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”.

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.