Energie optimal nutzen: Fraunhofer IAF entwickelt effiziente Leistungselektronik für Photovoltaik und Elektromobilität
. Im Rahmen des Förderprogramms "IKT2020" (Informations- und Kommunikationstechnologien) fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit seinem Programm "IKT2020" (Informations- und Kommunikationstechnologien) Forschungsvorhaben zur "Leistungselektronik zur Energieeffizienz-Steigerung (LES)". Im Rahmen dieses Förderprogramms wurde das Verbundprojekt "Power GaN Plus" unter Federführung des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Festkörperphysik IAF in Freiburg mit einem Gesamtvolumen von knapp 2,8 Millionen Euro für einen Zeitraum von drei Jahren bewilligt.
Strom ist Energieform der Zukunft; Wirkungsgrad von Solarstromanlagen kann gesteigert werden
Bereits heute werden etwa 40 Prozent der weltweit verbrauchten Energiemengen in Form von elektrischem Strom genutzt. Man schätzt, dass dieser Anteil bis 2040 auf etwa 60 Prozent steigen wird. Wo elektrischer Strom in großen Mengen genutzt wird, kommen so genannte Leistungswandler zum Einsatz. Die geringe Gleichspannung bei gleichzeitig hoher Stromstärke, die beispielsweise eine Photovoltaik-Anlage liefert, muss für die Einspeisung in das öffentliche Netz in Wechselstrom hoher Spannung umgesetzt werden. Dieser Umwandlungsprozess ist derzeit noch hochgradig verlustbehaftet, d. h. der effektive Wirkungsgrad der Solarstromanlage sinkt. Entsprechendes gilt auch bei anderen elektrotechnischen Anlagen. Das Einsparpotenzial durch den Einsatz neuartiger, hocheffizienter Leistungselektronik wird mit weit über 20 Prozent des gesamten Bedarfs an elektrischer Energie geschätzt – ein enormes derzeit noch weitgehend ungenutztes Einsparpotential.
Galliumnitrid – Schlüssel zu mehr Energieeffizienz
Das relativ neue und technologisch ausgesprochen anspruchsvolle Halbleitermaterial Galliumnitrid hat gegenüber dem etablierten Halbleiter Silizium eine Reihe von interessanten physikalischen Eigenschaften, die es für Anwendungen in der Leistungselektronik prädestinieren. Transistoren aus Galliumnitrid sind bei hohen elektrischen Spannungen und Strömen wesentlich energieeffizienter als Silizium. Die Forscher erwarten ein Einsparpotential von mehr als 50 Prozent durch den Einsatz dieser neuen Technologie. Zur praktischen Erprobung und Demonstration der tatsächlichen Leistungsfähigkeit der Galliumnitrid-Technologie wird das Forschungskonsortium zwei Demonstratoren realisieren:
– Ein Wechselrichter mit einer Leistung von fünf Kilowatt zur Netzeinspeisung von Energie aus Solarparks
– und einen Leistungswandler zum effizienten Laden der Batterien eines Elektrofahrzeugs
Damit werden zwei wichtige Zukunftsmärkte für die deutsche Industrie weiter erschlossen.
02.12.2010 | Quelle: Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik IAF | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH
