Energiewende

In einem Zeitalter, in dem die Technologie die Oberhand gewinnt, scheint der Durst nach Energie unstillbar zu sein. Von der Entwicklung von Hochgeschwindigkeitsrechnern bis hin zur Elektrifizierung des Verkehrswesens - die Nachfrage nach Energie steigt rasant an. Doch während die Welt auf eine grünere Zukunft zusteuert, besteht die Herausforderung darin, diese Nachfrage nachhaltig zu bedienen. Lassen Sie uns einen Blick auf die Dynamik dieses Energiewachstums und auf die innovativen Lösungen werfen, um diesem Problem zu begegnen.

Rechenleistung: Ein ständig wachsender Bedarf

Das Wachstum der Computerleistung ist atemberaubend. Bis zum Jahr 2030 werden allein Computer voraussichtlich 3.000 Terawattstunden (TWh) Strom verbrauchen - ein deutlicher Sprung um das 15-fache gegenüber den 200 TWh, die 2016 verbraucht wurden. Eine schnellere Verarbeitung erfordert niedrigere Spannungen und höhere Ströme, wobei einige Systeme über 1000 Ampere (A) Strom ziehen. Folglich sehen sich Rechenzentren, die bereits 2 % des weltweiten Stromverbrauchs ausmachen, einem wachsenden regulatorischen Druck zur Verbesserung der Energieeffizienz ausgesetzt. Gleichzeitig fordern die Kunden eine höhere Energiedichte.

KI und Rechenzentren: Treiber des Anstiegs

Der Einzug der Hochgeschwindigkeits-KI erhöht den Druck auf die Ressourcen weiter. Da KI-Systeme extrem niedrige Spannungen (~1 V) und extrem hohe Ströme (~1000 A) benötigen, wird für Rechenzentren zwischen 2023 und 2030 ein Anstieg der verwendeten Ressourcen um 80 % erwartet. Regulatorische Rahmenbedingungen wie die Energy Star-Zertifizierung und ISO 50001 setzen strenge Standards, die Rechenzentren dazu zwingen, nachhaltige Praktiken einzuführen. Würth Elektronik arbeitet an einer neuen Induktivitäten-Serie, um diese Anforderungen zu erfüllen.

Elektrifizierung des Verkehrs: Das Aufladen voranbringen

Elektrofahrzeuge (EVs) stehen an der Spitze der Elektrifizierungsrevolution und erfordern schnellere Lademöglichkeiten. Spannungen von mehr als 1,2 Kilovolt (kV) und Ströme von mehr als 100A werden immer häufiger vorkommen und erfordern eine neue Infrastruktur, um die breite Einführung zu unterstützen. Neben Autos werden auch elektrische Varianten von Bussen, Lastwagen und großen Maschinen den Bedarf an skalierbaren Ladelösungen verstärken. In diesem Blogartikel erfahren Sie mehr darüber, woran wir in der Automobilbranche arbeiten.

Innovationen bei der Energiespeicherung und -umwandlung

Das Wachstum bei der Energiespeicherung, das vor allem durch Batterietechnologien vorangetrieben wird, unterstreicht den Wandel hin zu erneuerbaren Energiequellen. Wechselrichter spielen eine zentrale Rolle bei der Umwandlung gespeicherter Gleichstromenergie in nutzbaren Wechselstrom, wobei Fortschritte bei Solarwechselrichtern die Integration von Photovoltaiksystemen erleichtern. Die Optimierung dieser Systeme erfordert Echtzeitüberwachung und -anpassung, wie sie bei Batteriemanagementsystemen, Wärmemanagement und Strommessung zu finden sind. Neue Batterietechnologien und Wechselrichter sind von zentraler Bedeutung, um den Klimaschutz voranzutreiben.

Mit fortschrittlichen Materialien die Grenzen verschieben

Mit herkömmlichen Technologien lassen sich die Frequenz-, Spannungs- und Stromanforderungen moderner Stromversorgungssysteme nur schwer bewältigen. Galliumnitrid- (GaN) und Siliziumkarbid- (SiC) Technologien bieten höhere Schaltgeschwindigkeiten und Spannungen und ermöglichen die Entwicklung effizienterer Stromversorgungslösungen. SiC mit seinen überlegenen Durchbruchsspannungen erweist sich als vielversprechende Option für Anwendungen mit höheren Spannungen und hoher Leistung. Weitere Informationen zu unseren Bauteilen finden Sie in diesem mit onsemi entwickelten Design.

Herausforderungen bei Wärmemanagement und Vernetzung angehen

Je höher die Leistung, desto wichtiger wird das Wärmemanagement. Spezialisierte thermische Produkte und Steckverbinder, wie sie REDCUBE anbietet, spielen eine entscheidende Rolle bei der Wärmeableitung und der Gewährleistung zuverlässiger Verbindungen. Bidirektionale Leistungsstufen mit Leistungsfaktorkorrektur (PFC) ersetzen ältere Topologien, während innovative Produktionstechniken die Zuverlässigkeit und Sicherheit verbessern.

Umfassender Einsatz von Induktivitäten der nächsten Generation

Herkömmliche spulengewickelte Induktivitäten sind für höhere Ströme und Spannungen schlecht geeignet. Neue Techniken, wie z. B. starkes Kupfer-Bonding, Litzen-Bonding und Multi-Gap-Strukturen in Induktivitäten, bieten verbesserte Leistung und Effizienz. Schweißtechniken und fortschrittliche Vergussmaterialien tragen ebenfalls zur Weiterentwicklung der Leistungselektronik bei. Bleiben Sie dran, wenn es in diesen Bereichen spannende Entwicklungen gibt.

Den Weg in eine nachhaltige Zukunft ebnen

Da die Welt mit einem steigenden Energiebedarf zu kämpfen hat, sind innovative Lösungen für eine nachhaltige Entwicklung unerlässlich. Von Rechenzentren bis hin zum Transportwesen ist der Übergang zu energieeffizienten Technologien unumgänglich. Indem wir die Kraft fortschrittlicher Materialien, innovativer Elektronik und nachhaltiger Praktiken nutzen, können wir den Weg für eine grünere und widerstandsfähigere Zukunft ebnen.