Revolucionando la eficiencia de la energía eléctrica
El Fraunhofer Institute for Applied Solid State Physics (IAF) ha logrado un avance histórico en cuanto a la eficiencia de la energía eléctrica. Mediante el proyecto «ElKaWe», los investigadores han desarrollado una innovadora topología de circuito para convertidores de voltaje, alcanzando un impresionante rendimiento eléctrico del 99.74%. Este logro ha revolucionado por completo el campo de la energía termal, estableciendo un nuevo estándar mundial.
En busca de la máxima eficiencia en las bombas de calor
Las bombas de calor son sistemas altamente eficientes para la generación de calor y juegan un papel fundamental en la transición energética. En el marco del proyecto «ElKaWe», los científicos están trabajando en el desarrollo de bombas de calor revolucionarias que no requieren compresores, con el objetivo de alcanzar una eficiencia aún mayor en el futuro.
Las bombas de calor actuales logran aproximadamente la mitad del límite de Carnot, que es el máximo teórico establecido por la física. Sin embargo, las bombas de calor electrocalóricas podrían teóricamente alcanzar hasta un 85% de eficiencia. Por supuesto, la eficiencia final de estas bombas de calor depende en gran medida de la eficiencia de la electrónica de potencia integrada.
Electrónica de alto rendimiento gracias al nitruro de galio
El Fraunhofer IAF ha sido responsable del desarrollo de la electrónica de control para las bombas de calor electrocalóricas en el proyecto «ElKaWe». Como parte de este trabajo, los investigadores han estado investigando dispositivos basados en el semiconductor nitruro de galio (GaN), con el objetivo de mejorar la densidad de potencia y la eficiencia.
Como resultado, han logrado crear por primera vez una electrónica de potencia específicamente diseñada y optimizada para la electrocalorimetría. Esto ha permitido el desarrollo de una topología de circuito altamente eficiente para convertidores de voltaje basados en transistores de GaN, alcanzando una eficiencia eléctrica del 99.74%.
Hacia un futuro de bombas de calor más eficientes
El notable aumento de la eficiencia en la electrónica de control tiene un impacto directo en el rendimiento global del sistema de bomba de calor. Hasta ahora, las bombas de calor electrocalóricas se han visto limitadas en parte por las pérdidas de la electrónica.
Gracias a nuestra electrónica de potencia altamente eficiente, ahora es posible alcanzar más del 50% de la eficiencia máxima teórica con las bombas de calor electrocalóricas a nivel de sistema. Aunque queda mucho trabajo de investigación por hacer, esta tecnología podría representar una solución más eficiente y sin emisiones para la calefacción y refrigeración en el futuro.
«Estos resultados son realmente emocionantes», afirma el Dr. Stefan Mönch, investigador de Fraunhofer IAF. «El proyecto «ElKaWe» ha sido pionero en el desarrollo de bombas de calor electrocalóricas para calefacción y refrigeración. Dirigido por el Fraunhofer Institute for Physical Measurement Techniques (IPM), este proyecto busca demostrar el gran potencial de estas tecnologías para aplicaciones futuras de calefacción y refrigeración eficientes y libres de emisiones».
Estos avances son un claro indicio de un futuro prometedor para la energía termal y demuestran que la transición energética está en pleno apogeo.
Para obtener más información, visita: www.ipm.fraunhofer.de
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