Het rendement in spanningsomvormers bereikt de 99,74%

In het Fraunhofer project ElKaWe willen onderzoekers traditionele warmtepompen, op basis van compressoren, vervangen door elektrocalorische technologie ten behoeve van een hoger rendement. Hierbij is nu een mijlpaal bereikt met een ultra-efficiënte circuittopologie voor spanningsomvormers, die een elektrisch rendement heeft van maar liefst 99,74%. Deze doorbraak, waarbij gebruik wordt gemaakt van galliumnitride (GaN)-transistors, zet nieuwe wereldwijde normen en overtreft eerdere onderzoeksresultaten, waardoor het potentieel van elektrocalorische warmtepompen verder wordt vergroot.

In het Fraunhofer project ElKaWe willen onderzoekers traditionele warmtepompen, op basis van compressoren, vervangen door elektrocalorische technologie ten behoeve van een hoger rendement. Hierbij is nu een mijlpaal bereikt met een ultra-efficiënte circuittopologie voor spanningsomvormers, die een elektrisch rendement heeft van maar liefst 99,74%. Deze doorbraak, waarbij gebruik wordt gemaakt van galliumnitride (GaN) transistors, zet nieuwe wereldwijde normen en overtreft eerdere onderzoeksresultaten, waardoor het potentieel van elektrocalorische warmtepompen wordt vergroot.

Elektrocalorische warmtepompen, onderdeel van het ElKaWe initiatief, hebben de potentie om de efficiëntiegrens van 50% van huidige technologie te verhogen, theoretisch tot 85%. De focus ligt hierbij op de vermogenselektronica, waarbij een op GaN gebaseerde multilevel DC/DC-converter een opmerkelijk rendement van 99,74% behaalde, hetgeen een aanzienlijke invloed had op de prestatiecoëfficiënt van het totale systeem

Inschrijven

Schrijf u in voor tag alert e-mails over Power & Energy!

Het verhoogde rendement van deze vermogenselektronica verbetert direct de prestatiecoëfficiënt van het hele systeem, en vormt een belangrijke stap richting beter renderende warmtepompen. Dr. Stefan Mönch van Fraunhofer IAF benadrukt het potentieel van de elektrocalorische warmtepompen om een efficiëntere en emissievrije oplossing voor verwarming en koeling te gaan worden.

Het elektrocalorische effect, waarbij het aanbrengen van een elektrische spanning op een specifiek materiaal warmte genereert, ligt ten grondslag aan de technologie. Efficiënte vermogenselektronica verbetert het laden en ontladen van elektrocalorische capaciteiten, wat bijdraagt aan het algehele rendement van het systeem. De resultaten zijn gepubliceerd in het IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics.