Hasil kontes inverter Google yang paling efisien

Inverter dari pemenang kedua, tim Schneider Electric

Hampir dua tahun lalu, Google mengumumkan Little Box Challenge dengan hadiah sejumlah $ 1 juta untuk mengembangkan inverter kompak paling efisien yang mengubah arus searah menjadi arus bolak-balik. Untuk menang, perlu membuat inverter dua kilowatt dengan kepadatan daya spesifik minimal 50 watt per inci kubik (3,05 W per cm ³ ).

Sebagai perbandingan, inverter DC konvensional untuk pemantik api mobil memiliki kepadatan 1-2 watt per inci, dan inverter yang sangat mahal untuk panel surya memiliki sekitar 5 watt per inci kubik. Artinya, Google ingin seseorang mengusulkan desain yang urutan besarnya lebih tinggi dari karakteristik yang tersedia sekarang.

Hebatnya, pemenang Tantangan Kotak Kecil tidak hanya memenuhi persyaratan kompetisi, tetapi menunjukkan hasil yang jauh lebih baik. Pemenangnya adalah tim CE + T Power. Deskripsi teknis perangkat juga dipublikasikan .

Inverter yang diusulkan disediakan di rumah dengan volume 225,6 cm ³ (6,35 x 4,1 x 8,7 cm), yaitu, inverter dua kilowatt dapat dipegang di tangan Anda. Dengan volume seperti itu, kepadatan energi adalah 8,87 W / cm ³ .

Inovasi teknis utama dalam penemuan ini adalah penggunaan transistor berdasarkan gallium nitride (GaN) dan sistem pendingin yang sangat efisien.

Transistor Gallium nitride memiliki karakteristik listrik yang unik - ini adalah celah pita besar, mobilitas pembawa muatan yang tinggi dan tingkat kejenuhannya, konduktivitas termal yang besar, dll., Yang memastikan pembuatan perangkat berdasarkan pada mereka dengan nilai rekaman daya, tegangan dan arus, dan juga memberi mereka keunggulan dibandingkan perangkat MOSFET dan IGBT yang umum. Selain itu, transistor GaN lebih murah untuk diproduksi.

Para insinyur dari tim CE + T Power berhasil menghilangkan kerugian dari transistor gallium nitride - kesulitan dalam mengendalikan, sensitivitas terhadap kebisingan elektromagnetik dan penurunan tegangan yang serius ketika transistor dimatikan.



Untuk pendinginan yang efektif, semua komponen berada di sekitar pendingin. Pergerakan aliran udara dihitung dengan cermat.



Bahkan bentuk lubang pada radiator dipikirkan secara khusus untuk menemukan kompromi antara pendinginan yang efisien dan pengumpulan debu dan serpihan minimal dalam lubang.



Menurut ketentuan kompetisi, suhu case di luar tidak boleh melebihi 60ºC. Model 3D dari semua radiator diperiksa dalam simulator dan bentuk yang paling efektif dalam bentuk lebah madu dipilih.



Pendekatan teknik yang kompeten membawa jutaan dolar yang layak bagi tim CE + T Power.

Finalis lainnya termasuk inverter tim Schneider Electric (6,1 W / cm ³ ) dan inverter Virginia Tech (3,7 W / cm ³ ).

Source: https://habr.com/ru/post/id391329/