Description du projet
Pousser la conversion de l’énergie électrique vers la limite sans perte
Les convertisseurs de puissance modernes atteignent déjà un rendement remarquable, mais des améliorations sont encore possibles. Avec plus de 100 000 GW de convertisseurs installés dans le monde, même de petits gains d’efficacité peuvent entraîner d’importantes économies d’énergie à l’échelle mondiale. Les approches actuelles restent toutefois limitées par les compromis et les progrès progressifs de la technologie des semi-conducteurs. Réaliser une conversion presque sans perte reste l’un des plus grands défis de l’ingénierie électrique. Dans ce contexte, le projet TolleConverter, financé par le CER, explore l’approche du traitement à puissance partielle (PPP). Son objectif est de réduire considérablement les pertes globales. Plus précisément, l’équipe s’appuiera sur des avancées récentes montrant des rendements supérieurs à 99,7 %. L’objectif du projet est de porter l’efficacité de la conversion à 99,9 %. Des pompes à chaleur à semi-conducteurs aux collecteurs d’énergie, TolleConverter ouvrira la voie à une conversion durable et ultra-efficace de l’énergie.
Objectif
"Electrical energy is typically converted four times between source and load, by over 100.000 GW installed converters. Over 99% efficiency is already reality, e.g. in PV inverters, however in a trade-off with power-density and complexity. Thus, most converters stay below the technical performance limits. Incremental advances in semiconductor technology will continuously push these limits’ values, but does not fundamentally change it.
This project takes a disruptive approach, investigating partial-power-processing (PPP): Recently, we operated a 99%-efficient 2-level half-bridge in a multilevel topology, increasing the external capacitive-load charging voltage and power 6-times, while keeping the inner losses almost constant. From 2 to 7 level operation monotonically improved the system efficiency from 99% to over 99.7%. A global maximum was not yet reached. PPP theoretically reduces the losses by a factor of N, if only 1/N of the power is converted by a lossy converter while most power is delivered directly to the load by almost-lossless bypass switches from energy buffers.
The question is: ""How can electrical conversion efficiency be further increased with partial-power-processing, targeting 99.9% for selected loads?”
To approach this “lossless” energy conversion, we will (1) theoretically further investigate PPP and many-level converter topologies, semiconductor devices, and operation parameters, (2) design and characterize converters with two cascaded stages of internally already PPP converter-submodules in a novel way to further improve the system efficiency 3 times (to 99.9%). We will investigate (3) low-voltage (< 100 V), medium-voltage (< 1000 V) and high-voltage (< 10 kV) PPP converters, and cascade them to multiply their benefits. (4) Application to selected, initially capacitive-load applications (electrocaloric heat-pump, pyroelectric harvester, dielectric actuators).
The project will push electrical energy conversion further towards the “lossless” limit."
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: Le vocabulaire scientifique européen.
La classification de ce projet a été validée par des humains.
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La classification de ce projet a été validée par des humains.
Mots‑clés
Les mots-clés du projet tels qu’indiqués par le coordinateur du projet. À ne pas confondre avec la taxonomie EuroSciVoc (champ scientifique).
Les mots-clés du projet tels qu’indiqués par le coordinateur du projet. À ne pas confondre avec la taxonomie EuroSciVoc (champ scientifique).
Programme(s)
Programmes de financement pluriannuels qui définissent les priorités de l’UE en matière de recherche et d’innovation.
Programmes de financement pluriannuels qui définissent les priorités de l’UE en matière de recherche et d’innovation.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
PROGRAMME PRINCIPAL
Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme
Thème(s)
Les appels à propositions sont divisés en thèmes. Un thème définit un sujet ou un domaine spécifique dans le cadre duquel les candidats peuvent soumettre des propositions. La description d’un thème comprend sa portée spécifique et l’impact attendu du projet financé.
Les appels à propositions sont divisés en thèmes. Un thème définit un sujet ou un domaine spécifique dans le cadre duquel les candidats peuvent soumettre des propositions. La description d’un thème comprend sa portée spécifique et l’impact attendu du projet financé.
Régime de financement
Régime de financement (ou «type d’action») à l’intérieur d’un programme présentant des caractéristiques communes. Le régime de financement précise le champ d’application de ce qui est financé, le taux de remboursement, les critères d’évaluation spécifiques pour bénéficier du financement et les formes simplifiées de couverture des coûts, telles que les montants forfaitaires.
Régime de financement (ou «type d’action») à l’intérieur d’un programme présentant des caractéristiques communes. Le régime de financement précise le champ d’application de ce qui est financé, le taux de remboursement, les critères d’évaluation spécifiques pour bénéficier du financement et les formes simplifiées de couverture des coûts, telles que les montants forfaitaires.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Appel à propositions
Procédure par laquelle les candidats sont invités à soumettre des propositions de projet en vue de bénéficier d’un financement de l’UE.
Procédure par laquelle les candidats sont invités à soumettre des propositions de projet en vue de bénéficier d’un financement de l’UE.
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2025-STG
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La contribution financière nette de l’UE est la somme d’argent que le participant reçoit, déduite de la contribution de l’UE versée à son tiers lié. Elle prend en compte la répartition de la contribution financière de l’UE entre les bénéficiaires directs du projet et d’autres types de participants, tels que les participants tiers.
70174 Stuttgart
Allemagne
Les coûts totaux encourus par l’organisation concernée pour participer au projet, y compris les coûts directs et indirects. Ce montant est un sous-ensemble du budget global du projet.