Deutsche Forscher machen Induktionsherde ´energiesparender

Zum Forschungsteam gehörten die E.G.O.-Gruppe als weltweit tätiger Zulieferer für Haushaltsgeräte-Hersteller, die Universität Bremen mit ihrem Institut für elektrische Antriebe, Leistungselektronik und Bauelemente (IALB) sowie der Halbleiterhersteller Infineon Technologies, der das Projekt leitete. Dem Team gelang es, die Anzahl der notwendigen Komponenten in Induktionsherden zu verringern. Die Vorteile für Verbraucher: Ein Standard-Induktionsherd ist in Zukunft kaum teurer als ein herkömmlicher Elektroherd. Außerdem hat er eine geringere Verlustleistung, sodass das schon heute sehr energiesparsame Induktionsverfahren zukünftig noch weniger Strom verbraucht. Induktionsbeheizungen und -herde, die auf InduKOCH-Technologie basieren, verbrauchen jährlich zwischen 20 und 100 Kilowattstunden (kWh) weniger Strom als Elektroherde. Dies ist ein aktiver Beitrag zum Klimaschutz. Ein Rechenbeispiel: Dank InduKOCH könnte sich die Anzahl der deutschen Haushalte mit Induktionsherd von heute mehr als 6 Millionen (etwa 17 Prozent aller Haushalte Deutschlands) auf ca. 12 Millionen verdoppeln (etwa 30 Prozent). Geht man davon aus, dass für einen Induktionsherd durchschnittlich etwa 60 kWh pro Jahr weniger Strom produziert werden müssen als für einen Elektroherd, dann ergeben sich beträchtliche CO 2-Einsparungen. In Deutschland ließe sich pro Jahr eine CO 2-Menge einsparen, die dem Ausstoß von 100.000 Autos entspricht (bei durchschnittlicher Fahrleistung von jährlich 13.000 km). Diese Rechnung basiert auf der Einschätzung des Bundesamts für Umwelt aus dem Jahr 2012, dass für die Erzeugung einer Kilowattstunde Strom etwa 600 g CO 2 freigesetzt werden. „Schon in 2014 können deutsche Haushalte von energiesparenderen und preiswerteren Induktionsherden profitieren, denn dank InduKOCH lohnt sich der Austausch des Elektroherds noch mehr als bisher“, sagt Dr. Stephan Voss, Entwickler bei Infineon Technologies und Projektleiter des Forschungsprojekts InduKOCH. „Die Umstellung ist ein großer Beitrag für die Umwelt, denn die größte Energieressource ist doch die Energie, die nicht gebraucht wird. Je Induktionsherd werden jährlich 60 kWh an elektrischer Energie gespart und damit wird weniger CO 2 produziert. Verdoppelt sich in Deutschland die Anzahl der Induktionsherde, lässt sich jährlich ein CO 2-Ausstoß einsparen, der dem von 100.000 Autos entspricht.“ Neue Chips und neues Innenleben für Induktionsherde Um Induktionsherde sparsamer und preiswerter zu machen, hat Infineon erforscht, wie seine Chips – so genannte IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistor) –weiterentwickelt werden können. Die IGBTs schalten im Induktionsherd die hochfrequenten Ströme der Induktionsspulen, deren elektromagnetisches Feld die Kochhitze in den Töpfen erzeugt. Diese neuen IGBTs werden bis zu 40 Prozent effizienter sein als ihre Vorgänger zu Projektbeginn vor mehr als drei Jahren. Die E.G.O.-Gruppe, die als einer der weltweit führenden Zulieferer von Heiz- und Steuerelementen für Hersteller von Hausgeräten gilt, konnte dank der neuen IGBT-Leistungshalbleiter von Infineon das elektronische und mechanische Innenleben der Induktionsbeheizungen optimieren. Das IALB der Universität Bremen unterstützte hier tatkräftig und erforschte die Modellierung und Simulation der hochfrequenten Schaltvorgänge. Es erstellte Computermodelle, die sehr schnell die unterschiedlichsten Varianten der IGBT-Komponenten und der Schaltungsumgebung durchrechneten. So konnten die InduKOCH-Forscher das optimale Gesamtsystem bestimmen, ohne langwierige und teure Experimente durchführen zu müssen. Im Rahmen der Hightech-Strategie der Bundesregierung und des Programms „Informations- und Kommunikationstechnologie 2020“ (IKT 2020) förderte das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) das Forschungsprojekt InduKOCH über drei Jahre mit einem Betrag von etwa 1,2 Millionen Euro. InduKOCH steht für „Innovative Schaltungskonzepte und Bauelemente zur Steigerung der Energieeffizienz beim Kochen durch den Einsatz von Induktionsherden“. Induktionsverfahren in deutschen Haushalten Mit einem Induktionsherd sind heute etwa 17 Prozent der insgesamt mehr als 40 Millionen Haushalte in Deutschland ausgestattet. Bis zu 25 Prozent an elektrischer Energie lassen sich beim Kochen einsparen, wenn nicht der herkömmliche Elektroherd eingeschaltet wird, sondern das Induktionsverfahren zum Einsatz kommt, bei dem nur Töpfe und Pfannen erwärmt werden und nicht die Herdplatte.