Revolucionar la distribución de energía en la Unión Europea, mediante el avance de las tecnologías de redes de media tensión de corriente continua (MVDC), es el objetivo del proyecto europeo Safepower, liderado por el Instituto de Microelectrónica de Barcelona del CSIC (IMB-CNM-CSIC). Se trata de un proyecto pionero que acaba de comenzar para desarrollar sistemas electrónicos basados en nuevos materiales para impulsar las redes eléctricas inteligentes.
El proyecto Safepower, Safer and More Reliable WBG/UWBG-Based MVDC Power Converters, responde a la necesidad de una distribución de energía eficiente, segura, flexible y asequible para el despliegue de las energías renovables. Aborda esta necesidad centrándose en la investigación de tecnologías clave para desplegar convertidores MVDC de próxima generación, convertidores que operan en niveles de media tensión (1-35 kV) y son esenciales para integrar fuentes de energía renovable.
El proyecto está financiado por el programa marco Horizonte Europa, tiene una duración de cuatro años y acaba de celebrar su primera reunión en el IMB-CNM-CSIC los pasados días 24 y 25 de octubre. Para todas las fases de trabajo, la iniciativa Safepower cuenta con actores clave de la investigación y el desarrollo europeo: Swansea University y University of Warwick de Reino Unido; CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique) y UTTOP de Francia; ISSP (Institute of Solid State Physics) en Letonia; Politecnico de Milano de Italia; Clas-SiC y Power Electronics de España.
Soluciones innovadoras y nuevos materiales
En la actualidad, la corriente alterna, la más extendida, tiene importantes pérdidas de energía en distancias largas, tiene un peor almacenamiento y no es compatible con los dispositivos electrónicos modernos. De ahí que, si se persigue implementar las tecnologías renovables, sea necesario integrar sistemas basados en corriente continua dentro de la media tensión, lo que permitirá tener una red más eficiente.
En este contexto trabajará el proyecto Safepower, que sentará las bases para establecer el liderazgo del IMB-CNM-CSIC en el diseño y fabricación de transistores de óxido de galio, el diseño de transistores Mosfet de carburo de silicio inteligentes, y el análisis innovador electro-térmico a nivel de chip en dispositivos de potencia. Según explican los investigadores, el óxido de galio y el carburo de silicio son materiales semiconductores prometedores en aplicaciones de potencia por sus propiedades eléctricas, sus menores pérdidas y fiabilidad; y los convertidores actuales suelen ser de silicio.
En concreto, se abordarán varios aspectos clave. En primer lugar, se estudiarán soluciones innovadoras de Monitoreo de Condición y Salud (C&HM), tanto en línea como fuera de línea, asistidas por inteligencia artificial (IA) para predecir y prevenir paradas en la distribución. Después, se investigarán dispositivos de carburo de silicio y de óxido de galio más eficientes, y se propondrán nuevas arquitecturas o diseños de convertidores con estas tecnologías. Según explican los investigadores, con este desarrollo, los componentes se reducirán en complejidad para ganar en fiabilidad. Además, aseguran que estas soluciones proporcionarán una ventaja competitiva frente a los fabricantes de convertidores de potencia no pertenecientes a la UE.