Energetickí žrúti na diéte Nabíjačky budú čoskoro potrebovať oveľa menej energie

Nemecké spoločnosti vyvíjajú technológiu, pomocou ktorej zdroje napájania šetria 50 percent energie. Prínos pre spotrebiteľov.

Zdieľať článok od:
Zdieľať článok od:

Nabíjačky notebookov alebo mobilných telefónov, ktoré sa nepríjemne zahrievajú, by mohli byť čoskoro minulosťou. Pretože vedci našli spôsob, ako sa iba malá časť elektrickej energie premení na neužitočné teplo. Nové polovodičové materiály vyrobené z diamantu podobného materiálu, ako je karbid kremíka a nitrid gália, zabezpečujú, že spínacie zdroje napájania stratia v budúcnosti až o 50 percent menej energie. Pretože vydržia vyššie elektrické napätie ako napájacie zdroje s elektronickými súčiastkami vyrobenými z kremíka.

Na dosiahnutie stáleho výkonu postačujú menšie prúdy. To znamená nižšie straty, pretože káble a vodiče sa menej zahrievajú. Cestu k týmto nízkonákladovým a málo stratovým komponentom razili cestu nie spoločnosti z Ázie alebo USA, ale štyri nemecké spoločnosti.

Nový povlak prináša úspech Malý výpočet vzorky ukazuje, čo inovácia prináša: Každá nabíjačka má stratu energie dva watty. Ak vezmeme do úvahy 60 miliónov počítačov a notebookov v nemeckých domácnostiach, ak sa používajú jednu hodinu denne, vedie to k strate takmer 45 miliónov kilowatthodín ročne. Predstavujú koniec koncov hodnotu takmer 12 miliónov eur, z ktorej by sa v budúcnosti mohla ušetriť polovica. Domácnosti budú mať pravdepodobne najmenší potenciál úspor. V podnikoch a vo verejnom sektore je oveľa vyššia, ale nie je kvantifikovateľná.

Potrebnú výrobnú technológiu vyvinuli vedci vo výskumnom projekte NeuLand, ktorý bol financovaný spolkovým ministerstvom školstva a výskumu sumou 4,7 milióna eur. Aixtron, špecialista na poťahovanie oblátok, má tzv Systém epitaxe v plynnej fáze ktorý si poradí aj s odolnými materiálmi karbid kremíka a nitrid gália. Toto je cesta k hromadnej výrobe nového typu oblátok a tým k výrazne nižším nákladom.

Na výrobu komponentov z karbidu kremíka a nitridu gália musia byť plátky, to znamená okrúhle disky vyrobené z kremíka alebo karbidu kremíka, potiahnuté elektricky aktívnymi materiálmi. To sa deje v tzv Systémy epitaxie v plynnej fáze, v ktorom sa ohrievajú základné materiály. Odparia sa a usadia na oblátke ako jemný prach.

Bežné materiály je možné spracovať pri teplotách až do niekoľkých 100 stupňov Celzia. Nové materiály sa naopak odparujú iba pri teplotách nad 1 000 stupňov. Vedci spoločnosti Aixtron museli vyriešiť dve úlohy: Na jednej strane museli zabezpečiť, aby sa suroviny, z ktorých niektoré sú toxické, horľavé a korozívne, ako napríklad amoniak, silán a kovy, rovnomerne odparovali. Na druhej strane museli byť nebezpečné materiály bezpečne uzavreté.

„Proces náteru sme vytvorili priemyselne využiteľným“, Hovorí viceprezident spoločnosti Aixtrons Michael Heuken, ktorý je tiež profesorom vo výučbovej a výskumnej oblasti technológie komponentov nitridu gália na Technickej univerzite v Aachene. Pretože je teraz možná masová výroba, náklady na povrchovú úpravu sa drasticky znižujú, domnieva sa Heuken.

Prínosom by mohli byť aj veterné farmy na mori. Skutočnosť, že oblátky s neobvykle veľkým priemerom 200 milimetrov sú potiahnuté v každom pracovnom kroku, tiež pomáha znižovať náklady. Pretože týmto spôsobom sa dá vyrobiť viac komponentov ako z bežných 150-milimetrových oblátok.

Spoločnosť Infineon v Mníchove, ktorá je už svetovým lídrom na trhu v oblasti výkonovej elektroniky, je zodpovedná za výrobu elektroniky z týchto doštičiek. Pretože sa generuje menej tepla, je možné sústrediť viac funkcií do toho istého priestoru (hoci spotreba elektriny by sa mohla opäť zvýšiť).

Partner projektu SMA Solar Technology z Niestetalu v Dolnom Sasku, špecialista na invertory, ktoré premieňajú jednosmerný prúd na striedavý prúd generovaný v solárnych systémoch, očakáva, že v budúcnosti bude potrebných menej komponentov, čo zníži náklady. Napokon SiCrystall z Norimbergu vyrába doštičky z karbidu kremíka.

Prostredie a vaša peňaženka sú šťastnéNové komponenty je možné použiť všade tam, kde sa prevádzajú vysoké elektrické prúdy. Napríklad na veterné farmy na mori. V mnohých prípadoch sa generovaný trojfázový prúd premení na jednosmerný prúd, pretože generovanú energiu je možné v tejto podobe transportovať po zemi s menšími stratami. Tam sa musí previesť späť na trojfázový prúd.

Nová technológia sa môže použiť aj v elektronickom riadení motorov v priemysle a domácnosti, ako aj vo vysielacích a prijímacích staniciach pre mobilnú komunikáciu. Vďaka úsporám energie až 50 percent, ktoré projektoví partneri očakávajú, je životné prostredie a peňaženky spokojné - a nabíjačky by tiež mali zostať v chlade aj v budúcnosti.