Um projeto coordenado pelo Instituto Fraunhofer, da Alemanha, voltado a novas tecnologias para uso em inversores solares de alto desempenho, está desenvolvendo uma nova classe de semicondutores de nitreto de gálio (GaN) que tem a promessa de reduzir os custos e o peso dos inversores mantendo alto desempenho. Batizado de GaN-HighPower, o projeto é financiado pelo Ministério da Economia alemão com 3,8 milhões de euros e envolve outras parcerias: a Universidade de Ciências Aplicadas de Bonn-Rhein-Sieg, o instituto TH Köln e as indústrias SMA Solar Technology AG, Infineon Technologies AG e Vacuumschmelze GmbH & Co. KG.

O foco do projeto está no desenvolvimento de inversores tipo string de alta potência, com uso de transistores baseados em nitreto de gálio. Além da possibilidade de reduzir custos e peso dos inversores, esses transistores têm demonstrado realizar processos de comutação mais rápidos, em comparação com semicondutores de carbeto de silício (SiC) e outros. Como resultado, seria possível produzir inversores menores, mas ainda assim com maior potência, rapidez e eficiência.

Para permitir a substituição dos semicondutores, os pesquisadores trabalham para encontrar materiais que permitam a produção de componentes mais robustos, com alta eficiência elétrica e densidade de potência, além de alta velocidade e boa resposta dinâmica. Quando os novos componentes forem desenvolvidos, deverá ser construído um protótipo demonstrativo. A pesquisa tem previsão de conclusão em abril de 2024.

Segundo explicou um dos envolvidos no projeto, o chefe de tecnologias de inversores e responsável pela eletrônica de potência no Centro de Inovação da SMA, Klaus Rigbers, o uso do nitreto de gálio ainda está limitado a faixas de potência baixas. “O próximo passo é explorar o potencial de saídas superiores a 100 kW, que são significativamente maiores do que a atual gama de aplicações”, disse. A SMA já está usando semicondutores GaN em faixas de potência de alguns quilowatts. “Tivemos uma boa experiência com transistores GaN até agora”, complementou Rigbers.