حلول لمحطات الراديو المتنقلة الموفرة للطاقة
بدأ الآن مشروع “EdgeLimit-Green ICT” لتحقيق محطات راديو متنقلة موفرة للطاقة.
جنبًا إلى جنب مع جامعة فرايبورغ ، والعديد من الشركاء الصناعيين الآخرين، تهدف معاهد فراونهوفر IAF وIIS إلى تطوير واختبار نظام سحابة حافة موفر للطاقة بحلول عام 2025، مع الاستفادة من المكونات المستندة إلى AlScN والتحكم حسب الطلب.
يمول BMBF المشروع كجزء من مبادرة “تكنولوجيا المعلومات والاتصالات الخضراء”.
بدأت “EdgeLimit-Green ICT” بعد مشروع تمهيدي ناجح قام بتقييم تقنيات أشباه الموصلات المبتكرة وأساليب التطبيق.
في صيف عام 2021، نجح المشروع الأولي في مسابقة الابتكار “تكنولوجيا المعلومات والاتصالات الخضراء – الإلكترونيات لتكنولوجيا المعلومات والاتصالات الموفرة للطاقة” (ICT) التابعة لوزارة التعليم والبحث الفيدرالية الألمانية (BMBF).
محطات راديو متنقلة أكثر كفاءة في استخدام الطاقة
أوضح البروفيسور الدكتور روديجر كواي، منسق المشروع والمدير التنفيذي لمعهد فراونهوفر: “الإلكترونيات الدقيقة الموفرة للطاقة، أثناء تطويرنا في” EdgeLimit-Green ICT “، توضح كيف يمكن للتقنيات الجديدة أن تصبح أكثر قوة وفي نفس الوقت تحافظ على الموارد” لفيزياء الحالة الصلبة التطبيقية IAF.
يهدف اتحاد المشروع، الذي يضم، بالإضافة إلى Fraunhofer IAF، معهد Fraunhofer للدوائر المتكاملة IIS، ومعهد هندسة النظم المستدامة (INATECH) في جامعة فرايبورغ ، وشركاء من الصناعة، الآن إلى تحقيق الحل الخاص به لزيادة كفاءة استخدام الطاقة. محطات راديو متنقلة بحلول عام 2025.
أبرزت Quay: “مكونات أشباه موصلات الطاقة الجديدة التي طورتها Fraunhofer IAF، جنبًا إلى جنب مع الشبكات الذكية المدعومة بالذكاء الاصطناعي والتحكم في نظام الهوائي المصمم من قبل Fraunhofer IIS، تعد بخفض فقد الطاقة إلى النصف أثناء انتقال الموجة الملليمترية 5G.”
يدعم الشركاء الصناعيون في شبكة المشروع من خلال التعاون في تطوير ترانزستورات جديدة عالية التردد (Nokia)، ومعالجة الدوائر (United Monolithic Semiconductors GmbH ، UMS)، والتقييم الواقعي ونقل نتائج الاختبار (Deutsche Telekom AG).
الوفورات بفضل مكونات AlScN الموفرة للطاقة والتنفيذ الذكي لحافة السحابة
من ناحية أخرى، تنتج إمكانات توفير الطاقة العالية لنظام الهوائي الذي سيتم تطويره في “EdgeLimit-Green ICT” من خصائص المواد المتفوقة لنتريد سكانديوم الألمنيوم شبه الموصّل للطاقة (AlScN).
ينتج الباحثون في Fraunhofer IAF AlScN ، باستخدام ترسيب البخار الكيميائي المعدني العضوي (MOCVD)، ويستخدمون المواد في بناء ترانزستورات عالية الحركة الإلكترونية (HEMTs).
نظرًا لقدرته العالية على تحمل التيار، من المحتمل أن يسمح AlScN بكثافة طاقة أعلى بشكل ملحوظ مقارنة بأشباه الموصلات الأخرى مثل السيليكون أو زرنيخيد الغاليوم أو نيتريد الغاليوم.
من ناحية أخرى، فإن الوفورات ناتجة عن التصميم الفعال للإلكترونيات.
أوضح توماس فون دير غرون، رئيس قسم تحديد المواقع وأنظمة الاتصالات في Fraunhofer IIS: “نحن نعمل على تطوير بنية إلكترونية مبتكرة في Fraunhofer IIS لإتاحة إمكانية الربط الشبكي الذكي والتحكم حسب الطلب في وحدات الإرسال والاستقبال بدعم من الاصطناعي الذكاء (AI).
“يوفر هذا تحولًا جزئيًا لقدرات المعالجة من البنية التحتية المركزية (السحابية) إلى حافة الشبكة وتنفيذ أنظمة معالجة البيانات.”
بشكل عام، يجب أن يؤدي الجمع بين المكونات الموفرة للطاقة والتنظيم المُحسَّن إلى تقليل فقد الطاقة لرأس الراديو البعيد (RRH) المنفذ في “EdgeLimit-Green ICT” بنسبة 50٪ على الأقل.
لهذا الغرض، يضاعف الباحثون كفاءة الطاقة على مستوى مكبر الصوت عند ترددات جديدة بين 26 و34 جيجاهرتز ، وخفض الخسارة في محولات الطاقة إلى النصف، وتنفيذ التحكم في النظام حسب الطلب.
يمول BMBF تكنولوجيا المعلومات والاتصالات الخضراء لتقنيات المستقبل
تكنولوجيا المعلومات والاتصالات الحديثة، مثل معيار الاتصالات المتنقلة الجديد 5G، لها قيمة اجتماعية واقتصادية كبيرة.
فهي لا تعمل فقط على تحسين معلمات الأداء الحالية، على سبيل المثال من خلال تمكين الإنترنت بشكل أسرع على الهواتف الذكية للأفراد من خلال اتصال النطاق العريض المتنقل المحسن.
ولكن أيضًا يمهد الطريق لتطبيقات مستقبلية واعدة، مثل إنترنت الأشياء (IoT) أو التنقل المستقل أو الأتمتة الصناعية.
لذلك، فإن التكنولوجيا الموفرة للموارد في هذا المجال لها تأثير كبير بشكل خاص على البصمة الكربونية للاقتصادات عالية التطور، مثل ألمانيا وأوروبا: فهي تقلل التكاليف الاقتصادية والبيئية لمجتمع المعرفة وتجعله قادرًا على المنافسة عالميًا.
يمول BMBF مرحلة تنفيذ “EdgeLimit-Green ICT” لمدة ثلاث سنوات.
تم تنفيذ المشروع الأولي في الفترة من أكتوبر 2020 إلى يونيو 2021، والذي يتضمن التحقيق وتصميم تقنيات أشباه الموصلات الجديدة بالإضافة إلى مناهج التطوير لأنظمة الراديو المتنقلة الموفرة للطاقة، بالتعاون بين معاهد فراونهوفر IAF وIIS وINATECH التابع لـ جامعة فرايبورغ.
ساد كونسورتيوم المشروع بمفهومه في مجموعة مختارة من عشر مجموعات بحثية مشهورة وحصل على تمويل من المركز الثاني لتمويل استمرار المشروع.
المصدر: innovationnewsnetwork
إقراء ايضا:
