Любителі енергії на дієті Зарядникам скоро знадобиться набагато менше енергії

Німецькі компанії розробляють технологію, за допомогою якої джерела живлення економить 50 відсотків енергії. Вигоди споживачів.

Поділитися статтею від:
Поділитися статтею від:

Зарядні пристрої для ноутбуків або мобільних телефонів, які неприємно нагріваються, незабаром можуть залишитися в минулому. Тому що дослідники знайшли спосіб, завдяки якому лише незначна частина електричної енергії перетворюється на марне тепло. Нові напівпровідникові матеріали, виготовлені з алмазоподібного матеріалу карбіду кремнію та нітриду галію, гарантують, що імпульсні джерела живлення втратять до 50 відсотків менше енергії в майбутньому. Оскільки вони витримують вищі електричні напруги, ніж джерела живлення з електронними компонентами, виготовленими з кремнію.

Менших струмів достатньо для досягнення постійної продуктивності. Це означає менші втрати, оскільки кабелі та провідники нагріваються менше. Колись не компанії з Азії чи США проклали шлях до цих недорогих компонентів з низькими втратами, а чотири німецькі компанії.

Нове покриття приносить успіх Невеликий зразок розрахунку показує, що приносить нововведення: Кожне зарядне обладнання має втрату потужності в два Вт. Якщо припустити, що 60 мільйонів ПК та ноутбуків у німецьких домогосподарствах, якщо вони використовуються протягом однієї години на день, це призводить до втрат майже 45 мільйонів кіловат-годин на рік. Зрештою, вони становлять майже 12 мільйонів євро. Половина з них може бути заощаджена в майбутньому. Домогосподарства, ймовірно, мають найменший потенціал заощадження. Він набагато вищий, але не піддається кількісній оцінці, в компаніях та на державній службі.

Необхідна технологія виробництва була розроблена вченими в рамках дослідницького проекту NeuLand, який фінансувався Федеральним міністерством освіти і досліджень з 4,7 млн євро. Aixtron, фахівець з покриття вафель, має т. Зв Система газової фази епітаксії які також можуть впоратися з упертими матеріалами карбіду кремнію та нітриду галію. Це шлях до масового виробництва нового виду вафель і, отже, значно нижчих витрат.

Для виготовлення компонентів з карбіду кремнію та нітриду галію пластини, тобто круглі диски, виготовлені з кремнію або карбіду кремнію, повинні бути покриті електрично активними матеріалами. Це відбувається в т.зв. Газофазні системи епітаксії, в якому нагріваються основні матеріали. Вони випаровуються і осідають на пластині, як дрібний пил.

Звичайні матеріали можна обробляти при температурах до декількох 100 градусів Цельсія. З іншого боку, нові матеріали випаровуються лише при температурі більше 1000 градусів. Дослідники Aixtron мали вирішити дві задачі: з одного боку, вони повинні були забезпечити рівномірне випаровування сировини, частина якої є токсичною, легкозаймистою та їдкою, такою як аміак, силан та метали. З іншого боку, небезпечні матеріали потрібно було надійно закрити.

"Ми зробили процес нанесення покриття промислово придатним для використання“, - говорить віце-президент Aixtron Майкл Хойкен, який також є професором у галузі викладання та досліджень технології компонентів нітриду галію в Технічному університеті Аахена. Оскільки тепер можливе масове виробництво, витрати на покриття різко знижуються, вважає Хойкен.

Вигоди можуть отримати і офшорні вітроелектростанції. Той факт, що пластини з надзвичайно великим діаметром 200 міліметрів покривають кожним кроком роботи, також сприяє зменшенню витрат. Оскільки таким чином можна виготовити більше компонентів, ніж із звичайними 150-міліметровими пластинами.

За виробництво електроніки з цих пластин відповідає компанія Infineon у Мюнхені, яка вже є лідером світового ринку силової електроніки. Оскільки виробляється менше тепла, більше функцій може бути сконцентровано в одному просторі (хоча споживання електроенергії може знову зрости).

Партнер проекту SMA Solar Technology з Niestetal в Нижній Саксонії, фахівець з інверторів, які перетворюють постійний струм в змінний струм, що генерується в сонячних системах, очікує, що в майбутньому буде потрібно менше компонентів, що зменшить витрати. Нарешті, SiCrystall з Нюрнберга виробляє пластини з карбіду кремнію.

Навколишнє середовище і ваш гаманець задоволеніНові компоненти можна використовувати скрізь, де перетворюються сильні електричні струми. Наприклад у офшорних вітроелектростанціях. У багатьох випадках трифазний струм, який генерується, перетворюється на постійний струм, оскільки вироблена енергія може транспортуватися по суші в такому вигляді з меншими втратами. Там він повинен бути перетворений назад у трифазний струм.

Нова технологія може також використовуватися в електронних системах управління двигунами у промисловості та в домашніх господарствах, а також у передавальних та приймальних станціях мобільного зв'язку. Завдяки економії енергії до 50 відсотків, на що розраховують партнери проекту, навколишнє середовище та гаманці задоволені - і зарядні пристрої також повинні залишатися прохолодними в майбутньому.