Spółka Siemens Mobility podpisała w połowie maja list intencyjny z Mitsubishi Electric Europe, który umożliwi niemieckiej formie skonstruowanie energoelektronicznych modułów mocy wykorzystujących węglik krzemu (SiC). 

Do wykorzystania kolosalne oszczędności

Półprzewodniki mocy odgrywają kluczową rolę w pojazdach szynowych, a zastosowanie węglika krzemu umożliwi większą sprawność i redukcję masy. Siemens podkreśla, że urządzenia SiC Mitsubishi Electric dowiodły swojej długoterminowej niezawodności w najbardziej wymagających zastosowaniach, takich jak falowniki trakcyjne w pociągach. 

Czytaj więcej

Logistycy przygotowują się na rosnące potoki towarów, ale niepewność rośnie

Siemens wyjaśnia, że pełne moduły mocy SiC 3300 V przyczyniają się do oszczędności energii i zmniejszenia rozmiarów falowników trakcyjnych. Odpowiednie układy SiC do szybkiego przełączania są stosowane w znormalizowanej obudowie LV100, która zapewnia niską indukcyjność błądzącą i łatwą możliwość łączenia równoległego. 

Straty mocy podczas pracy falownika w modułach LV100 wykonanych w całości z SiC można zmniejszyć o około 75 % w porównaniu z konwencjonalnymi modułami SiC. W rezultacie zwiększa się sprawność przetwornicy trakcyjnej. Przy zoptymalizowanym energetycznie układzie napędowym, dzięki zastosowaniu elementów z SiC, pobór energii z sieci jest o prawie 10 % mniejszy niż w przypadku dzisiejszych pojazdów. 

Pod koniec ub.r. Siemens przekazał informację o zakończeniu rocznych prób badawczego tramwaju Avenio z półprzewodnikami SiC w napędzie. Technologia półprzewodnikowa została wyprodukowana przez Infineon Technologies w ramach programu PINTA. Siemens nie podał kiedy planuje oferować seryjne pojazdy z napędem SiC. 

Czytaj więcej

Za dwa lata koszty użytkowania elektrycznych ciężarówek będą niższe niż diesli

Z półprzewodników krzemowych na węglikowo-krzemowe przechodzi także ABB, po tę technologię sięgają nie tylko producenci taboru szynowego, ale także koncerny motoryzacyjne, jak Tesla. 

Pionier z Polski

Tranzystory z węglikiem krzemu to technologia stosunkowo nowa. Mitsubishi Electric opracowało tranzystory SiC w na początku ubiegłej dekady. W 2015 roku koncern wykupił 49 proc. udziałów w warszawskiej firmie Medcom, która jako pierwsza na świecie przygotowała napędy z tranzystorami SiC dostarczonymi przez Japończyków. Wykorzystali je konstruktorzy tramwajów Gamma Moderusa oraz lokomotyw Dragon 2 Newag. Oba pojazdy pojawiły się na rynku w 2018 roku. 

Przygotowanie napędów z węglikiem krzemu kosztowało Medcom niecałe 7 mln zł. Polscy inżynierowie opracowali napędy pracujące na prąd stały o napięciu 3 kV (używany w Polsce) oraz na prąd zmienny o napięciu 25 kV, używanym m.in. w Czechach, na Słowacji, Ukrainie, Białorusi i Bałkanach. 

Medcom opracował także układ napędowy z SiC dla elektrycznych autobusów. Jest on wykorzystywany przez Solarisa. Półprzewodniki z węglikiem krzemu znalazły się również w napędach tramwajów Hyundai zamówionych przez Warszawę. Próby wskazują, że ich zużycie energii jest o 36 % mniejsze od dotychczasowych wozów. 

Czytaj więcej

Konsumenci zapłacą za awarie i katastrofy coraz większych statków

Ta bardzo obiecująca technologia szybko została dostrzeżona przez przemysł. Analitycy przewidywali w 2018 roku, że wartość sprzedaży napędów z SiC sięgnie w 2023 roku 1,5 mld dol. 

Siemens Mobility to niezależnie kierowana spółka w grupie Siemens AG. W roku rozliczeniowym 2021, który zakończył się 30 września, Siemens Mobility zaksięgował przychód 9,2 mld euro i zatrudniał około 39 500 pracowników na całym świecie. 

Mitsubishi Electric w roku rozliczeniowym zakończonym 31 marca 2022 roku zanotował 36,7 mld dol. przychodów przy zatrudnieniu 145 700 osób.