نیمه هادی اوایل دهه 2020 یک دوره جدید باورنکردنی برای انرژی های تجدیدپذیر بوده است. ایالت کالیفرنیا تخمین می زند که در سال 2021، نزدیک به 60 درصد از شبکه برق آن از منابع سوخت غیرفسیلی تامین می شد، در حالی که اسپانیا به اندازه کافی انرژی تجدیدپذیر برای تامین انرژی کل کشور برای یک روز تولید کرد. غول‌های فناوری مانند اپل، گوگل و مایکروسافت نیز تعهدات محکمی برای کربن‌زدایی دارند، از جمله بی‌طرفی کربن یا حتی منفی بودن تا سال 2030، که اهداف تهاجمی، به‌ویژه از سوی چنین سازمان‌های با نفوذی هستند.

علیرغم این پیشرفت، تغییرات اساسی در زیرساخت، ظرفیت و توزیع انرژی های تجدیدپذیر هنوز بسیار مورد نیاز است. اگر بخواهیم شبکه برق خود را صرفاً بر اساس انرژی های تجدیدپذیر تغییر دهیم. تغییرات گسترده در الزامات را در نظر بگیرید، زیرا ما به یک مدل حمل و نقل که صرفاً بر اساس وسایل نقلیه الکتریکی (EVs) استوار می‌شویم. در حال حاضر، ما تنها ضریب نفوذ 6 درصدی برای خودروهای برقی در ایالات متحده داریم، تصور کنید زمانی که به 25 درصد رسیدیم. شبکه انرژی ما چگونه خواهد بود؟ چه الزامات فنی برای دستیابی به چنین هدفی مورد نیاز است؟

نیمه هادی ها، به ویژه نیمه هادی های قدرت، در قلب تبدیل شبکه برق ما از یک اقتصاد مبتنی بر نفت به شبکه ای با انرژی پاک و تجدیدپذیر قرار خواهند گرفت. نیمه هادی های مدرن می توانند بهینه سازی بهره وری انرژی را در طول کل زنجیره انرژی الکتریکی در سراسر تحرک، صنعت، ارتباطات و زندگی روزمره امکان پذیر کنند. تولید انرژی تا انتقال تا ذخیره سازی، تنها فناوری نیمه هادی کارایی را در میان هر حلقه در این زنجیره ممکن می سازد.

میکروالکترونیک مدرن در قلب شبکه جدید

سال 2017، عبارت “برق شدن همه چیز” – یعنی فناوری های پیشرفته که به ما امکان می دهد دستگاه های سنتی وابسته به سوخت فسیلی را با منابع انرژی جایگزین نیرو دهیم – شروع به ورود به جریان اصلی کرد. فن آوری و سیستم های لازم برای دستیابی به این هدف توسط نیمه هادی ها هدایت می شوند. نیمه هادی ها در توسعه و استقرار زیرساخت های انرژی های تجدیدپذیر اساسی هستند. آنها هسته اصلی باد، خورشید و تقریباً تمام سیستم‌ها و راه‌حل‌های جدید شبکه الکتریکی دیگر هستند.

به عنوان مثال، یک توربین بادی دارای 8000 جزء مختلف است که بسیاری از آنها شامل محلول های مبتنی بر سیلیکون هستند. انتظار می‌رود که تعداد نیمه‌هادی‌های برق مورد استفاده در بازار جهانی انرژی‌های تجدیدپذیر با نرخ رشد مرکب سالانه (CAGR) 8 تا 10 درصد از هم‌اکنون تا سال 2027 رشد کند.

نیمه هادی ها در سیستم های هوشمند

فراتر از خود شبکه، توسعه سیستم‌های جدید و کارآمدی که از انرژی تجدیدپذیر تامین‌شده توسط زیرساخت‌های جدید استفاده می‌کنند، حیاتی خواهد بود. این سیستم‌های جدید بر روی راه‌حل‌های سیلیکونی پیشرفته با نرم‌افزار مبتنی بر هوش مصنوعی اجرا می‌شوند تا این آینده پاک را فعال کنند. صنعت خودرو را در نظر بگیرید – با میانگین بیش از 2000 تراشه در کل وسیله نقلیه، خودروهای ما واقعاً دستگاه‌های هوشمند و سیلیکونی هستند.

حوزه دیگری که به سمت سطوح بالاتر برقی شدن حرکت می کند ابزارهای برقی هوشمند هستند. این نسل جدید از ابزارهای برقی از معماری های باتری مدولار استفاده می کند. استفاده از این ابزارها استقبال مشتری از ابزارهای برقی را افزایش می دهد و استفاده از شارژرهای استاندارد را امکان پذیر می کند. این شارژها می توانند از فناوری Wideband gap برای افزایش کارایی شارژ استفاده کنند. این صنعت همچنین در حال بررسی روش‌های شارژ جدید و راحت‌تر است. مانند شارژ بی‌سیم یا استفاده از شارژرهای برقی محبوب USB-C PD برای شارژ وسایل نقلیه کوچک‌تر مانند دوچرخه‌های الکترونیکی، e-UTVs یا اسکوترهای الکترونیکی.

نیمه هادی ها در بخش ها مختلف صنعت

صنعت از نیمه هادی ها در حمل و نقل، صنایع لجستیک و زنجیره تامین مانند روباتیک و وسایل نقلیه هدایت خودکار (AGV) در انبارها استفاده خواهند کرد. این سیستم ها قادر هستند، طرح های ساختمانی پیچیده را بدون ایجاد مانع در جریان کار مبتنی بر انسان هدایت کنند. افزودن شبکه‌های حسگر در این ساختمان‌ها به معنای توانایی افزایش یافته برای ردیابی حرکت دارایی‌ها است که همه آنها بر روی سیستم‌های مبتنی بر سیلیکون اجرا می‌شوند.

بخش تولید، اینترنت اشیاء صنعتی وابسته به سیلیکون (IoT) کل صنایع را متحول می کند. بهره وری برتر، کارایی هزینه و زمان به ارزش را به همراه دارد. ابزارهای الکتریکی هوشمندتر نه تنها بهره وری را افزایش می دهند. همچنین مصرف انرژی را بهینه می کنند، بلکه ایمنی کارگران را با قابلیت های سنجش و ردیابی بهتر افزایش می دهند.

دیدگاهتان را بنویسید لغو پاسخ

برای نوشتن دیدگاه باید وارد بشوید.