Descrizione del progetto
Spingere la conversione dell’energia elettrica verso il limite senza perdite
I moderni convertitori di potenza raggiungono già un’efficienza notevole, ma c’è spazio per un miglioramento. Con oltre 100 000 GW di convertitori installati in tutto il mondo, anche piccoli incrementi di efficienza possono portare a grandi risparmi energetici globali. Gli approcci attuali, tuttavia, rimangono limitati da compromessi e progressi incrementali nella tecnologia dei semiconduttori. Il raggiungimento di una conversione quasi priva di perdite rimane una delle maggiori sfide dell’ingegneria elettrica. In questo contesto, il progetto TolleConverter, finanziato dal CER, esplora l’approccio dell’elaborazione parziale della potenza (PPP). Il suo obiettivo è quello di ridurre drasticamente le perdite complessive. In particolare, si baserà su recenti scoperte che mostrano un’efficienza superiore al 99,7 %. L’obiettivo del progetto è di portare l’efficienza di conversione al 99,9 %. Dalle pompe di calore a stato solido agli accumulatori di energia, TolleConverter aprirà la strada a una conversione energetica sostenibile e ultra-efficiente.
Obiettivo
"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."
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
La classificazione di questo progetto è stata convalidata da un essere umano.
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
La classificazione di questo progetto è stata convalidata da un essere umano.
Parole chiave
Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).
Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).
Programma(i)
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
PROGRAMMA PRINCIPALE
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Argomento(i)
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Meccanismo di finanziamento
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Invito a presentare proposte
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
(si apre in una nuova finestra) ERC-2025-STG
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Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.
70174 Stuttgart
Germania
I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.