为什么投资者对固态变压器趋之若鹜
Source: TechCrunch
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电网老化与变压器挑战
众所周知，电网正日益老化，但有一个部分尤为突出。自托马斯·爱迪生制造出第一盏灯泡以来，变压器几乎没有发生太大变化。
如今，一系列初创公司正致力于现代化变压器，用现代电力电子技术取代传统变压器，承诺为电网运营商提供对电力流向和流向地点的更大控制。
“它变成了一个非常强大的设备，相当于你的互联网路由器，” Subhashish Bhattacharya，DG Matrix 的联合创始人兼 CTO，在 TechCrunch 上说。
最近的融资轮次
- DG Matrix 完成了 $60 million Series A 融资。
- Heron Power 完成了 $140 million Series B 融资。
- 2023 年 11 月，Amperesand 获得 $80 million 融资，以 追逐蓬勃发展的数据中心市场。
现有的变压器可靠且高效，但仅此而已。它们基本上是由铜和铁制成的相对粗糙的仪器，对电网的变化被动响应，每台设备只能完成单一任务。
“老式的钢、铜和油变压器没有任何监控，也没有任何控制，” Drew Baglino，Heron Power 的创始人兼 CEO，在 TechCrunch 上说。 在电力激增或发电厂离线的情况下，这可能成为隐患。
新型设备可以整合来自多种不同来源的电力——包括传统发电厂、可再生能源和电池——并将这些电能转换为交流（AC）或直流（DC）以及多种不同电压，从而能够取代多个设备。
TechCrunch 活动
| 地点 | 日期 |
|---|---|
| Boston, MA | 2026年6月9日 |
市场背景
对于数据中心来说，固态变压器提供了一种有吸引力的替代方案，使它们能够缩小电力系统的占地面积，同时对电能的流向和方式进行更精细的控制。
固态变压器正值现有变压器老化、对新变压器的需求激增之际——这是一个典型的技术超级周期。如今电网中的大多数变压器已有数十年历史，according to the National Laboratory of the Rockies。随着数据中心、电动汽车充电站以及电网其他部分的需求上升，NLR 预计到 2050 年，流经变压器的电力将翻倍。
虽然数据中心是这些公司首先追逐的市场，但它们同样将目光投向电网，仅在美国就有**as many as 80 million transformers**。
“所有配电变压器最终都需要更换。超过 50 % 的变压器已经使用了 35 年。迫切需要进行升级，”Baglino 说。
由于采用硅基材料，固态变压器具有灵活、可控且可通过软件更新的特性。它们也不受铜价波动的影响。
“功率半导体的成本持续下降。钢材、铜和油却不在这种情况之中，”Baglino 补充道。“大宗商品价格可能会大幅波动，而且通常是上升的。”
技术概述
传统变压器的工作原理
- 输入侧 – 电流流入绕在 O 形铁芯一侧的铜线圈。
- 磁感应 – 电流在铁芯中产生磁场。
- 输出侧 – 磁场在另一组铜线圈中感应出电流。
- 电压比 – 如果输入线圈的匝数多于输出线圈，输出电压下降；如果比例相反，电压上升。
固态变压器的区别
- 无铜线圈 – 使用半导体（碳化硅、氮化镓）进行频率转换。
- 三部分架构
- 整流器 – 将交流转换为直流。
- DC‑DC 转换器 – 调节直流电压。
- 逆变器 – 将直流再次转换为所需电压/频率的交流。
- 双向功率流 – 与铁芯变压器不同，它们可以双向传输功率，适用于备份电源场景。
数据中心的优势
- 整合 – 一个固态变压器即可取代多台设备（降压变压器、UPS、备用转换器等）。
- 表后集成 – 更容易将现场发电（如太阳能、燃料电池）直接接入数据中心。
- 电池耦合 – 与电网规模的电池配合使用时，可取消传统 UPS 系统，释放机架空间。
“如果把我们去掉的所有成本加起来，我们只剩下 60 % 到 70 % 的成本，” Haroon Inam，DG Matrix 的联合创始人兼 CEO，告诉 TechCrunch。
DG Matrix 专注于其 Interport 技术，该技术能够将来自多个来源的电力路由到不同电压的多个负载——这一方案已获多项专利。
与此同时，Heron Power 正在致力于在数据中心、太阳能农场及其他与电网相邻的应用中转换中压电力。
所有引用和数据均来源于链接的 TechCrunch 文章。
机会与局限
- 在数据中心，Heron Link 变压器可以在备份电源上线期间为机架提供 30 秒的电力。总体而言，Heron Link 占用的空间比现有部件少 70 %。
- 在光伏农场，Heron Power 的变压器可以以相同的价格同时承担逆变器和变压器的功能。
对比概览
- 成本: 固态变压器仍然比铁芯变压器价格更高。
- 采用时间表: 由于价格更高，它们不太可能在近期取代电网变电站中巨大的嗡嗡声箱。
固态变压器的应用趋势
- 数据中心 – 替换多台设备，释放空间并提升可靠性。
- 电动汽车充电枢纽 – 整合功能，降低占地面积并简化安装。
当它们大规模投入电网时，有望 降低输配电成本，这也是导致公用事业账单上涨的最大因素之一。
电网层面的优势
因为目前的变压器是 被动 的，无法对波动作出响应，Baglino 说，配电网络因此被建设了大量的备用容量。
然而，固态变压器可以 响应变化的条件，使得电网运营商能够在同样的线路上输送更多电力。
“实际上，你可以让基础设施更具成本效益，因为你在同样的电杆和电线中输送了更多的千瓦时，”他说。
“这就是智能化——取代了 100 年前设计的被动机械装置——可以产生巨大差异的地方。”