EnerConnect
Erforschung leistungselektronischer Schaltungen basierend auf bidirektional sperrenden Halbleitern für Energieanwendungen
Motivation
Die Mikroelektronik ist ein Treiber von Innovationen in vielen Branchen und entscheidend für die technologische Souveränität. Um die Elektronikkompetenzen in Deutschland zu stärken, sollen neue Ansätze und kreative Ideen aus den Natur- und Ingenieurwissenschaften für die Mikroelektronik der Zukunft erschlossen werden. Die Initiative „ForMikro 2.0“ intensiviert die Zusammenarbeit zwischen Industrie und Wissenschaft und beschleunigt den Transfer von Ergebnissen aus der Grundlagenforschung in neue Technologien und Anwendungen. Unternehmen beteiligen sich finanziell an den Vorhaben, die das konkrete Nutzungspotenzial für eine perspektivische industrielle Verwertung erarbeiten.
Ziele und Vorgehen
Die Integration erneuerbarer Energien erfordert einen umfangreichen Einsatz von Speicher- und Erzeugungsgeräten wie Batterien und Brennstoffzellen. Die Verbindung dieser Geräte mit dem Energienetz erfolgt mithilfe von leistungselektronischen Komponenten. Umwandler haben dabei die zentrale Aufgabe, Energieflüsse mit hohem Wirkungsgrad und geringem Ressourceneinsatz zu ermöglichen. Ziel des Vorhabens ist es, neue leistungselektronische Umwandler zu erforschen, die durch den Einsatz von Galliumnitrid (GaN)-Halbleiterbauelementen erstmals eine einstufige Anbindung an das Wechselspannungs-Versorgungsnetz ermöglichen. Dabei wird die bidirektionale Sperrfähigkeit dieser neuen Halbleiterbauelemente ausgenutzt. Zum Nachweis der Funktionalität wird ein entsprechender Demonstrator mit den Industriepartnern realisiert und charakterisiert.
Innovationen und Perspektiven
Die in dem Projekt untersuchten Umwandler weisen geringere Verluste und einen reduzierten Bedarf an passiven Bauteilen auf, was eine energieeffiziente Kopplung des Drehstromnetzes mit Gleichspannungskomponenten ermöglicht. Das Projekt legt damit die Grundlage für die effiziente und kostengünstige Umsetzung dieser dem Stand der Technik überlegenen Technologie, die in einem breiten Spektrum nachhaltiger Energieanwendungen zum Einsatz kommen kann.