HTE-Toolbox - Entwicklung modularer Hochtemperaturelektronik zur kostengünstigen und zuverlässigen Erschließung der Tiefen Geothermie
Zeitraum
2021-03-01 – 2024-08-31
Bewilligte Summe
1.950.422,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EE4027
Leistungsplansystematik
Warmwasser- und Dampflagerstätten [EB1612]
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE4)
Förderprogramm
Energie
Ziel des Vorhabens ist die Bereitstellung eines modularen, kosteneffizienten und zuverlässigen Baukastens für Hochtemperaturelektronik für Anwendungen in der Tiefen Geothermie. Dies ist eine zwingend erforderliche Vorarbeit in einer Vor-Prototypischen-Phase, um die Kosten und technischen Risiken für Bohrungen, Komplettierungen und Permanentinstallationen gezielt zu senken. So wird die Basis dafür gelegt, Energiegestehungskosten aus geothermalen Energiequellen zu senken und den Ausbau zu beschleunigen. Neben mechanischen, elektromechanischen und hydraulischen Baugruppen sind elektronische Baugruppen die wichtigsten Komponenten in Bohr-, Komplettierungs,- und Pumpensystemen für die Tiefe Geothermie. Durch Umgebungstemperaturen von 150-200 °C bewegen sie sich an der Grenze des technisch Machbaren und erfordern eine Optimierung hinsichtlich Robustheit, Temperaturbeständigkeit und Kosten. Die elektronischen Baugruppen sollen im Vorhaben durch Verwendung der integrierten Schaltungstechnik (ASIC-Technologie) und einer optimierten Aufbau- und Verbindungstechnik (MCM-Technologie) weiterentwickelt werden. Ein Baukasten von ASIC-Designblöcken soll in einer hochtemperaturtauglichen 180 nm-Technologie entworfen und getestet werden. Damit können Komplexität und Kosten pro Funktionseinheit signifikant reduziert und ganze Baugruppen eingespart werden. Für die MCM-Technologie sollen teure Komponenten wie hermetische Gehäuse und keramische Leiterplatten durch günstigere Lösungen ersetzt und Fertigbarkeit und Integrierbarkeit verbessert werden. Die optimierte ASIC- und MCM-Technologie soll in Lebensdauertests für die Eignung bei 175-200°C in geothermalen Anwendungen charakterisiert werden. Mit dem Vorhaben wird ein wesentlicher Beitrag zur späteren Entwicklung von Prototypenwerkzeugen für die Bohrung, Komplettierung und Permanentinstallation in der Tiefen Geothermie geleistet sowie der Standort Celle und der Industriestandort Deutschland insgesamt nachhaltig gestärkt.