Het verminderen van de koolstofuitstoot in halfgeleiderfabrieken: waarom infraroodverwarming eigenlijk werkt
Als we serieus willen zijn over het bereiken van koolstofneutrale halfgeleiderfabrieken, moeten we ophouden met het negeren van de manier waarop we warmte gebruiken. De meeste ouderwetse convectieovens en resistieve verwarmers zijn gewoon verspilling van energie. Ze gebruiken de helft van hun energie om lucht en de wanden van de ruimte op te warmen, voordat ze zelfs maar in contact komen met de schijf. Het is alsof je probeert één peul op te warmen door de hele keuken op te warmen. Hierdoor neemt de koolstoftoevoer toe en wordt er veel energie verspild.
Hier komt infraroodverlichting om de hoek kijken. In plaats van alles op te warmen, richt deze verlichting zich rechtstreeks op de schijf. Het gaat erom waar de energie naartoe gaat. Infraroodsystemen zenden elektromagnetische straling uit die pas warmte veroorzaakt wanneer deze de oppervlakte raakt. Je hoeft geen kilowatturen te verspillen aan het opwarmen van een vacuümruimte. Bovendien kan je de golflengte aanpassen – van kortegolfgolven tot midden-golfgolven – om te bepalen hoe diep de warmte doordringt. Dit zorgt voor een snellere opwarmtijd van de schijf. En in deze branche betekent dat minder elektriciteit per schijf. Eenvoudig gezegd.
De technische aspecten
Om dit in een ‘groene’ fabriek mogelijk te maken, is hoge vermogensdichtheid nodig. We gebruiken kwarts-halogentubes omdat deze onmiddellijk reageren op warmte. Zodra je een schakelaar omzet, is er meteen warmte beschikbaar. Zodra je hem weer uitzet, is de warmte verdwenen. Geen sprake meer van overtollige warmte die energie verspilt terwijl de machine stilstaat.
Maar hier is het probleem: wanneer je zoveel energie in een klein volume stoppt, wordt het erg heet. Als je een hoogwaardig infraroodsysteem installeert, mag je niet besparen op de koelingssystemen. Als deze niet op de juiste manier zijn geïnstalleerd, kunnen de omliggende elektronische componenten beschadigen.
Wat dit voor de planeet betekent
Het vervangen van gaskachels of ouderwetse elektrische verwarmers door infraroodsystemen zorgt ervoor dat de totale energieverbruik per eenheid afneemt. De grootste verbeteringen zie je bij het drogen en bewerken van materialen. Het beste is dat dit vaak een eenvoudige vervanging is. Je hoeft de hele productielijn niet af te breken. Door al die onnodige warmtebronnen weg te halen, verbruikt de fabriek minder energie. Op deze manier kun je je koolstofdoelstellingen halen, terwijl de productiecapaciteit behouden blijft.