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Neue Voraussetzung im Power Management

Mehr Effizienz mit Hochspannung

17. Mai 2017, 10:33 Uhr   |  Von Chris Schairbaum und Ramanan Natarajan

Mehr Effizienz mit Hochspannung
© MegSopki - Shutterstock

Die globale Nachfrage nach Elektrizität zur Versorgung neuer, großenteils mobiler Systeme wächst ständig. Gleichzeitig verlangt jedoch der Umweltschutz, dass wir unsere Energie wesentlich effizienter nutzen. Auf dem Weg dorthin helfen Innovationen bei der Hochvolt-Technologie.

Die effektive Bewältigung dieser Herausforderungen wird eine Vielzahl politischer und ökonomischer Lösungen erfordern. Eine technische Lösung aber belegt bereits jetzt, wie wichtig sie ist: Innovationen im Hochspannungsbereich steigern nämlich die Effizienz der Umwandlung und Übertragung elektrischer Energie, sodass zwischen Erzeugung und Verbraucher weniger Verluste entstehen.

Diese Innovationen ergänzen die Veränderungen bei der Erzeugung elektrischer Energie (zum Beispiel den Umstieg auf erneuerbare Energiequellen) sowie die energiesparenden Verbesserungen bei den Verbrauchern (zum Beispiel Motoren und Kühlaggregaten). Unter dem Strich führt dies zu einer stetigen Steigerung der Energieeffizienz, die nicht nur Geld spart, sondern auch die Emission von Treibhausgasen in die Atmosphäre reduziert.

Selbst geringe Effizienzverbesserungen können deutliche Auswirkungen haben. So gab die US-amerikanische Energy Information Administration (EIA) in ihrer Mitte 2015 herausgegebenen Prognose die Schätzung ab, dass die Elektrizitätserzeugung in den USA bis 2040 um 24 % zunehmen wird – das ist etwa 1 % pro Jahr. Ebenso schätzt die EIA aber, dass rund 6 % der in den USA erzeugten elektrischen Energie bei der Bereitstellung und Disposition vergeudet werden. In den letzten Jahren entspricht dies pro Jahr mehr als 14 Millionen Megawattstunden. Wenn es gelänge, auch nur einen Teil dieser Verluste durch Effizienzsteigerungen zu vermeiden, müsste man insgesamt weniger Elektrizität erzeugen.

Fortschrittliche Halbleiterbausteine gehören zu den wichtigsten Technologien, die bereits eingesetzt und auch weiterentwickelt werden, um die Erzeugung, die Übertragung und den Verbrauch von Energie effizienter zu machen. Intelligente, mit integrierten Schaltungen implementierte Steuerungen und die Anwendung neuer Werkstoffe für Leistungshalbleiter ermöglichen die Energieumwandlung mit minimalen Verlusten. Intelligente IC-Hardware versetzt Versorgungsnetze, Fabriken, Haushalte, Autos und andere Systeme in die Lage, die Energienutzung effizient zu steuern und zu kommunizieren. Darüber hinaus sind Power-Management-Schaltungen, die das Rückgrat von Netzteilen und Akkuladern darstellen, ein wichtiger Faktor für die hohen Zuwachsraten bei portabler Elektronik, denn sie ermöglichen es, Komfort und Effizienz miteinander zu vereinbaren.

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1. Mehr Effizienz mit Hochspannung
2. Von zehntausenden Volt zu Bruchteilen eines Volts
3. Herausforderungen der Hochspannungs-Technologie
4. Integration
5. Fortschrittliche Gehäusetechnik

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