Perché gli investitori impazziscono per i trasformatori a stato solido

Non è un segreto che la rete elettrica stia invecchiando, ma una parte si distingue dal resto. I trasformatori non sono cambiati molto da quando Thomas Edison realizzò la sua prima lampadina.

Ora, una serie di startup stanno lavorando per modernizzare il trasformatore, sostituendolo con moderni dispositivi elettronici di potenza che promettono di dare agli operatori di rete un maggiore controllo su come e dove scorre l’elettricità.

“Diventa un dispositivo molto potente, equivalente al router Web”, Subhashish Bhattacharya, cofondatore e CTO di DG Matriceha detto a TechCrunch.

Tre startup hanno recentemente raccolto finanziamenti considerevoli per aumentare la produzione delle loro tecnologie di trasformatori a stato solido. Questa settimana, DG Matrix ha raccolto 60 milioni di dollari in una serie A e Heron Energy ha raccolto 140 milioni di dollari in una serie B. A novembre, Amperesand ha raccolto 80 milioni di dollari per inseguire il fiorente mercato dei knowledge middle.

I trasformatori esistenti sono affidabili ed efficienti, ma questo è tutto. Sono strumenti relativamente rozzi, fatti in gran parte di rame e ferro. Reagiscono passivamente ai cambiamenti sulla rete e sono in grado di affrontare solo un compito per dispositivo.

“Un trasformatore vecchio stile in acciaio, rame e olio non ha alcun monitoraggio, non ha alcun controllo”, Drew Baglino, fondatore e CEO di Potenza dell’Aironeha detto a TechCrunch. Nei casi in cui sbalzi di tensione o una centrale elettrica va fuori servizio, ciò può rappresentare una responsabilità.

I dispositivi possono incorporare energia da una gamma di fonti numerous – comprese centrali elettriche tradizionali, energie rinnovabili e batterie – e trasformare story elettricità in corrente alternata (CA) o corrente continua (CC) a una serie di tensioni numerous, consentendo loro di sostituire diversi dispositivi.

Per i knowledge middle, i trasformatori a stato solido offrono un’alternativa interessante, consentendo loro di ridurre l’ingombro dei loro sistemi di alimentazione e dando loro al tempo stesso un controllo più preciso su dove e come viene diretta l’elettricità.

I trasformatori a stato solido sono pronti advert arrivare in un momento in cui i trasformatori esistenti stanno invecchiando e la domanda di nuovi è in aumento: un classico superciclo tecnologico. La maggior parte dei trasformatori oggi presenti sulla rete hanno diversi decenni, secondo al Laboratorio Nazionale delle Montagne Rocciose. Con l’aumento della domanda da parte di knowledge middle, caricabatterie per veicoli elettrici e altre parti della rete, la NLR prevede che la quantità di energia che fluisce attraverso i trasformatori raddoppierà entro il 2050.

Sebbene i knowledge middle siano il primo mercato a cui queste aziende stanno inseguendo, gli occhi puntati sono anche sulla rete elettrica, che solo negli Stati Uniti ospita ben 80 milioni di trasformatori.

“Alla effective tutti i trasformatori di distribuzione dovranno essere sostituiti. Oltre il 50% di essi ha 35 anni. C’è un grande bisogno di un aggiornamento”, ha detto Baglino.

Poiché sono realizzati con materiali a base di silicio, sono flessibili, controllabili e aggiornabili tramite software program. Sono inoltre immuni dalle fluttuazioni dei prezzi che scuotono il mercato del rame.

“I semiconduttori di potenza continuano a diventare più economici. Acciaio, rame e petrolio, sfortunatamente, non sono in questa situazione”, ha detto Baglino. “I prezzi delle materie prime possono variare ovunque e generalmente salgono”.

In un trasformatore vecchio stile, la potenza fluisce nel trasformatore attraverso fili di rame avvolti attorno a un lato di un nucleo di ferro a forma di O. Quando l’elettricità scorre, induce un campo magnetico nel nucleo. Dall’altro lato del nucleo, il campo magnetico induce elettricità in un altro insieme di avvolgimenti di rame. Se i fili si avvolgono attorno al nucleo più volte sul lato di ingresso che sul lato di uscita, la tensione diminuisce sul lato di uscita. Se il rapporto si inverte, la tensione di uscita aumenta.

I trasformatori a stato solido evitano gli avvolgimenti in rame a favore dei semiconduttori, utilizzando materiali come il carburo di silicio o il nitruro di gallio per gestire la conversione di frequenza. Possono essere disponibili in una vasta gamma di configurazioni, con la configurazione più completa composta da tre parti fondamentali: un raddrizzatore che converte la corrente alternata in corrente continua, un convertitore che modifica la tensione della corrente continua e un inverter che converte la corrente continua in corrente alternata.

A differenza dei trasformatori con nucleo in ferro, i trasformatori a stato solido possono gestire l’energia che scorre in entrambe le direzioni, rendendoli utili in luoghi che necessitano di alimentazione di backup, come i knowledge middle.

In un knowledge middle, un trasformatore a stato solido può sostituire numerous apparecchiature, non solo il trasformatore che riduce la tensione dalla rete. Ogni knowledge middle utilizza l’alimentazione di backup, che richiede una serie di dispositivi per portare energia nella struttura. I trasformatori a stato solido possono gestire tutti questi compiti in un’unica scatola.

La tecnologia consente inoltre ai knowledge middle di integrare più facilmente la cosiddetta energia dietro il contatore, in cui la capacità di generazione è collegata direttamente al knowledge middle, non alla rete. Questi in genere richiedono un altro set di trasformatori.

E se abbinati a batterie su scala di rete, i trasformatori a stato solido possono eliminare anche i gruppi di continuità (UPS), liberando spazio all’interno del knowledge middle per più rack.

“Se sommiamo il costo di tutto ciò che abbiamo eliminato, rappresentiamo dal 60% al 70% di quel costo”, ha detto a TechCrunch Haroon Inam, co-fondatore e CEO di DG Matrix.

DG Matrix si è concentrata sulla sua tecnologia Interport, che può instradare l’energia da più fonti a più carichi di tensioni numerous, una configurazione su cui l’azienda detiene numerosi brevetti.

Heron Energy, nel frattempo, sta lavorando per trasformare l’energia a media tensione nei knowledge middle, nei parchi solari e nelle installazioni di batterie su scala di rete. In un knowledge middle, i trasformatori Heron Hyperlink possono fornire ai rack 30 secondi di alimentazione mentre le fonti di backup sono on-line. Complessivamente, Heron Hyperlink occupa il 70% di spazio in meno rispetto alle parti esistenti. In un parco solare, i trasformatori Heron Energy possono svolgere le funzioni di un inverter e di un trasformatore allo stesso prezzo.

In un confronto diretto, i trasformatori a stato solido continuano a comportare un sovrapprezzo rispetto ai trasformatori con nucleo in ferro. Per questo motivo, è improbabile che sostituiscano le gigantesche scatole ronzanti nelle sottostazioni della rete nel prossimo futuro.

Ma nei knowledge middle e negli hub di ricarica dei veicoli elettrici, dove i trasformatori a stato solido prendono il posto di numerous apparecchiature, inizieranno a farsi strada.

Quando finalmente entreranno in rete in numero maggiore, avranno il potenziale per ridurre i costi di trasmissione e distribuzione, uno dei maggiori fattori che contribuiscono all’inflazione delle bollette.

Poiché i trasformatori di oggi sono passivi, incapaci di reagire alle fluttuazioni, le reti di distribuzione sono state costruite con una notevole quantità di capacità inutilizzata, ha affermato Baglino. I trasformatori a stato solido, tuttavia, possono rispondere al cambiamento delle condizioni, consentendo agli operatori di rete di inviare più energia attraverso le stesse linee.

“Si può effettivamente rendere l’infrastruttura più conveniente perché si passano più kilowattora attraverso gli stessi pali e cavi”, ha affermato. “È qui che l’intelligenza, al posto degli oggetti meccanici passivi progettati 100 anni fa, può fare una grande differenza”.