Ερευνητές του γερμανικού ινστιτούτου Fraunhofer IZM ανακοίνωσαν μια σημαντική τεχνολογική επίτευξη στον τομέα των αντιστροφέων (inverters) καρβιδίου πυριτίου (SiC), ανοίγοντας νέους ορίζοντες για εφαρμογές υψηλής ισχύος, συμπεριλαμβανομένης της ηλεκτροκίνησης.
Η ανάπτυξη πραγματοποιήθηκε κατ’ εντολή της Mitsubishi Heavy Industries (MHI) και το αποτέλεσμα είναι εντυπωσιακό: ένας compact αντιστροφέας που αποδίδει 500kW ισχύος με απόδοση 99%, καταλαμβάνοντας όγκο μόλις ενός λίτρου. Πρόκειται για ένα από τα πιο πυκνά σε ισχύ (power-dense) συστήματα αντιστροφέων που έχουν αναπτυχθεί ποτέ σε αυτή την κατηγορία.
Η χρήση τεχνολογίας SiC (Silicon Carbide — καρβίδιο του πυριτίου) αποτελεί τη βάση της επιτυχίας. Τα ημιαγώγιμα υλικά SiC επιτρέπουν λειτουργία σε υψηλότερες θερμοκρασίες, συχνότητες και τάσεις σε σύγκριση με τα παραδοσιακά IGBT στοιχεία, με ταυτόχρονα χαμηλότερες απώλειες μετατροπής. Αυτό μεταφράζεται σε μικρότερο μέγεθος, λιγότερη θερμότητα και υψηλότερη συνολική απόδοση — ιδανικές προϋποθέσεις για ηλεκτρικά οχήματα, βιομηχανικές εφαρμογές και συστήματα ανανεώσιμης ενέργειας.
Αυτό που ξεχωρίζει την ανάπτυξη του Fraunhofer IZM δεν είναι μόνο οι επιδόσεις, αλλά και το κόστος κατασκευής. Οι ερευνητές τονίζουν ότι το σύστημα είναι σχετικά οικονομικό σε παραγωγή, κάτι που συνήθως αποτελεί εμπόδιο σε τόσο υψηλές πυκνότητες ισχύος. Ο συνδυασμός υψηλής απόδοσης, μικρού μεγέθους και χαμηλού κόστους αποτελεί ιερό δισκοπότηρο στον σχεδιασμό power electronics.
Για τον κόσμο της ηλεκτροκίνησης, η σημασία είναι μεγάλη. Οι αντιστροφείς αποτελούν κρίσιμο εξάρτημα σε κάθε ηλεκτρικό όχημα και σταθμό φόρτισης υψηλής ισχύος. Η βελτίωση της απόδοσής τους σημαίνει λιγότερες ενεργειακές απώλειες κατά τη φόρτιση και ταχύτερη μεταφορά ενέργειας — άμεσα οφέλη για τον τελικό χρήστη. Παράλληλα, το μικρό μέγεθος ανοίγει δυνατότητες για πιο slim σχεδιασμούς φορτιστών και συστημάτων ηλεκτρικής κίνησης.
Η έρευνα στην τεχνολογία SiC βρίσκεται σε άνοδο σε ολόκληρη την Ευρώπη, με αρκετές αυτοκινητοβιομηχανίες και προμηθευτές να επενδύουν σε αυτή την κατεύθυνση. Η επίτευξη του Fraunhofer IZM επιβεβαιώνει ότι η Ευρώπη διατηρεί ισχυρή παρουσία στη βασική έρευνα power electronics, ένα πεδίο με καθοριστικό ρόλο στη μετάβαση στην ηλεκτροκίνηση.
Δεν έχουν ανακοινωθεί ακόμα πληροφορίες για τη χρονολογία εμπορικής διάθεσης της τεχνολογίας, ωστόσο η συνεργασία με μια μεγάλη βιομηχανική εταιρεία όπως η Mitsubishi Heavy Industries υποδηλώνει ότι οι εφαρμογές δεν θα αργήσουν.
Πηγή: Electrive