Ученые в Германии достигли важной вехи в разработке твердотельных электрокалорических тепловых насосов.
В рамках проекта ElKaWe Институт прикладной физики твердого тела им. Фраунгофера IAF отвечает за разработку приводной электроники для электрокалорических тепловых насосов. Институт исследует устройства на основе полупроводникового нитрида галлия (GaN) с целью повышения удельной мощности и эффективности.
Впервые исследователи разработали и оптимизировали силовую электронику специально для электрокалорического теплового насоса. Им удалось реализовать сверх эффективную топологию схемы для преобразователей напряжения на основе GaN-транзисторов, достигнув электрической эффективности 99,74% в тракте подачи электроэнергии.
По словам команды Института Фраунгофера, многоуровневый DC / DC преобразователь на основе GaN намного превосходит предыдущий уровень техники с эффективностью преобразования менее 90% для электрического управления тепловыми насосами.
Значительное повышение эффективности приводной электроники напрямую влияет на коэффициент полезного действия всей системы. До сих пор системы электрокалорического теплового насоса ограничивались, среди прочего, потерями в электронике. Повышенный электрический КПД напрямую ведет к более высокому коэффициенту полезного действия всей системы теплового насоса и, таким образом, является важной вехой на пути к более эффективным тепловым насосам.
«Наша сверхэффективная силовая электроника впервые позволяет достичь более 50% от максимального теоретического коэффициента полезного действия электрокалорических тепловых насосов даже на системном уровне. Предстоит еще много исследований, но в будущем эта технология может стать более эффективным и полностью безэмиссионным решением для отопления и охлаждения»,
— сказал доктор Стефан Менх, исследователь в области силовой электроники в IAF.
