Nye materialer er på vej ind på scenen for effektelektroniske komponenter, og de vil kunne sørge for ikke bare at halvere størrelsen på de apparater, komponenterne indgår i, men også reducere apparaternes energitab væsentligt, så virkningsgraden forøges.

»Man kan se, at der nu bliver udviklet prototyper på apparater, der tidligere var baseret på silicium, med nye materialer. Og der får man simpelthen apparater, der er halvt så store og har halverede energitab, og det kan blive et kvantespring,« forklarer professor ved Institut for Energiteknik på Aalborg Universitet, Frede Blaabjerg.

De effektelektroniske komponenter, som for eksempel sidder i vindmøller, solceller eller i pumper og styrer, hvordan den elektriske energi flyder, har historisk udelukkende været baseret på silicium, men nu er industrien begyndt at kunne se fidusen i at benytte andre materialer.

»Der er som sådan ikke så stort tab på silicium, men hvis man har en vindmøllestyring til 3 MW, så har man måske et tab på 2 procent, og det kan man i fremtiden reducere til 1 procent,« forklarer Frede Blaabjerg og fortsætter:

»Det betyder, at i stedet for at have et tab på 60 KW, kan man reducere det til 30 KW, og det er meget både i forhold til den varme, man skal have væk for at holde temperaturen nede, og i det hele taget for omkostningerne i forbindelse med apparatet,«

Han fortæller, at det konkret er det to typer materialer, der rykker nu som erstatning for silicium; siliciumkarbid (SiC) og galliumnitrid (GaN), der begge har halvlederegenskaber. De materialetyper tillader - ud over et mindre energitab - at man kan hæve temperaturen i halvlederne, og det gør, at også volumen kan blive reduceret.

Billigere og bedre

Grunden til, at det netop er nu, der er ved at ske et skifte i materialebrugen, er ifølge Frede Blaabjerg, at prototyperne lavet af de nye materialer bliver bedre og bedre og nu ser tilstrækkelig interessante ud i forhold til ydelsen.

Samtidig har prisen for at producere dem taget et dyk. Og når udviklingen først er begyndt, vil det pludselig brede sig som ringe i vandet, forklarer Frede Blaabjerg.

»Hvis eksempelvis en af de store leverandører af solcelleinvertere lancerer en prototype, hvor volumen er halvt så stor som konkurrenternes, og virkningsgraden er 1 procent højere, så følger alle de andre solcelleinvertere trop. Det er vi begyndt at se inden for det seneste år, så nu begynder det at blive rigtig interessant,« fortæller Frede Blaabjerg.

Ifølge Frede Blaabjerg er der dog tre ting, der gør, at udskiftning af materialer ikke sker over alt i industrien fra den ene dag til den anden.

»Det ene er, at der skal en vis volumen af komponenter til, for at prisen kommer tilstrækkeligt langt ned. Det andet er, at der er behov for at få et større erfaringsgrundlag med komponenterne, for eksempel hvor længe de holder, og hvor pålidelige de er,« forklarer Frede Blaabjerg.

»Den tredje faktor er second source-problematikken - at virksomheder kræver mindst en anden og nogle gange en tredje mulig leverandør af komponenterne for ikke at basere sin fremtid udelukkende på én leverandør,« siger han.

Det, mener han, vil dog ikke forhindre, at de nye materialer tager over for silicium.

»Lige nu rykker det, og det er min klare overbevisning, at der i løbet af det næste årti virkelig vil ske et paradigmeskifte i forhold til halvledermaterialer i apparaterne,« siger Frede Blaabjerg.