Fraunhofer-Allianz Energie
Durch den Einsatz von Transistoren aus Siliciumkarbid (SiC) konnte der Aufbau mit einer Leistung von 10 kW und lediglich 5 l Volumen bei einem gleichzeitig sehr hohen Wirkungsgrad realisiert werden. Die guten dynamischen und statischen Eigenschaften der Transistoren ermöglichen eine Taktfrequenz von 100 kHz. Diese Taktfrequenz ist etwa um den Faktor 5 höher als bei herkömmlichen Bauelemten aus Silicium (Si), ohne dass dabei die Verluste in den Halbleitern wesentlich ansteigen. In der Folge können auch passive Speicherelemente wie Drosselspulen und Kondensatoren im System kleiner dimensioniert werden. Durch die geringen Verluste konnte ein kompaktes Kühlsystem für die Transistoren eingesetzt werden. Insgesamt spart dies Kosten und Material auf Systemebene. Des Weiteren ist der Einfluss des Wirkungsgrads auf die laufenden Betriebskosten in Form von Stromkosten in diesem Fall sehr hoch. Im Vergleich zu einem herkömmlichen System lassen sich durch den Einsatz der neuen Technologie bis zu 40 % der Betriebskosten einsparen. Die höheren Kosten der neuen SiC-Halbleiter können auf Systemebene durch Einsparungen bei den passiven Bauelementen und den laufenden Betriebskosten kompensiert werden. Die als Technologiedemonstrator gedachte Entwicklung zeigt die Möglichkeiten neuer Halbleitermaterialien wie SiC. Mit der zukünftigen Verfügbarkeit von Transistoren für höhere Ströme können auch Systeme mit wesentlich höheren Leistungen realisiert werden.