直流パワーグリッドの研究：高性能な電子的回路遮断機のための技術的基盤が確立される

2017/02/10 | ビジネス＆フィナンシャルプレス

ミュンヘン（ドイツ）

ドイツの調査チームにより、パワーグリッドと電子機器のエネルギー損失を半分以上削減するための技術的基盤が検証されました。これは直流電流により実現できます。直流電流（DC）を使用した場合、現在使用されている交流電流（AC）と比較して電力損失をより小規模に抑えられます。業界と学術界から5社/施設のパートナーが集まり、将来のDCパワーグリッドとアプリケーションに使用可能な、半導体を基盤とし、完全に電子的に動作する回路遮断機を対象とした研究が行われました。このような回路遮断機により、現在は交流電流が使用されている個所に直流電流の使用が可能になります。

この新しい回路遮断機は高速且つ安全に直流電流をオンにして、また緊急時には高速でそれを遮断することができます。これによって再生可能なエネルギー源やエネルギー貯蔵施設からパワーグリッドへの電力供給がさらに効率的になり、グリッドの安定性が改善されます。直流ではさらに電気機器を小型化できるようになります。独インフィニオンテクノロジーズはこのチームのリーダーとして、エアバス、E-T-A Elektrotechnische Apparate GmbH、Siemens AG、およびブレーメン大学のInstitute for Electrical Drives, Power Electronics, and Devices（IALB）と共に回路遮断機の研究を行いました。またEuropean Center for Power Electronics e.V.（ECPE）からの支援も得られました。ECPEはドイツのニュルンベルクに本部を置いています。

従来は効率的でコストの低い回路遮断機が得られなかったため、配電グリッドや電機自動車向けの基板網を直流電流に置き換えることができませんでした。これまでは電気機械式の回路遮断機のみが入手可能であり、直流電流や電圧切り換えの場合にはアーク放電の危険が伴いました。また反応も遅く、重く、扱いづらく、また高価でもありました。

このプロジェクトのパートナーらはまた、過電流遮断FET Over Current Blocking Field Effect Transistor（OCB-FET）などの革新的な半導体コンポーネントについても検証しました。新たな構造および接続技術が、新たな切り換えトポロジーと共に開発およびテストされました。このプロジェクトからの成果に基づき、航空機搭載型の航空グリッド、電気自動車、太陽光発電、および直流配電網などの分野のデモ装置が作られました。

NEST-DC パートナーの役割分担

このプロジェクトにおいてIALBは、OCB-FETで使用する新たな半導体構造、新しく開発された回路遮断機の静的および動的測定、ならびにその熱挙動と破壊限界のテストにについて研究とシミュレーションを行いました。エアバスは航空分野のアプリケーションによる要件を定義し、適切なトポロジーを検討すると共に、NEST-DCのパートナーらと共にデモ装置を開発しました。

Siemensは回路遮断機の構造と接続技術に注力しました。E-T-A Elektrotechnische Apparateは産業界向けアプリケーションの要件を定義し、またパートナーらと共に最大1,500Vまでの電圧階級について回路遮断機の検証を行いました。インフィニオンはパワー半導体に関するノウハウを提供し、OCB-FETでの使用を意図したパワー半導体の研究を行いました。

 

NEST-DC について

NEST-DCは「再生可能エネルギーと車/航空機搭載型電力網のための革新的な電子的回路遮断機」に相当するドイツ語の頭文字を取ったものです。このプロジェクトを通じてパートナーらは約450万ユーロを投資しました。このプロジェクトは2013年10月に開始され、3年間継続されました。ドイツ政府は革新的なパワーエレクトロニクスの使用を通じ、将来的に電力の使用効率をさらに高めるという目標を定めています。ドイツ政府教育省（BMBF）は、「エネルギー効率改善のためのパワーエレクトロニクス」を対象とし、ICT 2020の枠組に沿って学際的な研究開発に資金を提供しています。NEST-DCはBMBFから約210万ユーロの助成金を得ました。

インフィニオンについて

インフィニオンテクノロジーズは、暮らしをより便利に、安全に、エコに革新する半導体分野の世界的リーダーです。明るい未来の扉を開く鍵になる半導体をつくることが、私たちの使命だと考えています。2016会計年度（9 月決算）の売上高は65億ユーロ、従業員は世界全体で約3万6,300人。インフィニオンは、ドイツではフランクフルト株式市場(ticker symbol:IFX)、米国では店頭取引市場(ticker symbol:IFNNY)のOTCQX に株式上場しています。

 

日本法人サイト： http://www.infineon.com/jp  

本社サイト： http://www.infineon.com （英語）

Information Number

INFXX201702-029

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  • The German research project “NEST-DC” explored the technological basis for reducing the energy losses in power grids and electric devices by more than half. This can be made possible through the use of direct current (DC). The five project partners were Airbus, E-T-A Elektrotechnische Apparate, Infineon, Siemens, and the University of Bremen’s Institute for Electrical Drives, Power Electronics, and Devices (IALB). Infineon had the project lead.
    The German research project “NEST-DC” explored the technological basis for reducing the energy losses in power grids and electric devices by more than half. This can be made possible through the use of direct current (DC). The five project partners were Airbus, E-T-A Elektrotechnische Apparate, Infineon, Siemens, and the University of Bremen’s Institute for Electrical Drives, Power Electronics, and Devices (IALB). Infineon had the project lead.
    NEST-DC

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