زیرساخت‌های برق جهان غرق در ترانسفورماتورها هستند، قطعاتی از تجهیزات که ولتاژ را با عبور برق از شبکه تغییر می‌دهند. آنها تقریباً در هر نقطه ای از نیروگاه گرفته تا شارژر تلفن حضور دارند. در بیشتر موارد، آنها از زمانی که برای اولین بار در اواخر دهه 1800 توسعه یافتند، بدون تغییر بوده اند.

این طول عمر گواهی بر طراحی اصلی است، اما همچنین نشان می دهد که شبکه چقدر تغییر کرده است.

با این حال، با توزیع انرژی‌های تجدیدپذیر، باتری‌ها و وسایل نقلیه الکتریکی، تغییرات سریع‌تر از هر زمان دیگری در قرن گذشته به شبکه جهانی می‌رسند. دیگر لازم نیست الکتریسیته اساساً در یک جهت جریان یابد، از تعداد انگشت شماری نیروگاه عظیم تا میلیون ها کاربر نهایی. در عوض، هر یک از این کاربران نهایی می‌توانند خود تامین‌کننده برق باشند و این زندگی را برای ترانسفورماتور فروتن چالش‌برانگیز کرده است.

علاوه بر این، تقاضا برای ترانسفورماتورها از عرضه پیشی گرفته است و سرعت استقرار پروژه های انرژی تجدیدپذیر را کاهش داده و هزینه ها را افزایش می دهد.

ترانسفورماتورهای حالت جامد را وارد کنید، که قول می‌دهند همان چیزی باشند که مدار یکپارچه برای لوله خلاء بود. ترانسفورماتورهای سنتی دستگاه‌های غیرفعال هستند که بدون توجه به ولتاژ برق را بالا یا پایین می‌کنند. نسخه های حالت جامد قول می دهند کارهای بیشتری انجام دهند.

برای سال ها، آنها چیزی بیش از پروژه های تحقیقاتی بوده اند. آمپرسند امیدوار است که آن را تغییر دهد. استارت‌آپ الکترونیک قدرت مبلغی معادل 12.45 میلیون دلار جمع‌آوری کرده است تا به تیم کمک کند فناوری ترانسفورماتور حالت جامد سیلیکون کاربید را که در آزمایشگاه‌های تحقیقاتی دانشگاه فناوری نانیانگ در سنگاپور توسعه داده است، تجاری کند. این دور توسط Xora Innovation، بازوی Temasek در مراحل اولیه، و Material Impact رهبری شد. TDK Ventures و Foothill Ventures شرکت کردند.

جرقه ها پرواز می کنند

ترانسفورماتورهای امروزی ثابت شده، بسیار کارآمد و نسبتا ارزان هستند. اما آنها همچنین عظیم هستند و نمی توانند به تنظیم ولتاژ یا فرکانس کمک کنند. اگر یکی از این دو موج بیش از حد افزایش یابد، می تواند شبکه را بی ثبات کند.

همانطور که موارد بیشتری به شبکه اضافه می‌شود - از آرایه‌های خورشیدی گرفته تا باتری‌های کل خانه و شارژرهای سریع برقی برقی - احتمال اشتباه بیشتر وجود دارد. یک مبدل در یک توربین بادی، که فرکانس‌هایی را تولید می‌کند که با سرعت باد بالا و پایین می‌روند، ممکن است قدرت ثابت کمی متفاوت از مدل دیگر تولید کند. همین امر می تواند برای کنترل کننده های باتری و اینورترهای خورشیدی نیز صادق باشد. Anshuman Tripathi، یکی از بنیانگذاران و معاون مهندسی، به TechCrunch گفت: "هیچ یکنواختی وجود ندارد، تصادفی بودن زیادی وجود دارد." وقتی این اتفاق می‌افتد، شما باید یک بخش جلویی فعال داشته باشید.» آن جلوی فعال نه تنها همانطور که داده شده است قدرت را می گیرد، بلکه به صاف کردن تصادفی بودن نیز کمک می کند.

ترانسفورماتورهای حالت جامد می توانند این نقش را ایفا کنند. اما چندین سال طول می‌کشد تا شرکت‌های خدماتی ریسک‌گریز تصمیم به استفاده از آن‌ها بگیرند، پس Amperesand شروع به فروش به شرکت‌های شارژ EV برای تامین انرژی پورت‌های خود می‌کند.

را پر می کند." width="680" height="510" srcset="https://techcrunch.com/wp-content/uploads/2024/02/EPGC-Aerial-Shot.jpg 1663w, https://techcrunch.com/wp-content/uploads/2024/02/EPGC-Aerial-Shot.jpg?resize=150,112 150w, https://techcrunch.com/wp-content/uploads/2024/02/EPGC-Aerial-Shot.jpg?resize=300,225 300w, https://techcrunch.com/wp-content/uploads/2024/02/EPGC-Aerial-Shot.jpg?resize=768,576 768w, https://techcrunch.com/wp-content/uploads/2024/02/EPGC-Aerial-Shot.jpg?resize=680,510 680w, https://techcrunch.com/wp-content/uploads/2024/02/EPGC-Aerial-Shot.jpg?resize=1536,1152 1536w, https://techcrunch.com/wp-content/uploads/2024/02/EPGC-Aerial-Shot.jpg?resize=1200,900 1200w, https://techcrunch.com/wp-content/uploads/2024/02/EPGC-Aerial-Shot.jpg?resize=50,37 50w" sizes="(max-width: 680px) 100vw, 680px">

نمایی از تاسیسات Amperesand. اعتبار تصویر: Amperesand

فیل ایناگاکی، مدیر عامل Xora و مدیر عامل موقت Amperesand گفت: «شارژ برقی یک مورد استفاده عالی است. "مقیاس چیزی که مردم در فکر استقرار در جهان با شارژ EV هستند، بزرگترین بازار را برای ترانسفورماتورها ایجاد می کند."

علاوه بر این، ترانسفورماتورهای حالت جامد کوچکتر از نمونه های قبلی خود هستند و نیازهای خنک کننده کمتری دارند، به این معنی که نصب تا 75 درصد فضای کمتری نیاز دارد. او گفت: "اگر می خواهید یک ایستگاه شارژ سریع در یک شهر داشته باشید، ممکن است فضای زیادی نداشته باشید." حتی در خارج از شهرها، فضا مورد توجه است. "افراد در فضای شارژ سریع، من شگفت زده شده ام، آنها آن را بیشتر از آنچه فکر می کردم مطرح می کنند."

Amperesand بيان کرد که می تواند ترانسفورماتورهای خود را متناسب با نیازهای مکان های مختلف مقیاس کند. بر خلاف ترانسفورماتورهای سنتی، که قطعات یکپارچه از تجهیزات هستند، ترانسفورماتورهای حالت جامد را می توان با استفاده از ماژول ها ساخت. به قدرت بیشتری نیاز دارید؟ به سادگی ماژول های بیشتری اضافه کنید.

تبدیل نحوه ساخت ترانسفورماتورها

برای شرکتی که به دنبال فروش تجهیزات گرانقیمت متصل به شبکه است، 12.5 میلیون دلار دور از دسترس نخواهد بود. خوشبختانه، استارت‌آپ پیش‌بینی نمی‌کند که به غیر از مونتاژ نهایی در نزدیکی محل استفاده از ترانسفورماتورها، نیازی به ایجاد زیرساخت‌های تولیدی زیادی داشته باشد. تعدادی از تولیدکنندگان نیمه هادی می توانند دستگاه های کاربید سیلیکون را بسازند و حتی تامین کنندگان بیشتری وجود دارند که می توانند بردهای مدار چاپی را تهیه کنند. آمپرسند قصد دارد اولین واحدها را در سال 2025 با تجاری سازی کامل در سال بعد به ایالات متحده و سنگاپور تحویل دهد.

ترانسفورماتورهای قدیمی بر پایه هسته های آهنی و خنک کننده های روغن ساخته شده اند. ایناگاکی گفت: مقیاس کردن این چیزها در تولید بسیار سخت است. "هیچ چیز مانند فناوری نیمه هادی در عملکرد و هزینه پیشرفت نمی کند."

و از آنجا که ترانسفورماتورهای حالت جامد اساساً نیمه هادی هستند، آنها مملو از حسگرهایی هستند که می توانند داده های دانه بندی دقیق تری را به اپراتورهای شبکه ارائه دهند که به آنها بینش عمیق تری در مورد نحوه عملکرد شبکه می دهد.

به محض اینکه شرکت فناوری را اثبات کرد و مشتریان را علاقه مند کرد، Inagaki فکر می کند که Amperesand می تواند به سرعت درآمد را افزایش دهد. ایناگاکی گفت: «این مانند واحدهای با قیمت پایین نیست. ما فکر می‌کنیم این یک نوع شرکت است که می‌تواند به سرعت به اولین درآمد ۱۰۰ میلیون دلاری برسد. فضای زیادی برای رسیدن به نرخ درآمد 1 میلیارد دلاری دارد بدون اینکه حتی کل بازار را از نظر زیرساخت های مستقر شده تحت تأثیر قرار دهد.

اگر این شرکت بتواند بازار را شکست دهد، می‌تواند شبکه را در مسیر «اینترنت قدرت» قرار دهد که کارشناسان سال‌ها در پی آن هستند. چنین شبکه ای نه تنها به سیگنال های خام از چند نقطه بستگی دارد، بلکه در عوض در داده ها غرق می شود. این می تواند به سرعت به افزایش تقاضا واکنش نشان دهد، مانند زمانی که نیمه برقی به برق متصل می شود تا شارژ شود، یا جهش های برق از محله های انرژی خورشیدی را در خود جای دهد یا از باتری های توزیع شده برای تثبیت شبکه در هنگام عبور ابرها از روی آن محله ها استفاده کند.

سال‌ها می‌گذرد تا اینترنت قدرت وارد شود، اما ترانسفورماتورهای حالت جامد می‌توانند سنگ بنای همه چیز باشند.

خبرکاو