20.03.2025
GRUNDLAGENFORSCHUNG

„PERL“: Neues Labor für Leistungselektronik von Silicon Austria Labs und TU Graz

Ziel von PERL sei es, Forscher:innen auf zukünftige Herausforderungen der Industrie vorzubereiten, heißt es von Silicon Austria Labs und TU Graz.
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PERL - Forscher:innen von SAL und der TU Graz werden miteinander im
Forscher:innen von SAL und der TU Graz werden miteinander im "PERL"-Leistungselektroniklabor arbeiten | © Silicon Austria Labs

Es ist eines dieser Felder, von denen man täglich im Alltag profitiert, aber als Normalverbraucher:in wenig Ahnung hat: Leistungselektronik. In diesen Bereich fallen etwa Stromrichter, die Gleich- oder Wechselstrom umwandeln. Man findet Leistungselektronik-Bauteile in Smartphones, Laptops, E-Autos oder Photovoltaikanlagen – und vielem mehr.

Forschungslabor „PERL“ soll Grundlage für Industriepartnerschaften liefern

In Graz widmet sich nun ein neues Forschungslabor diesem Thema. „PERL“ von Silicon Austria Labs (SAL) und Technischer Universität Graz (TU Graz) ist vorerst für drei Jahre fixiert und soll die Grundlage für Industriepartnerschaften liefern. Mit Grundlagenforschung im Bereich hochfrequent geschalteter Leistungskonverter im neuen Labor wolle man Forscher:innen auf zukünftige Herausforderungen der Industrie vorbereiten und die wissenschaftliche Sichtbarkeit von SAL und der TU Graz erhöhen, heißt es von den beiden Institutionen.

Anwendung in Autoindustrie, Rechenzentren, Handhelds und Raumfahrt

Durch die Erhöhung der Schaltfrequenzen von leistungselektronischen Konvertern sollen diese mit höherer Leistung und Leistungsdichte im Vergleich zu traditionellen Silizium-basierten Lösungen gebaut werden können, so das Ziel. „PERL erforscht die Grenzen dieser Technologie und entwickelt Lösungen, um diese zu überwinden. Dabei werden die Vorteile von Wide-Bandgap-Halbleitern wie Siliziumkarbid (SiC) und Galliumnitrid (GaN) genutzt“, heißt es in einer Aussendung. Anwendungen dafür sollen sich „in verschiedenen Industriebereichen, wo geringe Größe, Gewicht und hohe Effizienz gefragt sind“ finden, etwa in der Automobilindustrie, Rechenzentren, Telekommunikation, tragbaren Geräten und der Luft- und Raumfahrt.

Das PERL-Labor wird von Roberto Petrella, Staff Scientist im Bereich Power Electronics bei SAL und Professor an der Universität Udine, sowie Michael Hartmann, Professor und Leiter des Instituts für Elektrische Antriebe und Leistungselektronische Systeme (EALS) an der TU Graz, geleitet. Forscher:innen von SAL und TU Graz, darunter vier Doktorand:innen, arbeiten derzeit gemeinsam im Projekt.

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Beyond Gravity Austria
© Beyond Gravity Austria/Canva - Kurt Kober, Geschäftsführer von Beyond Gravity Austria.

Beyond Gravity Austria (vormals RUAG Space Austria) zählt mit rund 57 Millionen Euro Umsatz (2025) und rund 250 Mitarbeitenden zu den größten österreichischen Weltraumtechnikunternehmen. Das Hochtechnologieunternehmen rüstet weltweit Satelliten und Trägerraketen mit Elektronik, Mechanik und Thermalisolation aus und hat eigenen Angaben nach eine Exportquote von rund 100 Prozent. Erst kürzlich hat der Weltraumzulieferer seine Produktionsfläche in Niederösterreich verdoppelt – brutkasten berichtete über den 4,5-Millionen-Euro-Ausbau.

Beyond Gravity: Navigationsempfänger für zwei NASA-Wettersatelliten

Nun wird die nächste Generation von US-Wettersatelliten mit Technologie aus Österreich ausgestattet. Beyond Gravity Austria liefert – wie man vermeldet – hochpräzise Navigationsempfänger für zwei NASA-Wettersatelliten, die ab 2032 für die US-Wetterbehörde NOAA ins All starten sollen. Gebaut werden die Satelliten vom US-Unternehmen Lockheed Martin in Colorado.

Die Navigationsempfänger aus Wien werden – so der Claim – die Position der Satelliten in rund 36.000 Kilometern Höhe mit einer Genauigkeit von weniger als 20 Metern bestimmen.

„Im Rahmen unseres ersten Vertrags mit Lockheed Martin werden wir Navigationsempfänger für zwei NASA-Wettersatelliten liefern. Je genauer die Position des Satelliten durch unseren Empfänger bestimmt wird, desto genauer sind die Wetter- und Umweltdaten“, sagt Kurt Kober, Geschäftsführer von Beyond Gravity Austria. Die Wettersatelliten namens GeoXO sollen die Vorhersage von Unwettern sowie die Überwachung von Umwelt- und Klimaphänomenen in der westlichen Hemisphäre deutlich verbessern.

Nicht die erste NASA-Partnerschaft

Beyond Gravity Austria lieferte schon mehrmals Technik für NASA-Satelliten, etwa einen Navigationsempfänger für den 2018 gestarteten NASA-Umweltsatelliten ICESat-2 oder Navigationsempfänger für den 2024 gestarteten Klimaschutzsatelliten PACE inklusive Thermalisolation für ein NASA-Instrument des Satelliten.

Die Wettersatelliten GeoXO (Geostationary Extended Observations) werden in einer geostationären Umlaufbahn über dem Äquator betrieben. In dieser Höhe von rund 36.000 Kilometern bewegen sie sich mit derselben Geschwindigkeit, wie die Erdrotation und können dadurch kontinuierlich dieselbe Region der Erde beobachten.

© zVg – Infografik zu den GeoXO-Wettermissionen.

„Unsere GEORIX-Empfänger bieten selbst in einer Entfernung von 36.000 Kilometern eine Positionsbestimmung mit einer Genauigkeit von weniger als 20 Metern. Damit setzen wir neue Maßstäbe für präzise Echtzeit-Navigation an Bord von Satelliten“, so Kober. Im Jahr 2023 wurde der erste GEORIX-Navigationsempfänger ins All geschickt; er bestimmt die Position des NASA-Klimainstruments TEMPO, das atmosphärische Gase (Ozon, Stickstoffdioxid und Formaldehyd) sowie Aerosole über Nordamerika misst.

Rund 30 Satelliten nutzen Navigationsempfänger von Beyond Gravity

Insgesamt nutzen derzeit etwa 30 Satelliten Navigationsempfänger von Beyond Gravity zur Positionsbestimmung. Die Empfänger kommen bei Satelliten von der niedrigen Erdumlaufbahn (LEO) bis zur geostationären Erdumlaufbahn (GEO) zum Einsatz, also in Entfernungen von etwa 1.000 Kilometern bis 36.000 Kilometern von der Erde. Alle weltraumgestützten Navigationsempfänger werden am österreichischen Standort von Beyond Gravity in Wien entwickelt und produziert.

Die GeoXO-Mission soll Bilder und atmosphärische Messungen der westlichen Hemisphäre der Erde und eine Echtzeit-Erfassung der Blitzaktivität liefern sowie kurzfristige Wettervorhersagen und Warnungen vor Extremwetter und Umweltgefahren unterstützen.

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