GreenTech-BG

Българският сайт за зелени технологии

Стартираща компания, финансирана от Google, слага край на загубите на електричество

February 24, 2011

Стартиращата компания Transphorm изнесе информация относно своята технология, която има потенциала да елиминира масивните зарядни устройства за лаптопите, както и да направи по-ефективни сървърните центрове и електрическите автомобили. Компанията разработва технологията през последните 4 години и е набрала финансиране в размер на 38 милиона долара от Google Ventures и Kleiner Perkins Caufield & Byers. След две седмици първите продукти ще бъдат демонстрирани на конференция в Тексас.

Umesh Mishra, CEO и съоснавател на Transphorm, изчислява че само в Съединените щати електричество за около 40 милиарда долара, генерирано от 318 централи на въглища, се изразходва всяка година за покриване на загубите при захранване . Става въпрос за голям клас компоненти, които трансформират електричеството за захранване на различни консуматори.

Някои от тях трансоформират променлив ток с високо напрежение в прав ток с ниско напрежение за захранване на лаптопи и сървъри. Други компоненти променят прав ток от батериите на електрическите автомобили в променлив ток, който е необходим за работата на електрическия мотор. Освен че разхищава електричество, днешната електроника е
масивна заради необходимостта от вграждане на вентилатори или друг тип охлаждане.

Transphorm са създали захранваща електроника на базата на галиев нитрид – полупроводник, който според Mishra има далеч по-малки топлинни загуби от традиционните силициеви компоненти, използвани в съвременните устройства, поради което не се нуждае от специално охлаждане. Компанията се надява не просто да смали „тухлите“, които днес вървят с лаптопите, а направо да ги премахне, като необходимата захранваща система да се вгради в самите компютри.

По-компактният дизайн е изключително съществен при автомобилите, където обема и теглото са от изключително значение за ефективността им. Според компанията от Калифорния техните устройства ще снижат загубите с до 90%.

Сред първите си потенциални клиенти Transphorm вижда сървърните центрове. Те също така се надяват да заменят с техни продукти конвенционалните инвертори, които преобразуват правия ток от фотоволтаичните панели в променлив ток, който се подава към мрежата и се използва от електроуредите. Инверторите на Transphorm могат да подобрят ефективността на фотоволтаичните системи с от 2 до 4% – забележително подобрение за една индустрия, която празнува скок от 1% в ефективността на панелите.

Въдможността да се използва галиев нитрид в захранващата електроника е известна от десетилетия, но производството на висококачествен материал беше истинско предизвикателство. То е преодоляно най-вече поради сериозния напредък в производството на галиев нитрид за светодиодно осветление.
Transphorm са оптимизирали неговото използване за разработването на ново поколение интегрални схеми, транзистори и цели модули, съдържащи всички необходими компоненти за подмяна на сегашните захранвания.

Transphorm не са единствената компания, която разработва електронни устройства на базата на галиев нитрид. Освен тях с този материал работят и HRL Laboratories, OnChip Power, Efficient Power Conversion и GaNSystems. Една от причините за този голям интерес са недостатъците на силициевите компоненти, които достигат до теоретичните граници на своите възможности.

По материали от: energy-daily и  technologyreview

Био на автора: Севдалина Пеева:
Публикувам в Greentech-BG от февруари 2008 с фокус зелени технологии и иновативни решения, които ще помогнат да живеем в един по-чист свят.
Теми: Google, електроника, Енергийна ефективност, зелена електроника, иновативен дизайн

  1. Joro
    25 Feb 11
    1:38 am

    ЗА лаптопите както разбрах, май ще влиза токм от контакта директно в лаптопа. Не знам доколко е безопасно… По-скоро ако може захранващият блок да се намали до размерите на щепсел, като при захранванията за GSM ще е по-добре мисля.

    Чак пък с 90 % да снижат електрониката…

    Севде, ти кога спиш?

  2. Tonchev
    25 Feb 11
    9:36 am

    Най-безопасно и най-евтино е да влиза ток директно в лаптопа, но от фотоволтаик, който се осветява не само от слънце.
    Отдавна има подобни калулатори и часовници.
    На този принцип разработихме и патентовахме и построихме експериментално „умна“ електрозарядна станция за автомобилни акумулатори –

    Вижте снимки на http://www.tonchev.org/hcarbg.html

  3. крум
    26 Feb 11
    1:27 am

    Тончев, стига глупости бе. Аман от безумна пропаганда.
    Статията е доста тенденциозна. И общо взето лъже. Няма как да намалят значително загубите от полупроводниковите лелементи. И в момента едно качествено и добре изработено импулсно захранване достига кпд над 90%. Масово обаче са около 75-80%, понеже никой не е готов да плати няколко пъти повече за по-ефективно захранване. Това, че щели да елиминират масивните зарядни са пълни глупости. Полупроводникоите прибори в зарядните и сега са миниатюрни. Големият размер идва от филтриращите кондензатори на входа, от филтрите на изхода и от индуктора/трансформаторите. Техните размери са големи чисто и просто от технологични съображения и няма как да се намалят. Полупроводниците са последната грижа. Единственото с което може да допринесе този полупроводник е да се намали още малко съпротивлението на канала и да намали още малко топлинния отпечатък.

  4. Tonchev
    26 Feb 11
    1:46 am

    Круме – много си далеч от реалността.
    Слънчевата енергия в близко бъдеще ще бъде конкурентноспособен енергиен източник на другите източници.
    Аз това и написах – слънчево захранваве с постояне ток – какви глупости пишеш за импулсни зарядни и т.н. Става въпрос за зареждане с постоянен ток от токтоянно токови генератори. А Л О – влез в час.

  5. крум
    26 Feb 11
    2:18 pm

    Тончев…
    Когато слънчевата енергия стане конкурентноспособен източник, тогава ще приема нейното широко използване. И това няма да е скоро. Освен ако скоро за теб не означава срокове около 10-20 години. А оже и въобще да не стане. Не и с фотоволтаици. Има някои други методи, но те незнайно защо се пренебрегват за сметка на фотоволтаиците.
    Да обясня – импуслното захранване, познато и като DC/DC конвертор е това което осигурява захранване на почти цялата съвременна постояннотокова електроника. Това че имаш източник на постоянен ток не означава нищо. Необходим ти е DC/DС преобразувател, който да вземе енергията от твоя източник на постоянен ток и да я преобразува със съответните параметри от които се нуждае консуматорът. Един лаптоп, въпреки че се захранва от постояннотоков източник – батерия – има грубо по едно импулсно захранване за всеки основен компонент.
    Ако директно сържеш един панел към някакво електронно устройство най-много да го запалиш. Така че както вече те помолих спри да пишеш глупости и вземи ти да влезеш в час.

  6. Tonchev
    26 Feb 11
    2:44 pm

    Никъде не съм писал че непременно следва да се ползват фотоволтаиции, такива каквито днес знаем. Само говоря за слънцето като енергиен източник, което е много обширно понятие.

    Ти пак продължаваш с несъстоятелни неща- за какво са ти DC/DC преобразаватели. – по-скъпо и загуби енергийни !!!
    Всички мои слънчеви електрозарядни станции за батерии, даже и на колите са без DC/DC преобразаватели. А как ги свързвам е дълго за обяснение.
    Но дори и да свържеш панел пряко към акумулатор, трябва да има защита на акумулатора от презареждане, което е винаги задължително, независимо от източника. И то нима нишо общо, нито с импулсни у-ва, нито с филтри, нито с
    DC/DC преобразаватели и с другите глупости, които пишеш.

    За пример ще ти дам нещо известно от миналия век, защото разбирам, че не си много в час със сегашните развития:
    Ти знаеш ли какви DC/DC преобразаватели има в старите трамваи ? И с какви инвертори се управляват те – никакви. А в електрокарите Балканкар ?

  7. крум
    26 Feb 11
    8:45 pm

    „Никъде не съм писал че непременно следва да се ползват фотоволтаиции, такива каквито днес знаем. Само говоря за слънцето като енергиен източник, което е много обширно понятие“

    Tonchev
    25 Feb 11
    9:36 am

    Най-безопасно и най-евтино е да влиза ток директно в лаптопа, но от фотоволтаик, който се осветява не само от слънце.

    Мисля, че си противоречиш. Тези ти две мнения казват: по-евтино и безопасно е да захранваме лаптоп с нещо което още не съществува. Как разбра че е по-евтино и безопасно само ти си знаеш.

    „Ти пак продължаваш с несъстоятелни неща- за какво са ти DC/DC преобразаватели. – по-скъпо и загуби енергийни !!!“

    Много ми е интересно колко зарядни станции имаш в експлоатация. Страшно ми е интерсно как подддържаш необходимите напрежения за заряд без никаъв преобразувател. Също ми е безкрайно интересно, ако към твоята колонка се свържат за заряд 3 различни автомобила с 3 различни батерии как ще ги заредиш бе импулсен преобразувател. Страшно ми е интересно как зареждаш една литиева батерия вързанас директно към панел, при положение, че зарядът на литиевите батерии има няколко фази при които се използват различни напрежения и стойности на тока. И колко пъти успявш да го направиш.

    „Ти знаеш ли какви DC/DC преобразаватели има в старите трамваи ? И с какви инвертори се управляват те – никакви. А в електрокарите Балканкар ?“

    Ти знаеш ли какво ми казваш? казваш: преди 2 века никой не е използвал самолети, значи и днес няма нужда да се използват самолети.

    При съвременните електрокари обаче зарядни са импулсни, Управлението на електродвигателите им се осъществява чрез драйвери които са импулсни регулатори. Същото важи и за електромобилите. Естествено говоря за професионални решения, които реално се продават сериино на пазара. Домашните самоделки ако искаш можеш с линейни, ако искаш може и с ръчни регулатори да си ги правиш.

    Но да оставим настрана електродвигателите, особено безчетковите, които пък работят само с импулсни драйвери. В статията става дума за електроника, където импулсните регулатори са на всяка крачка. В един съвременен компютър има маса различни захранвания за отделните компоненти. Всяко едно от тях се реализира чрез импулсни DC/DC регулатори.

  8. Tonchev
    26 Feb 11
    10:04 pm

    безсмислено е да ти обяснявам, защото не ги разбираш тези работи, видно от въпросите.

    Още в първия цитат се вижда, че нямаш дори елементарно мислене. Фотоволтикът е вид слънчев електрогенератор, но той работи и от светлина – „фото“ на гръцки значи светлина . Аз това и съм написал -няма противоречие никакво.

    Напротив – съвършено ясно съм написал, че фотоволтаикът зарежда лаптопа. И сега и в бъдеще, даже и от неслънчево осветление.

    Написал съм и следното:
    „Слънчевата енергия в близко бъдеще ще бъде конкурентноспособен енергиен източник на другите източници“

    Тази теза не бива да се приема само за фотоволтаици, които са електрогенератори – а по-общо – като енергогенератори – виж един мой патент в действие за слънчен когенератор.

    http://www.youtube.com/watch?v=gwWwLmiasLg&feature=related

    и на

    http://news.expert.bg/n166015/p8/

    Не виждам никакви противоречия..

    А снимки на фотоволтаични зарядни електроцентрали по моя патентна регистрация BG 110836 виж на

    http://www.tonchev.org/ecotransportbg.html

  9. Tonchev
    26 Feb 11
    10:16 pm

    Импулсните устройства масово замениха трансформаторите при малки мощности и това е. Не винаги е необходима трансформация. А пък за постоянен ток е просто глупаво.
    Но на конструктурите така им е по-лесно – блъскат DC/DC конвертори навред.
    но има и нови решения
    виж едни патент от оня ден

    http://v3.espacenet.com/publicationDetails/biblio?DB=EPODOC&adjacent=true&locale=en_EP&FT=D&date=20110215&CC=US&NR=7888913B1&KC=B1

  10. Tonchev
    26 Feb 11
    10:18 pm

    виж и един по-стар патент за зареждане на батерии на
    http://v3.espacenet.com/publicationDetails/biblio?DB=EPODOC&adjacent=true&locale=en_EP&FT=D&date=20080910&CC=CN&NR=201113409Y&KC=Y

  11. Tonchev
    26 Feb 11
    10:27 pm

    За двигателите е така, но ние тук пишем не за двигатели, а за зареждане на акумулатори-
    Ако говорим за двигатели, виж един мой патент за хибриден двигател,

    http://v3.espacenet.com/publicationDetails/biblio?DB=EPODOC&adjacent=true&locale=en_EP&FT=D&date=20080430&CC=BG&NR=109683A&KC=A

    Ако говорим за ел.машини виж мой патент за хибриден елгенерагор

    http://v3.espacenet.com/publicationDetails/biblio?DB=EPODOC&adjacent=true&locale=en_EP&FT=D&date=20080430&CC=BG&NR=109684A&KC=A

  12. крум
    26 Feb 11
    10:51 pm

    Импулсните устройства масово замениха трансформаторите и при средни и големи мощности. Просто защото позволяват трансформаторът да е много по-малък и общото тегло да спадне от стотици килограми на десетки.
    За постоянен ток е абсолютно необходимо да имаш трансформации. По какъв друг начин ще получиш различни напрежения? Електрониката изисква най-различни захранващи напрежения за различните компоненти в едно изделие. DC/DC конверторите са най-добрият начин за осигуряване на тези захранвания с минимална загуба на енергия.
    Не знам какво искаш да кажеш с тези патенти,особено с този дето е на китайски, но съдейки по оскъдната достъпна информация и двата включват импулсни преобразуватели. Е ако са по-старчики е възможно да са с линейни регулатори.
    Не виждм обаче да си отговорил на моите въпроси, просто мяташ някакви необосновани твърдения и линове към патенти, които не казват нищо съществено.

  13. Tonchev
    26 Feb 11
    11:11 pm

    Така си и мислех- не ги схващаш ти тези работи. То не е зи адължително. Ако нещо не ти е ясно, не патентите са виновни.
    По-малка загуба на енергия от DC/DC конверторите има само там, където ги няма.
    Ти пак забрави, че говорим за зареждане на акумулатори с постоянет ток, а не за „Електрониката изисква най-различни захранващи напрежения за различните компоненти в едно изделие.“ .
    Да електрониката изисква различни патпрежение, а невинаги и зареждането на акумулаторите.

  14. Tonchev
    26 Feb 11
    11:14 pm

    А това е твоята уникална глупост
    „За постоянен ток е абсолютно необходимо да имаш трансформации.“

    Ти знаеш ли, че акумулаторите са измислени един век преди променливия ток. ???-

  15. Tonchev
    26 Feb 11
    11:18 pm

    А да знаеш, че трансформаторите за големи мощности тежат стотици тонове и не са замемени от импулсни. Нещо ти е малък мащабът на знанието.

  16. крум
    26 Feb 11
    11:49 pm

    Ами не разбрах какво искаш да кажеш с тези патенти. Като всички патенти те се старят да разкрият минимум информация. А пък от резюметата им става направо всичко ясно. Единият пък беше на китайски. Добре поне, че заглавието беше преведено. От теб само се носят едни патенти, едни картинки и нищо повече. Упорито не отговаряш на въпросите ми. Имаш ли идея въобще за какво говориш или единственото което можеш да правиш е да мяташ линкове?

    „Ти пак забрави, че говорим за зареждане на акумулатори с постоянет ток, а не за „Електрониката изисква най-различни захранващи напрежения за различните компоненти в едно изделие.“

    Ти като гледам можеш и сам да си говориш. Статията и аз обаче говорим за електроника, статията касае електрониката а не специфично заряда на акумулатори с постоянен ток. Ако влезеш в нормалния свят, ще установиш, че нямаш постоянен ток вкъщи. Идва си променлив, без значение дали от ТЕЦ, АЕЦ, фотоволтаик или вятър. И най-добрият начин за заряд на един акумулатор вкъщи е да използваш импулсно зарядно, което първо изправя променливото и после ти го понижава. Но дори и зареждането на акумулатори изисква различни напрежения. Хайде зареди с едно и също напрежение оловна клетка, която е на 2,05В и литиева клетка, която е на 4,2В. Що не пробваш? Или викаш за по-удобно да си имам две панелчета – едно за зареждане на оловни и едно за зареждане на литиеви батерии. И още едно за металхидрдни примерно. Или ще зареждаш батерии само на едно напрежение. Ама пак няма да докараш цикъла на зареждане на литиевите, който е съвсем различен от този на оловните. Само три различни зарядни. Направо така я спести тая енергия. И всичко това, за да не използваш ипулсен конвертор и микропроцесорно управление. Я влез в истинския свят.

    Tonchev
    26 Feb 11
    11:14 pm

    А това е твоята уникална глупост
    „За постоянен ток е абсолютно необходимо да имаш трансформации.“

    Ти знаеш ли, че акумулаторите са измислени един век преди променливия ток. ???-

    А това даже не знам как си го родил. Ще обясниш ли какво общо има променливият ток с моето твърдение? Какво общо има това, че акумулаторите са измислени един век преди променливия ток, с факта, че почти всяка съвременна електроника трансформира едно постоянно захранващо напрежение в няколко различни?

  17. крум
    26 Feb 11
    11:54 pm

    Те се видяха обхватите на знанието.

  18. Tonchev
    27 Feb 11
    1:43 am

    1. В статията става въпрос за фотоволтаици, които генерират постоянен ток само – не променлив.
    2-Акумулаторите са САМО за постоянен ток – не за променлив.
    3. Става въпрос за връзка межу 1 и 2.

    Не става въпрос за трансформации.
    не става въпрос за електроника.
    Ти само за това пишеш – защо – може би си мислиш, че това знаеш.
    Ти грешно мислиш, че като има зареждане на акумулатори и изобщо, ако трябва постоянен ток задължително следва да има някакви трансформации. А аз ти казвам да знаеш, че не е задължително- напротив препоръчително е да се намалят трансформациите до минимум.
    занова ти дадх пример с акумулаторите, които са се зареждали и сега се зареждат без трансформации.

  19. Tonchev
    27 Feb 11
    1:48 am

    Масовото прилагане на импулсните трансформатори е заради зареждането на телефоните от променлив ток.
    Но това може да става и от постоянен ток – примерно от акумулатор на кола към акумулатор на GSM. Има ли там импулсни у-ва
    Аз ти дадох и конкретни примери с патенти, но ти каза, че не са ти много ясни – Какво да направя повече.

    Учи се и напредвай или още ли мислиш, че големите трансформатори са импулсни ?

  20. Крум
    27 Feb 11
    10:44 am

    Тончев,
    1. В статията става въпрос за нови полупроводникови прибори. С които целта е да се намалят загубите при преобразуване на енергията. Никъде не става въпрос за фотоволтаици. Става въпрос именно за трансформации и имено за електроника. Говорят за намаляване на топлинните загуби при ключовете в инвертори и импулсни преобразуватели.
    2. Никъде не съм казал, че акумулаторите сa за променлив ток.
    3. Така че връзка няма. Даже не си разбрал статията.
    Прав си, че не е задължително да имаш преобразуване на постоянния ток. И е препоръчително да се сведат до минимум. Просто почти навсякъде се в електрониката се налага.Толкоз.
    Аз за електроника пиша, защото с това се знимавам. И щом вече години наред братята германци ми плащт заплата, явно считат че я разбирам достатъчно.

    Масовото прилагене на импулсни трансформаториняма нищо общо с телефоните. Вътре в един телефон има редица импулсни конвертои. Импулсни захранвания се прилагат от преди да има мобилни телефони въобще. И да, когато зареждаш телефона от акумулатора на колата отново използваш имплсен преобразувател. Реално веригата за управление и контрол на зареждането се намира в телефона или в самата батерия. Тя иска единствено да и подадеш постоянно напрежение. Просто правилното зареждане на литиевите батерии става с импулсен ток.
    Патентите ти са пълна глупост. Единият беше на китайски а другият беше блокова диаграма на алгоритъм за контрол. Къде видя, че не използват импулсни трансформатори? Напротив, този с микропроцесора със сигурност използва импулсен трансформатор за да захрани процесора си, а най вероятно и самото ареждане се осъществява с импулсен ток, както е при почти всички съвременни интелигентни зарядни.
    Да, най-големите трасформатори не са импулсни. Като съгласуващите на електроцентралите и подстанциите примерно. И няма никакъв смисъл да бъдат.

  21. Tonchev
    27 Feb 11
    12:22 pm

    Аз не съм китаец и нямам такива патенти. Ако не ти харесват, има търсачки и си търси такива, които ти харесват. А не съм казал, че тези патенти ми харесват, нито съм казал, че няма електроника в тях.

    Вдигни глава и знай, че не всички батерии са литиеви. (както не всички трансформатори са импулсни)
    Например, на Тойота Приус, хибридите на Хонда ….. и даже и на някои мои модели – не са литиеви. виж ги на:

    http://www.toyotapriusbattery.com/

    Разбирам, че слабо разбираш, щом гордо работиш за други, които ти казват какво да правиш. Но не всички могат да са предприемачи и изобретатели. Трябва да има много като теб.
    Направи една проста проверка
    Намери електрониката в акумулатора на твоята кола

  22. Tonchev
    27 Feb 11
    12:30 pm

    Но правило, на мен ми харесват повечето моит патенти, затова съм ги направил. Включително и патент, включващ зареждане на батерии без DC/DC конвертор.

    Виж и още десетина мои патента близки до тази област на

    http://hybridcar.ecoteck.net/paten.html

  23. Tonchev ??? wtf ?
    4oweka ti obqsni predelno qsno si4ko…. kwo se pune6 kato ne ti razira glawata …
    i ne nqma da ti otgowarqm.
    da zarejdai si akomulatorite s postoqnno naprejenie, qwno o6te ne si otkril toplata woda.

  24. ingenera
    04 Mar 11
    4:37 pm

    Ga – това е един рядък и скъп Химичен елемент, използван е още през 1947г за дотиране на Ge при първите Ge – транзистори и така до по-широкото разпространение на Si – транзистори през 80-те години на миналия век. Освен Ga-N, за някои СВЧ и бързопревключващи полупроводникови прибори се използва и Ga-Ar.

    И сега се предлагат MOS-FET със съпротивление на канала от порядъка на десетки микро-Ohm реализирани на Si-подложка.
    Количеството на галиев нитрид при LED за светодиодно осветление е десетки пъти по-малко това, което е необходимо за производството на мощен полупроводников прибор, който се прилага в силовата електроника.

  25. ingenera
    04 Mar 11
    7:10 pm

    „Стартираща компания, финансирана от Google, слага край на загубите на електричество“
    – „край на загубите на електричество“
    – Де да беше вярно!

  26. Tonchev
    05 Mar 11
    4:46 pm

    Белоградчик
    ще зареждам акумулаторите с каквото си напражение искам.
    Явно още не си разбрал, че в статията става въпрос за намалени загуби на енергия. И когато от едни постояннотоков електро източник, зареждаш батерия (кондензатор), то загубите са по.малки, отколкото ако ползваш какъвто и да е преобразувател за това зареждане. А освен, че са по-малки загубите, е по-евтино и по-надежно, защото е по-просто.

    Аз зареждам някои батерии пряко от фотоволтаик на колите – виж ги на
    http://www.tonchev.org/hcarbg.html

  27. Joro
    07 Mar 11
    12:22 am

    enginera,

    Да не би да имаш предвид GaAs? Ar – аргон инертен газ…

  28. ingenera
    10 Mar 11
    10:39 am

    – Joro, извинявам се за недоглеждането. Действително имах предвид Ga-As.

Добавете коментар

XHTML: You can use these tags: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>