Kronik: Effektelektronik – power med potentiale

Dagligt diskuteres effekten af menneskehedens stigende energiforbrug, herunder klimapåvirkningerne og hvad deraf følger for menneskeheden. Samtidig er de fossile brændsler udtømmelige. Måske ikke i vores generation eller de næste, men over tid – snart i Jordens tidsregning – hvorfor vi skal passe på de ressourcer, vi har.

Energisystemer bliver mere baseret på elektriske systemer – det daglige forbrug, vores mobilitet og industrielt ved automatisering. Inden for 20 år vil en stor del af energien være elektrisk baseret, og den elektriske energi skal styres effektivt og smart. Her spiller effektelektronikken en nøglerolle, idet teknologien effektivt omsætter den elektriske energi fra én form til en anden.

Apparater i hjemmene, det at styre en pumpe, en ventilator, vores lys – overalt gør vi det. På el-produktionssiden er effektelektronik nødvendig for nettilslutning af solceller og vindmøller. Effektelektronik maksimerer effekt-udnyttelsen af sol og vind, den kan tillige begrænse energiproduktionen samt stabilisere nettet.

Danmark har stærke virksomheder med produkter inden for effektelektronik, og dagligt er der tæt samspil mellem offentlig og privat forskning på højt niveau. Større initiativer er søsat for at fastholde en dansk styrkeposition samt tiltrække nye internationale virksomheder.

Et eksempel er forskningscenteret (Det Strategiske Forskningsråd) inden for pålidelig effektelektronik – Center of Reliable Power Electronics (Corpe), hvor virksomhederne Danfoss, Grundfos, KK-Electronics og Vestas har fundet sammen med AAU og AU om at forbedre designet af robuste apparater og bedre forudsige deres pålidelighed. Her er tværvidenskabelig forskning og et tæt samspil med virksomheder essentielt. Centret oplever stor udenlandsk interesse faciliteter og kompetencer.

Et andet eksempel er en højteknologisk platform (Højteknologifonden) – Intelligent and Efficient Power Electronics (IEPE) hvor AAU, SDU og DTU i samarbejde med virksomhederne forsker og udvikler i nogle helt nye teknologiplatforme. Der foregår en stor udveksling af medarbejdere, deling af eksisterende og ny infrastruktur samt af nye ideer.

Teknologien står ikke stille, hvorfor forskningsindsatsen skal intensiveres. Samtidig kommer flere lande med – eksempelvis var der for 20 år siden to kinesiske universiteter, der havde effektelektronik i deres uddannelse – i dag er det mere end 100.

Derfor er det også godt for forskningen inden for effektelektronik, at fagområdet i år er blevet tildelt Villum Kann Rasmussens Årslegat til Teknisk og Naturvidenskabelig Forskning via undertegnede. Effektelektronik vil betyde meget i fremtiden, og en anerkendelse af et stærk internationalt forskningsmiljø med omkring 75 ph.d.-studerende, der arbejder med relationer til teknologien. Niveauet er demonstreret ved to ERC-grants de seneste par år.

Komponentteknologien udvikler sig hastigt. Komponenterne har været baseret på silicium, men fremtiden kan blive Silicium Carbid eller Gallium Nitrid. Tænde- og slukke-komponenterne bliver en faktor ti hurtigere og tabene mindre. Det er et paradigmeskift inden for apparat design med tænde- og slukketider af transistorer på under 10 ns, hvilket stiller nye krav til apparatdesign og packaging. Teknologien kan arbejde ved højere driftstemperaturer – hvorfor forskning i pålidelighed og muligheden for levetidstest vil være afgørende.

På anvendelsessiden er der ingen tvivl om, at den dag el-bilen slår igennem, vil effektelektronik-industrien boome. Ikke kun til fremdrift af bilen, men også til at styre batterilageret og ikke mindst at oplade batterierne trådløst.

Danmark bør qua sin styrkeposition industrielt og forskningsmæssigt prioritere effektelektronikken i strategiske initiativer – i den nye Innovationsfond og i andre ordninger. Teknologien er vigtig for fremtidens elsystem og de energibesparelser, Danmark har sat sig for. Det er power med potentiale i vækst og beskæftigelse!

Kronikken er forkortet. Læs den i sin fulde længde hos ATV.dk