Tres empresas emergentes han anunciado recientemente rondas de financiación significativas para impulsar la producción de transformadores de estado sólido, una tecnología que promete revolucionar la red eléctrica. DG Matrix recaudó 60 millones de dólares en una Serie A, Heron Power obtuvo 140 millones de dólares en una Serie B, y Amperesand consiguió 80 millones de dólares en noviembre, según informaron las compañías. Estos transformadores de estado sólido utilizan semiconductores modernos en lugar de cobre y hierro, ofreciendo a los operadores de red un control sin precedentes sobre el flujo de electricidad.
Las tres compañías están enfocadas inicialmente en el mercado de centros de datos, donde la demanda de energía confiable y flexible continúa creciendo exponencialmente. Sin embargo, sus planes a largo plazo apuntan al reemplazo de millones de transformadores tradicionales en la red eléctrica estadounidense.
Transformadores de Estado Sólido: Una Nueva Era para la Infraestructura Eléctrica
Los transformadores convencionales, fabricados principalmente con cobre, hierro y aceite, han permanecido prácticamente sin cambios desde la era de Thomas Edison. Según Drew Baglino, fundador y CEO de Heron Power, estos dispositivos tradicionales “no tienen ningún monitoreo ni control”. Esta limitación representa un problema significativo cuando ocurren fluctuaciones eléctricas o cuando una planta de energía se desconecta inesperadamente.
En contraste, los transformadores de estado sólido funcionan como “un dispositivo muy poderoso, equivalente a su enrutador de internet”, explicó Subhashish Bhattacharya, cofundador y CTO de DG Matrix. Estos dispositivos pueden incorporar energía de múltiples fuentes, incluyendo plantas tradicionales, energías renovables y baterías, transformándola en corriente alterna o directa a diversos voltajes.
Ventajas Tecnológicas y Económicas
La electrónica de potencia basada en semiconductores ofrece múltiples ventajas sobre los transformadores tradicionales. Estos dispositivos son flexibles, controlables y actualizables mediante software, características imposibles con los transformadores convencionales. Además, están inmunes a las fluctuaciones de precios que afectan al mercado del cobre.
Los transformadores de estado sólido utilizan materiales como carburo de silicio o nitruro de galio para manejar la conversión de frecuencia. La configuración más completa incluye tres componentes básicos: un rectificador que convierte corriente alterna en corriente continua, un convertidor que cambia el voltaje de la corriente continua, y un inversor que transforma la corriente continua nuevamente en corriente alterna.
Aplicaciones en Centros de Datos
Para los centros de datos, estos transformadores representan una solución especialmente atractiva. Pueden reemplazar varios equipos diferentes, no solo el transformador que reduce el voltaje de la red. Según Haroon Inam, cofundador y CEO de DG Matrix, “si sumas el costo de todo lo que hemos eliminado, somos el 60% al 70% de ese costo”.
Los dispositivos de Heron Power pueden proporcionar 30 segundos de energía a los racks mientras las fuentes de respaldo se activan, ocupando 70% menos espacio que las piezas existentes. Adicionalmente, cuando se combinan con baterías a escala de red, pueden eliminar la necesidad de sistemas de alimentación ininterrumpida (UPS), liberando espacio dentro del centro de datos para más equipos.
El Momento Perfecto para la Modernización
Los transformadores de estado sólido llegan en un momento crítico para la infraestructura eléctrica. La mayoría de los transformadores en la red actual tienen varias décadas de antigüedad, según el Laboratorio Nacional de las Rocosas. Más del 50% de los transformadores de distribución tienen 35 años o más, indicó Baglino.
Mientras tanto, la demanda de nuevos transformadores está aumentando rápidamente debido al crecimiento de centros de datos, cargadores de vehículos eléctricos y otras necesidades de la red. El Laboratorio Nacional de las Rocosas proyecta que la cantidad de energía que fluye a través de los transformadores se duplicará para 2050.
Desafíos y Perspectivas Futuras
En una comparación directa, los transformadores de estado sólido todavía tienen un precio superior a los transformadores de núcleo de hierro. Por esta razón, es poco probable que reemplacen las grandes cajas zumbantes en las subestaciones de la red en un futuro muy cercano. Sin embargo, en centros de datos y estaciones de carga de vehículos eléctricos, donde pueden reemplazar varios equipos, comenzarán a ganar terreno.
DG Matrix ha estado enfocándose en su tecnología Interport, que puede dirigir energía desde múltiples fuentes a múltiples cargas de diferentes voltajes. Heron Power, por su parte, está trabajando en la transformación de energía de voltaje medio en centros de datos, granjas solares e instalaciones de baterías a escala de red.
Cuando estos dispositivos finalmente se implementen en la red eléctrica en mayor número, tienen el potencial de reducir los costos de transmisión y distribución, uno de los principales contribuyentes al aumento de las tarifas eléctricas. Debido a que los transformadores actuales son pasivos e incapaces de reaccionar a las fluctuaciones, las redes de distribución se han construido con una cantidad significativa de capacidad de reserva, explicó Baglino. Los transformadores de estado sólido pueden responder a condiciones cambiantes, permitiendo a los operadores de red enviar más energía a través de las mismas líneas, haciendo la infraestructura más asequible al transmitir más kilovatios-hora a través de los mismos postes y cables.