En ny kraftelektronikkmodul fra NREL kan presse ut fem ganger mer energi fra samme strømforsyning som tidligere design. Modulen er mindre, lettere og billigere – og kan styres trådløst. Den kommer idet datasentre, industri og transport skriker etter mer effektiv elektrisitet.

Hva er ULIS – og hvorfor skiller den seg ut?

ULIS (Ultra-Low Inductance Smart) er en silisiumkarbid-basert kraftmodul med en flat, åttekantet «pannekake»-utforming. I stedet for tradisjonelle boksaktige moduler, pakker ULIS flere komponenter på mindre plass, reduserer magnetisk interferens og leverer renere elektrisk effekt.

Kjernen i ytelsesløftet er ekstremt lav parasittisk induktans – redusert med 7–9 ganger mot dagens beste silisiumkarbid-moduler. Det gjør at strøm kan skiftes svært raskt og effektivt, slik at mer av tilgjengelig elektrisitet blir til brukbar kraft.

«Vi anser ULIS som et ekte gjennombrudd,» sier Faisal Khan, NRELs ledende forsker innen kraftelektronikk og prosjektleder.

«Dette er en fremtidssikret, ultrarask effektmodul som vil gjøre neste generasjon strømomformere rimeligere, mer effektive og kompakte.»

Materialvalg som kutter kostnader

ULIS dropper tradisjonell stiv keramikk til fordel for et fleksibelt polymer kalt Temprion. Materialet binder seg til kobber med varme og trykk og kan bearbeides med vanlig tilgjengelig utstyr. Resultatet er en billigere og enklere produksjon uten å ofre ytelse.

Prosjektet er utviklet organisk og internt ved NREL. Blant bidragsyterne er Shuofeng Zhao (innovativt strømstyringssystem), Sarwar Islam (flat design) og Joshua Major (nye produksjonsmetoder).

Hvor kan ULIS gjøre størst forskjell?

• Datasentre: Strømhungrige AI-servere kan drives mer effektivt og kompakt.
• Strømnettet: Raskere veksling i omformere kan gi betydelig effektivitetsforbedring.
• Mikroreaktorer og tungt utstyr: Høy ytelse og robusthet i krevende miljøer.
• Luftfart: Rask energiflytting kan gjøre eVTOL mer praktiske og kommersielt levedyktige.
• Militære kjøretøy: Kompakt og pålitelig kraftleveranse under tøffe forhold.

Modulen er konstruert for høy pålitelighet og kan overvåke egen tilstand og forutsi komponentsvikt – avgjørende i luftfart og militære operasjoner. I tillegg kan ULIS tåle høye temperaturer, noe som kan redusere vedlikeholdskostnader over tid.

Fremtidssikret – også for neste generasjons materialer

Selv om ULIS i dag bruker silisiumkarbid, er designet laget for å kunne tilpasses fremtidige halvledermaterialer – inkludert galliumnitrid og galliumoksid, som ennå ikke er kommersialisert.

Blikk mot nettet – og mot fusjon

I det amerikanske strømnettet må elektrisitet konverteres flere ganger før den når forbrukerne. Rask veksling fra ULIS kan øke total effektivitet betydelig. Og ser vi lenger frem: fremtidens fusjonsenergisystemer vil kreve kompakte, pålitelige pulseffekt-komponenter – nøyaktig det ULIS er utviklet for.

Teknologien er nå tilgjengelig for lisensiering, et tydelig signal om at industrien kan ta løsningen raskt i bruk.

Konklusjon: ULIS handler ikke om å bygge flere kraftverk, men om å bruke strømmen vi allerede har langt mer effektivt. Med lav induktans, trådløs kontroll og lavere kostnader kan modulen bli en nøkkelkomponent i datasentre, luftfart og strømnett – og kanskje også i morgendagens fusjonssystemer. Kilder: ScienceDaily, NREL, Semiconductor Today, Power Electronics News.