تجمع شركة Amperesand جولة أولية بقيمة 12.5 مليون دولار لإعادة تصنيع المحول المتواضع البالغ من العمر 140 عامًا

إن البنية التحتية للكهرباء في العالم مليئة بالمحولات، وهي أجزاء من المعدات التي تغير الجهد الكهربي مع مرور الكهرباء عبر الشبكة. إنهم موجودون في كل نقطة تقريبًا، بدءًا من محطات الطاقة وحتى شواحن الهواتف. بالنسبة للجزء الأكبر، لم تتغير منذ أن تم تطويرها لأول مرة في أواخر القرن التاسع عشر.

يعد طول العمر هذا بمثابة شهادة على التصميم الأصلي ولكن أيضًا على مدى ضآلة تغير الشبكة في السنوات الفاصلة.

ومع ذلك، مع توزيع مصادر الطاقة المتجددة والبطاريات والمركبات الكهربائية، يأتي التغيير إلى الشبكة العالمية بشكل أسرع من أي وقت مضى في القرن الماضي. ولم يعد من الضروري أن تتدفق الكهرباء في المقام الأول في اتجاه واحد، من حفنة من محطات الطاقة الضخمة إلى ملايين المستخدمين النهائيين. وبدلاً من ذلك، يمكن أن يكون كل واحد من هؤلاء المستخدمين النهائيين مزودًا للطاقة بنفسه، مما جعل الحياة صعبة بالنسبة للمحول المتواضع.

علاوة على ذلك، فإن الطلب على المحولات فاق العرض، مما أدى إلى تباطؤ نشر مشاريع الطاقة المتجددة وزيادة التكاليف.

أدخل محولات الحالة الصلبة، والتي تعد بأن تكون مثل الدائرة المتكاملة للأنبوب المفرغ. المحولات التقليدية هي أجهزة سلبية تعمل على رفع أو خفض الجهد الكهربائي بشكل غير مقصود. تعد إصدارات الحالة الصلبة بفعل الكثير.

لسنوات عديدة، لم تكن هذه المشاريع أكثر من مجرد مشاريع بحثية. ويأمل Amperesand في تغيير ذلك. جمعت الشركة الناشئة لإلكترونيات الطاقة مبلغًا أوليًا بقيمة 12.45 مليون دولار لمساعدة الفريق على تسويق تقنية محولات الحالة الصلبة المصنوعة من كربيد السيليكون والتي طورتها في مختبرات الأبحاث في جامعة نانيانغ التكنولوجية في سنغافورة. تمت قيادة الجولة بواسطة Xora Innovation، ذراع Temasek في المرحلة المبكرة، وMaterial Impact. شاركت TDK Ventures وFoothill Ventures.

الشرر يطير

المحولات اليوم مجربة وفعالة للغاية وغير مكلفة نسبيًا. لكنها أيضًا ضخمة ولا يمكنها المساعدة في تنظيم الجهد أو التردد. إذا ارتفع أو انخفض كثيرًا، فقد يؤدي ذلك إلى زعزعة استقرار الشبكة.

مع إضافة المزيد من الأشياء إلى الشبكة – من المصفوفات الشمسية إلى البطاريات المنزلية بالكامل وأجهزة الشحن السريعة للمركبات الكهربائية – هناك احتمال أكبر لحدوث خطأ ما. إن المحول الموجود في توربينات الرياح، والذي ينتج ترددات ترتفع وتنخفض مع سرعة الرياح، قد ينتج طاقة ثابتة بشكل مختلف قليلاً عن النموذج الآخر. يمكن أن ينطبق الشيء نفسه على وحدات التحكم في البطاريات ومحولات الطاقة الشمسية. قال أنشومان تريباثي، المؤسس المشارك ونائب رئيس قسم الهندسة، لـ TechCrunch: “لا يوجد تماثل، هناك الكثير من العشوائية”. “عندما يحدث هذا، يجب أن يكون لديك واجهة أمامية نشطة.” لن تستحوذ هذه الواجهة الأمامية النشطة على القوة كما هي فحسب، بل ستساعد أيضًا في تسهيل العشوائية.

يمكن لمحولات الحالة الصلبة أن تقوم بهذا الدور. ولكن سوف يستغرق الأمر عدة سنوات قبل أن تقرر المرافق التي تتجنب المخاطرة استخدامها، لذلك بدأت شركة Amperesand ببيعها لشركات شحن السيارات الكهربائية لتشغيل موانئها.

وقال فيل إيناجاكي، المدير الإداري لشركة Xora والرئيس التنفيذي المؤقت لشركة Amperesand: “يعد شحن السيارات الكهربائية حالة استخدام رائعة”. “إن حجم ما يفكر الناس في نشره في العالم من خلال شحن المركبات الكهربائية يخلق أكبر سوق للمحولات.”

علاوة على ذلك، فإن محولات الحالة الصلبة أصغر من سابقاتها ولها متطلبات تبريد أقل، مما يعني أن التركيبات يمكن أن تتطلب مساحة أقل بنسبة تصل إلى 75٪، كما قال إيناغاكي. وقال: “إذا كنت تريد محطة شحن سريعة في المدينة، فقد لا يكون لديك مساحة كبيرة”. وحتى خارج المدن، تعتبر المساحة أحد الاعتبارات. “لقد فوجئت بالناس في مجال الشحن السريع، حيث طرحوا الأمر أكثر مما كنت أعتقد.”

وقالت شركة Amperesand إنها تستطيع توسيع نطاق محولاتها لتناسب احتياجات المواقع المختلفة. على عكس المحولات التقليدية، والتي هي عبارة عن قطع متجانسة من المعدات، يمكن بناء محولات الحالة الصلبة باستخدام الوحدات النمطية. هل تحتاج إلى المزيد من القوة؟ ما عليك سوى إضافة المزيد من الوحدات.

تحويل كيفية صنع المحولات

بالنسبة لشركة تتطلع إلى بيع معدات باهظة الثمن مرتبطة بالشبكة، فإن مبلغ 12.5 مليون دولار لن يذهب بعيداً. ولحسن الحظ، لا تتوقع الشركة الناشئة أنها ستحتاج إلى بناء الكثير من البنية التحتية للتصنيع بصرف النظر عن بعض عمليات التجميع النهائية بالقرب من المكان الذي سيتم استخدام المحولات فيه. يمكن لعدد من الشركات المصنعة لأشباه الموصلات تصنيع أجهزة كربيد السيليكون، كما أن هناك المزيد من الموردين الذين يمكنهم توفير لوحات الدوائر المطبوعة. تخطط Amperesand لتسليم الوحدات الأولى إلى الولايات المتحدة وسنغافورة في عام 2025 مع التسويق الكامل في العام التالي.

“تعتمد المحولات القديمة على النوى الحديدية ومبردات الزيت. قال إيناغاكي: “من الصعب جدًا توسيع نطاق هذه الأشياء في التصنيع”. “لا شيء يتقدم في الأداء والتكلفة مثل تكنولوجيا أشباه الموصلات.”

ولأن محولات الحالة الصلبة هي في الأساس أشباه موصلات، فهي محملة بأجهزة استشعار يمكن أن توفر لمشغلي الشبكة بيانات دقيقة ستسمح لهم برؤى أعمق حول كيفية أداء الشبكة.

بمجرد أن تثبت الشركة التكنولوجيا وتثير اهتمام العملاء، يعتقد إيناجاكي أن Amperesand يمكنها زيادة الإيرادات بسرعة. وقال إيناغاكي: “هذا ليس مثل الوحدات ذات الأسعار المنخفضة المطلوبة”. “نعتقد أن هذا نوع من الشركات التي يمكن أن تفعل ذلك بسرعة [reach] أول 100 مليون دولار من الإيرادات. لديها الكثير من المساحة للوصول إلى معدل تشغيل إيرادات بقيمة مليار دولار دون التأثير على إجمالي السوق من حيث البنية التحتية الجاري نشرها.

إذا تمكنت الشركة من اختراق السوق، فيمكنها وضع الشبكة على الطريق المؤدي إلى “إنترنت الطاقة” الذي كان الخبراء يتوقون إليه منذ سنوات. لن تعتمد مثل هذه الشبكة على الإشارات الأولية الواردة من بضع نقاط فحسب، بل ستكون بدلاً من ذلك غارقة في البيانات. يمكن أن تتفاعل بسرعة مع الزيادات في الطلب، كما هو الحال عندما يتم توصيل نصف الطاقة الكهربائية للشحن، أو استيعاب الزيادات المفاجئة في الطاقة من أحياء الطاقة الشمسية أو استدعاء البطاريات الموزعة لتحقيق استقرار الشبكة عندما تمر السحب فوق تلك الأحياء.

سوف تمر سنوات قبل وصول إنترنت الطاقة، لكن محولات الحالة الصلبة يمكن أن تصبح حجر الزاوية في كل ذلك.