(Bu makale Almanca olarak da mevcuttur)
Elektrikli arabalar, trenler ve endüstriyel sürücüler, tek bir madde sayesinde daha az elektrik tüketir, güneş modülleri ve rüzgar türbinleri daha fazla güç sağlayabilir: silisyum karbür (SiC). Yarı iletken, doğrudan ve alternatif akımın dönüştürüldüğü her yerde – fotovoltaik modüller ve elektrik şebekesi arasında, piller ve elektrik motorları arasında veya şebeke ve evsel depolama sistemleri arasında – potansiyelini açığa çıkarır. Önemli miktarda elektrik akışı. Her değişimde enerji kaybolur. SiC bu dönüşüm kayıplarını azaltır. Uzmanlar, uygulama alanına bağlı olarak yüzde 30’a varan bir kayıp azalması öngörüyor. Bu, hızla birkaç megavat saate varan tasarruf sağlar.
Enerji tüketimi azaltılmalıdır. Yeni sayımızda enerji dönüşümü ve teknik verimliliğin artırılmasına yönelik bazı yaklaşımlar sunuyoruz. Yeni sayı 22 Aralık’tan itibaren yayında. mağazalarda ve 21.12. Haberler mağazasında sipariş vermek kolaydır. Dergiden Öne Çıkanlar:
Silisyum karbürün sırrı, geniş bant aralığıdır (aşağıdaki kutuya bakın). Sonuç olarak, silisyum karbür, silikondan daha yüksek gerilimlere dayanabilir. Bu, daha düşük dirençli ve buna bağlı olarak daha düşük güç kaybı olan daha ince yarı iletken katmanların kullanılmasına izin verir. Ayrıca sert kristal yapısı sayesinde daha yüksek sıcaklıklara dayanır ve ısıyı daha iyi dağıtır. Her ikisi de soğutmayı kolaylaştırır. Fraunhofer Güneş Enerjisi Sistemleri Enstitüsü’nden (ISE) Stefan Reichert, “Geniş bant yarı iletkenler, en son güç elektroniği ile birlikte, enerji ve ulaşım geçişi için kilit teknolojilerdir” diyor.
Ek olarak, silisyum karbür daha yüksek anahtarlama frekanslarına izin verir. Bunun faydaları invertörlerde görülebilir. Bir dereceye kadar, bunlar DC akımını birçok küçük parçaya “doğradı” ve AC akımını oluşturmak için bunları tekrar bir araya getirdi. Ve hackleme frekansı ne kadar yüksek olursa, ilgili akım bölümleri o kadar küçük olur ve o kadar az bileşen gerekir.
İnvertörlerde silisyum karbür
Bir PV sistemi için 100 kilovatlık bir invertör 2008’de bir tondan fazlayken, modern 125 kW’lık üniteler 100 librenin oldukça altındadır. Yüzde 99 verimliliğe sahip bu tür cihazlar birkaç yıldır piyasada.
ISE araştırmacıları şimdi, düşük voltajlı şebeke yerine doğrudan orta voltajlı şebekeyi besleyen 250 kW’lık kompakt bir invertör geliştirdiler. Bu normalde büyük bir ayrı transformatör gerektirir. Orta gerilimin avantajı: “Daha yüksek gerilim, daha küçük akımlara ve dolayısıyla daha küçük iletken kesitlerine yol açar” diyor Reichert. Cihazlar, özellikle mevcut sistemlerin sınırlı bir alana uyarlanması gereken kentsel uygulamalar için uygundur.
Yalıtkanlarda, elektronlar kristal kafes içindeki atomlara sıkıca bağlıdır. Metal iletkenlerde serbestçe hareket edebilirler. Yarı iletkenler arada bir şeydir: bağlı elektronlar, örneğin ısı, ışık veya elektrik voltajı şeklinde dışarıdan enerji ile salınır. Düşük bir enerji seviyesinden (değerlik bandı) daha yüksek bir enerji seviyesine (iletim bandı) atlarlar. Silikon durumunda, bant aralığı 1,1 elektron voltta (eV) nispeten küçüktür.
Bu, güneş pilleri için faydalıdır, çünkü görünür spektrumdan gelen ışık, yük taşıyıcılarını valans bandından iletim bandına yükseltmek için yeterlidir. Öte yandan SiC ve GaN, üç kat daha yüksek olan 3,2 ila 3,4 eV’lik bir bant aralığına sahiptir. Bu, güç elektroniği için bir avantaj çünkü bu malzemeden yapılan diyotlar sadece çok daha yüksek bir voltajda bozuluyor, yani elektriği iletiyorlar. Geniş bant aralığı nedeniyle bileşenin kırılmadan dayanabileceği maksimum akım yoğunluğu da daha yüksektir.
Haberin Sonu
Elektrikli arabalar, trenler ve endüstriyel sürücüler, tek bir madde sayesinde daha az elektrik tüketir, güneş modülleri ve rüzgar türbinleri daha fazla güç sağlayabilir: silisyum karbür (SiC). Yarı iletken, doğrudan ve alternatif akımın dönüştürüldüğü her yerde – fotovoltaik modüller ve elektrik şebekesi arasında, piller ve elektrik motorları arasında veya şebeke ve evsel depolama sistemleri arasında – potansiyelini açığa çıkarır. Önemli miktarda elektrik akışı. Her değişimde enerji kaybolur. SiC bu dönüşüm kayıplarını azaltır. Uzmanlar, uygulama alanına bağlı olarak yüzde 30’a varan bir kayıp azalması öngörüyor. Bu, hızla birkaç megavat saate varan tasarruf sağlar.
Enerji tüketimi azaltılmalıdır. Yeni sayımızda enerji dönüşümü ve teknik verimliliğin artırılmasına yönelik bazı yaklaşımlar sunuyoruz. Yeni sayı 22 Aralık’tan itibaren yayında. mağazalarda ve 21.12. Haberler mağazasında sipariş vermek kolaydır. Dergiden Öne Çıkanlar:
Silisyum karbürün sırrı, geniş bant aralığıdır (aşağıdaki kutuya bakın). Sonuç olarak, silisyum karbür, silikondan daha yüksek gerilimlere dayanabilir. Bu, daha düşük dirençli ve buna bağlı olarak daha düşük güç kaybı olan daha ince yarı iletken katmanların kullanılmasına izin verir. Ayrıca sert kristal yapısı sayesinde daha yüksek sıcaklıklara dayanır ve ısıyı daha iyi dağıtır. Her ikisi de soğutmayı kolaylaştırır. Fraunhofer Güneş Enerjisi Sistemleri Enstitüsü’nden (ISE) Stefan Reichert, “Geniş bant yarı iletkenler, en son güç elektroniği ile birlikte, enerji ve ulaşım geçişi için kilit teknolojilerdir” diyor.
Ek olarak, silisyum karbür daha yüksek anahtarlama frekanslarına izin verir. Bunun faydaları invertörlerde görülebilir. Bir dereceye kadar, bunlar DC akımını birçok küçük parçaya “doğradı” ve AC akımını oluşturmak için bunları tekrar bir araya getirdi. Ve hackleme frekansı ne kadar yüksek olursa, ilgili akım bölümleri o kadar küçük olur ve o kadar az bileşen gerekir.
İnvertörlerde silisyum karbür
Bir PV sistemi için 100 kilovatlık bir invertör 2008’de bir tondan fazlayken, modern 125 kW’lık üniteler 100 librenin oldukça altındadır. Yüzde 99 verimliliğe sahip bu tür cihazlar birkaç yıldır piyasada.
ISE araştırmacıları şimdi, düşük voltajlı şebeke yerine doğrudan orta voltajlı şebekeyi besleyen 250 kW’lık kompakt bir invertör geliştirdiler. Bu normalde büyük bir ayrı transformatör gerektirir. Orta gerilimin avantajı: “Daha yüksek gerilim, daha küçük akımlara ve dolayısıyla daha küçük iletken kesitlerine yol açar” diyor Reichert. Cihazlar, özellikle mevcut sistemlerin sınırlı bir alana uyarlanması gereken kentsel uygulamalar için uygundur.
Yalıtkanlarda, elektronlar kristal kafes içindeki atomlara sıkıca bağlıdır. Metal iletkenlerde serbestçe hareket edebilirler. Yarı iletkenler arada bir şeydir: bağlı elektronlar, örneğin ısı, ışık veya elektrik voltajı şeklinde dışarıdan enerji ile salınır. Düşük bir enerji seviyesinden (değerlik bandı) daha yüksek bir enerji seviyesine (iletim bandı) atlarlar. Silikon durumunda, bant aralığı 1,1 elektron voltta (eV) nispeten küçüktür.
Bu, güneş pilleri için faydalıdır, çünkü görünür spektrumdan gelen ışık, yük taşıyıcılarını valans bandından iletim bandına yükseltmek için yeterlidir. Öte yandan SiC ve GaN, üç kat daha yüksek olan 3,2 ila 3,4 eV’lik bir bant aralığına sahiptir. Bu, güç elektroniği için bir avantaj çünkü bu malzemeden yapılan diyotlar sadece çok daha yüksek bir voltajda bozuluyor, yani elektriği iletiyorlar. Geniş bant aralığı nedeniyle bileşenin kırılmadan dayanabileceği maksimum akım yoğunluğu da daha yüksektir.
Haberin Sonu