Om vi ska klara klimatmålen behöver vi använda den energi vi har mer effektivt. Ett led i det är att utveckla smartare och effektivare kraftelektronik – de komponenter som omvandlar elektrisk energi så att den går att använda. Här finns dessutom möjliga konkurrensfördelar för svensk industri.
All el som produceras måste omvandlas innan den kan användas. För att kunna göra det behövs kraftelektronik i form av till exempel dioder, transistorer och transformatorer – stora som i transformatorstationerna där elen omvandlas för att kunna färdas genom ledningar över hela landet och små som i våra mobilladdare så att vi får rätt ström och spänningsnivå där. Problemet är bara att en del av energin försvinner varje gång den omvandlas, bland annat i form av värme.
– Kraftelektronik är väldigt viktigt för framtidens samhälle som blir alltmer elektrifierat. Oavsett om man använder till exempel solel eller vattenkraft som energikälla i botten tjänar man på att överföringarna av energi är så effektiva som möjligt. Om vi tar en elbil som exempel så är det en kombination av batteristorlek och effektiv kraftelektronik som får elbilen att komma några mil längre, säger Klas Brinkfeldt, enhetschef för systemintegration på RISE.
Bättre komponenter ger mindre förluster
För att kunna minimera energiförlusterna behöver de ingående komponenterna i sig bli ännu bättre, bland annat med hjälp av nya material. Kiselkarbid i stället för kisel i transistorer och dioder ger till exempel mycket mindre energiförluster. Men det handlar också om smartare styrning som gör att kraftelektroniken kan utnyttjas så effektivt som möjligt.
– För att vara konkurrenskraftig i framtiden gäller det verkligen att hänga med i utvecklingen. Många svenska företag ligger långt fram när det gäller intelligent styrning och har en stor potential att bli väldigt duktiga på kraftelektroniksystem, säger Klas Brinkfeldt.
Kraftelektronik är väldigt viktigt för framtidens samhälle som blir alltmer elektrifierat
Forskning och tester av framtidens kraftelektronik
Sedan hösten 2021 pågår ett omfattande forskningsprojekt på RISE där målen är att få fram kraftelektronik med mindre energiförluster, mindre, lättare och effektivare hårdvara och smarta system för styrning och förebyggande underhåll.
– En stor del av budgeten kommer att användas till att köpa in utrustning för att testa framtidens kraftelektronik. Eftersom trenden går mot högre strömmar och mer effekt behöver vi utrustning för att kunna testa den typen av kraftelektronik. Både för att industrin ska kunna använda oss som testpartner och för att vi själva ska kunna utveckla nya system, berättar Klas Brinkfeldt.
Förutom det är RISE även involverade i tre stora EU-projekt och ett antal nationella projekt kring kraftelektronik – och fler är på gång. Merparten handlar om fordon, men här finns också projekt som rör tåg och hushållsmaskiner.
– Företag som är intresserade av området får gärna höra av sig till oss. Vi kan hjälpa till med allt från design av kraftelektroniksystem, tester, simuleringar och litteraturstudier till att sätta ihop svenska konsortier och söka medel för olika projekt. Eftersom vi har ett stort nätverk i Europa kan vi också hjälpa företag med kontakter och att utveckla projektidéer där, berättar Klas Brinkfeldt.
