Convertidores de potencia más eficientes, pequeños y ligeros para reducir las emisiones de CO2
IK4-IKERLAN desarrolla convertidores de potencia de última generación
Se trata de convertidores basados en semiconductores de carburo de silicio (SiC) y nitruro de galio (GaN), con prestaciones muy superiores a los de silicio
El centro tecnológico desarrolla estos dispositivos junto con empresas líderes de los sectores de energía, movilidad y bienes de equipo
Las nuevas tecnologías permiten ya desarrollar convertidores de potencia más eficientes, pequeños y ligeros que los convencionales. Estas tres características dotan a los productos de mayor competitividad y tienen una gran importancia en la carrera por la eficiencia energética, la electrificación del transporte y la integración de las renovables. IK4-IKERLAN es un referente en la apuesta por el desarrollo de convertidores con estas prestaciones basados en dos nuevas tecnologías que revolucionarán este ámbito: los semiconductores de carburo de silicio (SiC) y nitruro de galio (GaN).
La necesidad de reducir las emisiones de CO2 está impulsando la investigación en un ámbito clave, el de los convertidores de potencia, cuya función es adaptar y transformar la energía eléctrica para un fin concreto.
Los avances en este campo son fundamentales en sectores como los de la energía, la movilidad, la industria, los servicios y el consumo. IK4-IKERLAN colabora con empresas líderes en el desarrollo de aplicaciones punteras basadas en esta nueva generación de semiconductores.
Los convertidores de última generación
Los convertidores de potencia sirven para adaptar y transformar la energía eléctrica para distintos fines como alimentar equipos, transformar la corriente de continua a alterna o viceversa, almacenar la energía, controlar el funcionamiento y la velocidad de los motores y generadores eléctricos…
El principal objetivo que se busca al diseñar estos dispositivos es que manejen la energía de manera eficiente. Los convertidores de nueva generación basados en semiconductores de carburo de silicio y nitruro de galio que desarrolla IK4-IKERLAN mejoran de forma significativa las prestaciones de los convencionales (basados en semiconductores de silicio), ya que alcanzan rendimientos del 99% (rebajando a la mitad las pérdidas en forma de calor que generan los convertidores) y reducciones de peso y volumen superiores al 50%.
Estas ventajas son aún más relevantes en aquellas aplicaciones donde la reducción de peso y volumen son factores críticos, como en las destinadas a los sectores del transporte o la aeronáutica.
Las capacidades de IK4-IKERLAN
Basándose en las nuevas tecnologías de semiconductores, IK4-IKERLAN vislumbra un relevante impacto multisectorial, gracias a la mejora de prestaciones en eficiencia, peso y volumen.
IK4-IKERLAN desarrolla convertidores con impacto en diversos sectores. Para el del ferrocarril, realiza convertidores para tracción, almacenamiento, y para cargadores de energía sin contacto. Para el sector de la energía, convertidores para integración de renovables y gestión de sistemas de almacenamiento. En el sector industrial inversores para el control de motores de tracción.
En las aplicaciones ligadas al ferrocarril, su menor peso y tamaño son importantes ventajas competitivas, ya que se trata de aplicaciones embarcadas.
Para los sectores de la energía, los bienes de equipo, las aplicaciones industriales y el consumo, la ventaja competitiva más relevante será la mejora de la eficiencia, que tiene una gran importancia en todos ellos, ya que permite una reducción de consumo de energía.
En el caso del sector de la automoción, el impacto de esta nueva generación de convertidores va a estar ligado a la implantación creciente de los vehículos eléctricos: convertidores para estaciones de recarga, para tracción en vehículos híbridos y eléctricos, convertidores para generadores y para gestión de los sistemas de almacenamiento, logrando vehículos eléctricos con mayores autonomías.
Los proyectos europeos
IK4-IKERLAN aporta sus capacidades en el ámbito de los convertidores de potencia basados en carburo de silicio y en nitruro de galio en dos proyectos europeos aprobados recientemente. Se trata de los proyectos Roll2Rail y Powerbase.
En el proyecto Roll2Rail, liderado por la Asociación de la industria europea del ferrocarril (UNIFE), se investigarán y desarrollarán tecnologías para los trenes del futuro. En este proyecto, que tendrá un presupuesto de 16 millones de euros, participan los principales fabricantes del continente y se espera incrementar un 15% la capacidad de los trenes y un 50% la puntualidad, reducir un 30% el consumo de energía y un 40% los costes de fabricación. En este proyecto, IK4-IKERLAN realizará sus investigaciones en colaboración con CAF, miembro también del consorcio.
El proyecto Powerbase, liderado por la empresa Infineon, tiene como objetivo fortalecer el posicionamiento de Europa en el desarrollo de semiconductores de potencia demostrando y cuantificando las mejoras que aportan los convertidores de nitruro de galio en sus distintas aplicaciones: iluminación LED, fotovoltaica, telecomunicaciones, cargadores de baterías o fuentes de alimentación compactas para sistemas de automatización, por ejemplo. En el marco de este proyecto, IK4-IKERLAN lidera el paquete de trabajo dedicado al desarrollo de convertidores compactos basados en nitruro de galio.
“Ayudarán a las empresas a competir”
“Gracias a nuestros conocimientos y a nuestra apuesta por las tecnologías de los semiconductores del carburo de silicio y del nitruro de galio, estamos desarrollando convertidores más eficientes y competitivos que nos permitirán tener mejores productos y ayudarán a las empresas con las que colaboramos a competir en la carrera por la eficiencia energética, la electrificación del transporte y la integración de las renovables”, explica el responsable del área en IK4-IKERLAN, Unai Viscarret.
“La capacidad de IK4-IKERLAN en este ámbito está avalada por nuestra trayectoria de colaboración con las empresas punteras del país, y nuestra participación en los proyectos europeos Roll2rail y Powerbase es otro reconocimiento más en este sentido”, añade.
