengeri szélerőművek számára is előnyös lehet. A költségek csökkentését az is segíti, hogy az egyes munkalépésekben szokatlanul nagy, 200 milliméter átmérőjű ostyákat vonnak be. Mivel így több alkatrészt lehet gyártani, mint a hagyományos 150 milliméteres ostyákkal.

A müncheni Infineon, amely már az erőelektronika világpiaci vezetője, felelős az elektronika gyártásáért ezekből az ostyákból. Mivel kevesebb hő keletkezik, több funkció koncentrálható ugyanabban a térben (bár az áramfogyasztás ismét növekedhet).

Az alsó-szászországi Niestetaltól származó SMA Solar Technology projektpartner, az egyenáramot napelemes rendszerekben termelt váltakozó árammá alakító inverterek specialistája arra számít, hogy a jövőben kevesebb alkatrészre lesz szükség, ami csökkenti a költségeket. Végül a nürnbergi SiCrystall szilícium-karbidból állítja elő az ostyákat.

A környezet és a pénztárca boldogAz új alkatrészek mindenütt felhasználhatók, ahol nagy elektromos áramok alakulnak át. Például tengeri szélerőművekben. Sok esetben a keletkező háromfázisú áramot egyenárammá alakítják, mert a keletkezett energiát ebben a formában kevesebb veszteséggel lehet a szárazföldön szállítani. Ott vissza kell alakítani háromfázisú árammá.

Az új technológia alkalmazható az ipari motorok és a háztartások motorjainak elektronikus vezérlésében, valamint a mobil kommunikációhoz használt adó- és vevőállomásokban is. Akár 50 százalékos energiatakarékossággal, amire a projekt partnerei számítanak, a környezet és a pénztárca boldog - és a töltőknek a jövőben is hűvösnek kell lenniük.