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Trotz der schönen Worte und der Verpflichtungen, die viele Länder auf der COP28 in Dubai eingegangen sind, ist die Wahrheit, dass sich der Planet gefährlich nahe an der Erwärmung befindet, die Wissenschaftler als katastrophal für das Leben auf der Erde ansehen. Diese Grenze wurde auf 1,5 Grad Celsius über der Durchschnittstemperatur vor dem Industriezeitalter festgelegt; derzeit beträgt die Differenz 1,2 Grad.

Was kann getan werden, um diesen Prozess umzukehren oder zumindest aufzuhalten? Eine kontinuierliche wirtschaftliche Entwicklung ist unabdingbar, daher müssen Maßnahmen ergriffen werden, um Energieverschwendung zu vermeiden, die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern, die Nutzung erneuerbarer Energiequellen zu fördern und die Effizienz zu steigern. Die Internationale Energieagentur schätzt, dass sich die Energieeffizienz bis 2030 gegenüber dem heutigen Stand verdoppeln sollte.

Technologie als Rettungsoption

Bei einer so großen Herausforderung wie der Verdoppelung der Energieeffizienz kommt der Technologie zweifellos eine Schlüsselrolle zu. Mit der zunehmenden Elektrifizierung rückt die Leistungselektronik als der Zweig der Elektrotechnik, der für die Handhabung hoher Spannungen und Ströme und deren Bereitstellung für alle Arten von privaten, gewerblichen und industriellen Bedürfnissen zuständig ist, in den Vordergrund. Die Leistungselektronik ist die Schlüsseltechnologie für die effiziente Nutzung, Verteilung und Erzeugung von elektrischer Energie.

So kann die Leistungselektronik entscheidend dazu beitragen, die Energieverluste bei DC/AC-Wandlungsprozessen um einen großen Teil zu reduzieren. Bei Stromversorgungen wird die Verbesserung des Wirkungsgrads Hand in Hand gehen mit einer Reduzierung des Verbrauchs im Ruhezustand (Standby) und verbesserten digitalen Steuertechniken. Auch ein intelligentes Energiemanagement wird dazu beitragen, den Verbrauch zu optimieren.

Auf Motoren entfallen etwa 60 % des Energieverbrauchs in der Industrie, so dass Fortschritte in diesem Bereich erhebliche Auswirkungen haben. Vor allem elektronisch gesteuerte Antriebe können den Verbrauch um 20-30 % senken. Bei Motoren, die in Kühlkompressoren eingebaut sind, kann die Kombination von Elektronik und dreiphasigen Permanentmagnet-Gleichstrommotoren (PMDC) den Energieverbrauch um 20 % senken, zusätzlich zu dem Beitrag, den elektronische Thermostate leisten.

Auch die Beleuchtung wird dank der Leistungselektronik effizienter und kann um 20 % oder mehr verbessert werden; dieser Wert kann durch den Einbau von Licht- und Anwesenheitssensoren noch erhöht werden.

Der Anschluss von erneuerbaren Energiequellen wie Wind und Photovoltaik an das Stromnetz ist nur mit Hilfe der Leistungselektronik möglich. Daher werden bei den elektronischen Umrichtern und Wechselrichtern für die Photovoltaik immer wieder Technologien zur Steigerung des Wirkungsgrads eingesetzt. Ein gutes Beispiel dafür ist die Verwendung von Siliziumkarbid (SiC) in den Halbleitern von Photovoltaik-Wechselrichtern.

SiC bietet gegenüber Silizium, dem traditionellen Material für elektronische Komponenten, erhebliche Vorteile: geringere Energieverluste, höhere Schaltgeschwindigkeit, höherer Wirkungsgrad, geringere Wärmeabgabe, geringere Größe, geringeres Gewicht und höhere Stabilität bei hohen Temperaturen. Es ist daher nicht verwunderlich, dass führende Hersteller der Branche, wie Salicru, bei ihren Solarwechselrichtern auf SiC setzen.

Die Leistungselektronik wird im Mittelpunkt der Bemühungen stehen, die Kohlenstoffemissionen auf Null zu reduzieren und den Klimawandel einzudämmen. Zur Verwirklichung dieses vorrangigen Ziels sind beträchtliche Investitionen und die Zusammenarbeit von Regierungen und Unternehmen erforderlich.