ليس سراً أن الشبكة الكهربائية تعاني من الشيخوخة، لكن جزءًا واحدًا يبرز عن البقية. المحولات لم تتغير كثيرًا منذ أن صنع توماس إديسون أول لمبة ضوء له.
الآن، تعمل مجموعة من الشركات الناشئة على تحديث المحول، واستبداله بإلكترونيات طاقة حديثة تعد بمنح مشغلي الشبكة مزيدًا من السيطرة على كيفية وأين تتدفق الكهرباء.
“إنها تصبح جهازًا قويًا جدًا، يعادل جهاز التوجيه (الراوتر) الخاص بالإنترنت لديك”، قال سوبهاشيس بهاتاشاريا، الشريك المؤسس ورئيس قسم التكنولوجيا في DG Matrix، لموقع TechCrunch.
جمعت ثلاث شركات ناشئة مؤخرًا جولات تمويل كبيرة لتوسيع إنتاج تقنيات المحولات ذات الحالة الصلبة. هذا الأسبوع، جمعت DG Matrix جولة تمويل من السلسلة A بقيمة 60 مليون دولار، وجمعت Heron Power 140 مليون دولار في جولة السلسلة B. في نوفمبر، جمعت Amperesand 80 مليون دولار لاستهداف سوق مراكز البيانات المتنامي.
تصميم المحولات الحالية موثوق وفعال، لكن هذا كل ما هناك. إنها أدوات بدائية نسبيًا، مصنوعة في الغالب من النحاس والحديد. فهي تتفاعل بشكل سلبي مع التغيرات في الشبكة، وقادرة على معالجة مهمة واحدة فقط لكل جهاز.
“المحول القديم المصنوع من الصلب والنحاس والزيت لا يحتوي على أي مراقبة، ولا يحتوي على أي تحكم”، قال درو باغلينو، المؤسس والرئيس التنفيذي لشركة Heron Power، لموقع TechCrunch. في الحالات التي تحدث فيها طفرات كهربائية أو تفقد محطة طاقة قوتها، قد يكون هذا نقطة ضعف.
يمكن للأجهزة دمج الطاقة من مجموعة متنوعة من المصادر – بما في ذلك محطات الطاقة التقليدية، والطاقات المتجددة، والبطاريات – وتحويل تلك الكهرباء إلى تيار متردد (AC) أو تيار مستمر (DC) بعدد من الفولتات المختلفة، مما يسمح لها باستبدال عدة أجهزة.
حدث Techcrunch
بوسطن، ماساتشوستس
|
9 يونيو 2026
بالنسبة لمراكز البيانات، تقدم المحولات ذات الحالة الصلبة بديلاً جذابًا، مما يسمح لهم بتقليل بصمة أنظمة الطاقة الخاصة بهم مع منحهم تحكمًا أدق في كيفية وأين يتم توجيه الكهرباء.
المحولات ذات الحالة الصلبة على وشك الوصول في وقت تعاني فيه المحولات الحالية من الشيخوخة ويزداد الطلب على الجديدة – وهي دورة تقنية كلاسيكية. معظم المحولات الموجودة في الشبكة اليوم عمرها عدة عقود، وفقًا لمختبر الروكي. مع زيادة الطلب من مراكز البيانات، وشواحن السيارات الكهربائية، وأجزاء أخرى من الشبكة، يتوقع NLR أن يتضاعف مقدار الطاقة التي تمر عبر المحولات بحلول عام 2050.
بينما تعد مراكز البيانات هي السوق الأولى التي تستهدفها تلك الشركات، إلا أنها أيضًا تتطلع إلى الشبكة الكهربائية، التي تحتوي في الولايات المتحدة وحدها على ما يصل إلى 80 مليون محول.
“سيتعين في النهاية استبدال جميع المحولات التوزيعية. أكثر من 50% منها عمرها 35 عامًا. هناك حاجة كبيرة للتحديث”، قال باغلينو.
نظرًا لأنها مصنوعة من مواد قائمة على السليكون، فهي مرنة وقابلة للتحكم وقابلة للتحديث بواسطة البرمجيات. وهي أيضًا محصنة ضد تقلبات الأسعار التي تؤثر على سوق النحاس.
“تستمر أشباه الموصلات الكهربائية في الانخفاض في السعر. بينما، للأسف، ليس وضع الصلب والنحاس والزيت كذلك”، قال باغلينو. “يمكن أن تتقلب أسعار السلع كثيرًا، وعادة ما ترتفع.”
في المحول القديم، تتدفق الطاقة إلى المحول عبر أسلاك نحاسية ملفوفة حول جانب واحد من نواة حديدية على شكل O. مع تدفق الكهرباء، تُحدث مجالًا مغناطيسيًا في النواة. من جهة أخرى من النواة، يُولد المجال المغناطيسي كهرباء في مجموعة أخرى من الملفوفات النحاسية. إذا كانت الأسلاك تلتف حول النواة مرات أكثر على جانب المدخل من جانب الإخراج، تنخفض الفولتية على جانب الإخراج. إذا انقلبت النسبة، تزداد الفولتية على الإخراج.
تتجنب المحولات ذات الحالة الصلبة لفات النحاس لصالح أشباه الموصلات، باستخدام مواد مثل كربيد السليكون أو نيتريد الغاليوم للتعامل مع تحويل التردد. يمكن أن تأتي بعدة تكوينات، مع الإعداد الأكثر شمولاً يتكون من ثلاثة أجزاء أساسية: مقوم يقوم بتحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر، ومحول يغير فولتية التيار المستمر، ومحول عكسي يقوم بتحويل التيار المستمر مرة أخرى إلى تيار متردد.
على عكس المحولات ذات النواة الحديدية، يمكن للمحولات ذات الحالة الصلبة التعامل مع الطاقة التي تتدفق في كلا الاتجاهين، مما يجعلها مفيدة في الأماكن التي تحتاج إلى طاقة احتياطية، مثل مراكز البيانات.
في مركز البيانات، يمكن للمحول ذو الحالة الصلبة أن يستبدل عدة قطع من المعدات، وليس فقط المحول الذي يخفض الفولتية من الشبكة. تستخدم كل مركز بيانات طاقة احتياطية، مما يستلزم مجموعة من الأجهزة لإدخال الطاقة إلى المنشأة. يمكن للمحولات ذات الحالة الصلبة التعامل مع جميع تلك المهام في صندوق واحد.
تسمح التكنولوجيا أيضًا لمراكز البيانات بتكامل أسهل لما يسمى بالطاقة وراء العداد، حيث يتم توصيل قدرة توليد الطاقة مباشرة إلى مركز البيانات، وليس إلى الشبكة. عادةً ما تتطلب تلك مجموعة أخرى من المحولات.
عند اقترانها ببطاريات بحجم الشبكة، يمكن أن تقضي المحولات ذات الحالة الصلبة أيضًا على وحدات الطاقة غير المنقطعة (UPS)، مما يحرر مساحة داخل مركز البيانات لمزيد من الرفوف.
“إذا جمعت تكلفة كل ما أزلناه، فنحن في نطاق 60% إلى 70% من تلك التكلفة”، قال هارون إينام، الشريك المؤسس والرئيس التنفيذي لشركة DG Matrix، لموقع TechCrunch.
ركزت DG Matrix على تكنولوجيا Interport الخاصة بها، التي يمكن أن توجّه الطاقة من مصادر متعددة إلى أحمال متعددة بفولتات مختلفة، وهي تكوين تمتلك الشركة براءات اختراع متعددة عليه.
بينما، تعمل Heron Power على تحويل الطاقة المتوسطة الجهد في مراكز البيانات، ومزارع الطاقة الشمسية، وتركيبات بطاريات بحجم الشبكة. في مركز البيانات، يمكن لوحدات Heron Link توفير الطاقة للرفوف لمدة 30 ثانية أثناء تشغيل مصادر الطاقة الاحتياطية. بشكل عام، تشغل Heron Link 70% أقل من المساحة مقارنة بالأجزاء الحالية. في مزرعة شمسية، يمكن لمحول Heron Power القيام بمهام المحول والمحول بتكلفة واحدة.
في مقارنة مباشرة، لا تزال المحولات ذات الحالة الصلبة تتطلب تكلفة إضافية مقارنة بالمحولات ذات النواة الحديدية. لهذا السبب، من غير المحتمل أن تحل محل الصناديق الكبيرة المزعجة الموجودة في محطات الشبكة في المستقبل القريب.
لكن في مراكز البيانات ومراكز شحن السيارات الكهربائية، حيث تأخذ المحولات ذات الحالة الصلبة مكان عدة قطع من المعدات، ستبدأ في تحقيق تقدم.
عندما تصل أخيرًا إلى الشبكة بأعداد أكبر، لديها القدرة على تقليل تكاليف النقل والتوزيع، وهي من أكبر المساهمات في ارتفاع فواتير الخدمات.
نظرًا لأن محولات اليوم سلبية، وغير قادرة على التفاعل مع التقلبات، تم بناء الشبكات التوزيعية بقدرة احتياطية كبيرة، قال باغلينو. ومع ذلك، يمكن أن تستجيب المحولات ذات الحالة الصلبة، مما يسمح لمشغلي الشبكة بإرسال المزيد من الطاقة عبر نفس الخطوط.
“يمكنك جعل البنية التحتية أكثر affordability لأنك تُدخل المزيد من الكيلوات الساعات عبر نفس الأعمدة والأسلاك”، قال. “وهذا هو المكان الذي يمكن أن تُحدث الذكاء، بدلاً من الأشياء الميكانيكية السلبية التي تم تصميمها قبل 100 عام، فرقًا كبيرًا.”
اترك تعليقاً إلغاء الرد