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Reportage

Die wan­del­ba­re Welt der Elektronik

APA-Science zu Besuch bei den Silicon Austria Labs (SAL) in Graz
Foto: APA (Wasserfaller)

Ein würfelförmiges, fünfstöckiges Gebäude inmitten des Campus der Technischen Universität Graz. Außen weist wenig darauf hin, dass das EBS Gebäude derzeit das Hauptquartier des Forschungszentrums Silicon Austria Labs (SAL) ist, zu dem auch noch Standorte in Villach und Linz gehören. Was EBS bedeutet, nämlich elektronikbasierte Systeme, wird bei einem Rundgang durch die Räumlichkeiten schnell klar.

Innen gemahnt das Gebäude ob der massiven, nackten Betonwände ein wenig an den architektonischen Stil des Brutalismus, der gleichzeitig schlichte Eleganz und Bunkercharme versprüht. Rund um den wuchtigen Gebäudekern mit dem Lift im Zentrum führt ein geräumiges Stiegenhaus in die obersten drei Stockwerke, mitten in das Reich der Silicon Austria Labs. Büros, Labore, Besprechungs- und Aufenthaltsräume sorgen mit einer Optik aus Holz, hellen und bunten Möbeln und weißen Wänden für einen erfrischenden Kontrapunkt zum Grau der Betonwände. Die meisten Türen stehen offen und erlauben auch vom Gang aus einen Blick auf die nahe heranreichenden Bäume und Gebäude des Campus sowie der angrenzenden Wohngebiete.

Im Norden die Zukunft

Gen Norden ragen Baukräne zwischen den Häusern hervor. Dort, so erklärt Rudolf Krall bei einem Besuch von APA-Science, entsteht derzeit das künftige Zuhause der Grazer SAL-Mitarbeiter. Doch bevor er über die Zukunft spricht, erzählt der Leiter der Division Power Electronics, woran hier geforscht wird. Das ist gut so, denn das Sammelsurium an Schaltplänen, Kabeln, Klemmen, Computerplatinen, Messgeräten, Lötkolben und knallgelben Warnschildern mit “Starkstrom - Lebensgefahr” ist nur eingeschränkt selbsterklärend.

Wenn Leistungselektronik nicht so plakativ wie in den Gängen der SAL zur Schau gestellt wird, dann ist sie dem Anwender meist verborgen. Auf die Frage, wo sie sich denn überall verstecke, antwortet Krall mit der Gegenfrage “Wo nicht?”. Leistungselektronik sei zwar scheinbar unspektakulär, aber extrem wichtig für die Funktionalität von modernen elektrischen Geräten wie Handys, Laptops oder Elektroautos: “Die beste Technologie ist immer die unsichtbare.”

Facts

Silicon Austria Labs GmbH (SAL) ist nach eigenen Angaben Österreichs Spitzenforschungszentrum für elektronikbasierte Systeme. An den Standorten Graz, Villach und Linz wird in den Bereichen Sensor Systems, Power Electronics, RF Systems, System Integration Technologies und Embedded Systems an Lösungen für Umweltschutz, Gesundheit, Energie, Mobilität und Sicherheit geforscht.

 

“Die beste Technologie ist immer die unsichtbare.” Rudolf Krall, SAL

Zu Besuch bei SAL

AC/DC im Wandel

Im Grunde erfüllen diese Komponenten eine relativ simple Aufgabe, so der Fachmann, der sich seit dem Besuch der HTL Klagenfurt und dem Studium an der TU Graz auf Elektrotechnik und in der Folge immer weiter in Richtung Energietechnik spezialisiert hat: “Leistungselektronik-Systeme sind Wandlersysteme. Entweder man wandelt Wechselstrom in Gleichstrom um, oder Gleichstrom in Wechselstrom.” So arbeitet bei einem Elektroauto die Batterie auf Gleichstrom, während der Motor mit Wechselstrom betrieben wird − dazwischen braucht es einen Wandler.

Der allgemeine Trend in der Elektronik, immer höhere Leistung auf immer kleinerem Raum unterzubringen, ist unter dem Schlagwort "Leistungsdichte” auch ein spezieller Forschungs-Schwerpunkt der Division Power Electronics − mit allen damit verbundenen Herausforderungen. “Wenn man Dinge kleiner baut, muss auch die Effizienz gleichzeitig steigen”, sagt Krall. Temperatur wird über die Oberfläche abgegeben. Je kleiner also die Oberfläche wird, desto schwieriger wird das thermische Management. Sind die Komponenten auf kleinem Volumen nahe aneinander gereiht, kommt es zu sogenannten thermischen Crosstalks, die Bauteile erwärmen sich gegenseitig und es kann zu Beschädigungen kommen.

Tiny Power Box

Kristallisationspunkt aller Forschungsanstrengungen ist zurzeit die “Tiny Power Box”, ein Onboard-Laderegler für Elektroautos. Ziel bei diesem “Leuchtturmprojekt” des Bereichs Power Electronics ist es, die Komponente möglichst klein und effizient zu konstruieren. Das System soll es in Zukunft etwa auch ermöglichen, bidirektional den Strom aus der Steckdose in die Batterie, aber auch umgekehrt in die Steckdose zu transportieren.

“Typischerweise stehen Elektroautos und Autos den größten Teil ihrer Lebenszeit und könnten dadurch auch als Energiespeicher dienen”, so Krall. “Die technische Fragestellung dazu kann gelöst werden. Wo es noch Unsicherheiten gibt, ist abrechnungstechnisch, weil jede Batterie natürlich mit jedem Entladezyklus auch altert und Performance verliert. Und diese Verrechnungsmodelle, wie man das dem Eigentümer der Batterie abgelten könnte, das ist noch nicht vollständig entwickelt − ist aber auch nicht unsere Aufgabe.“

Vorstoß in weitere Nischen

Die Leistungselektronik wird in Zukunft in immer weitere Nischen vorstoßen, ist sich Krall sicher. “Ich glaube, dass im Bereich der elektrischen Übertragungsnetze immer mehr Leistungselektronik zum Einsatz kommen wird”, so der Experte mit Verweis auf Erneuerbare Energien von Photovoltaik bis Windkraft, die auf leistungselektronischen Wandlersystemen basieren: “Hier wird sicher noch mehr passieren, dass man versucht, das kleiner, leistungsstärker, effizienter zu bauen.” Während Leistungselektronik bei Niederspannungen schon sehr etabliert sei, brauche es bei Mittel- und Höherspannungen “definitiv noch Technologien und Technologieentwicklung, sowohl aufseiten der Komponenten als auch des Systems”.

Leistungsschau der Leistungselektronik

Das EBS-Gebäude am Campus der TU Graz ist das vorläufige Zuhause der SAL in Graz

Fotos: APA (Wasserfaller)

In Sichtweite entsteht bereits das neue SAL Building, die Fertigstellung ist für Anfang 2023 geplant

Rudolf Krall ist Bereichsleiter der Division Power Electronics

Leistungselektronik bedeutet Löten...

...Kabelsalat...

...virtuelle Simulation...

...und Tüfteln...

...derzeit vor allem an der "Tiny Power Box"

Mitarbeiter/innen gesucht, Freiheiten geboten

Am Standort Graz arbeiten 61 Personen, auf die Division Power Electronics entfallen 25 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter − derzeit, denn in ein paar Jahren sollen es schon gut 60 sein. Geforscht wird sehr oft kooperativ, das heißt im Verbund mit Industrie und Universitäten, der Fokus liegt bei SAL auf der angewandten Forschung. Im wissenschaftlichen Bereich sind laut Krall sehr gut ausgebildete Fachkräfte gefragt, bevorzugt mit einem akademischen Abschluss.

Diese erwarten keine fixen Arbeitszeiten, sondern ein Gleitzeitmodell, flache Hierarchien und das durchgängige Du-Wort. “Die Wissenschafter wissen selbst, wann und wie lange sie da sein müssen. Das heißt, ob wer um 7, 9 oder 10 Uhr kommt, bleibt ihm selbst überlassen. Wir sind übrigens auch sehr familienfreundlich”, betont der Bereichsleiter.

Mehr Menschen brauchen auch mehr Platz. Dort, wo jetzt noch Baukräne ihre Arme schwenken, soll Anfang 2023 das neue “SAL Building” stehen und rund 250 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern auf 3.300 Quadratmetern und vier Stockwerken genügend Raum zum “spannungsgeladenen” Tüfteln geben.

Zahlen und Fakten

Gründung:

2018

 

Fokus:

Spitzenforschungszentrum für elektronikbasierte Systeme (Electronic Based Systems – EBS)

 

Gesellschafter:

50.1 % Republik Österreich (BMK)
24.95 % Fachverband Elektro- und Elektronikindustrie (FEEI)
10 % Steirische Wirtschaftsförderungsgesellschaft mbH (SFG)
10 % Land Kärnten
4.95 % Upper Austrian Research GmbH (UAR)

 

Standorte:

Graz (Geschäftssitz) | Campus Inffeldgasse 33, 8010 Graz
Villach | High Tech Campus, Europastraße 12, 9524 Villach
Linz | Science Park 1, Altenberger Straße 69, 4040 Linz

 

Finanzierung:

Public-Private-Partnership, max. 280 Mio. Euro bis 2023

 

Forschungsfelder:

Sensor Systems
RF (Radio Frequency) Systems
Power Electronics
System Integration Technologies
Embedded Systems

 

Forschungspartnerschaft:

Kooperative Forschung
Auftragsforschung
Förderprojekte
In Kooperation mit Universitäten auch Grundlagenforschung

 

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