【编者按】在科技浪潮席卷全球的今天，我们或许习惯了智能手机年年更新、AI算法日新月异，但你可曾想过，支撑现代文明的电力系统，其核心设备竟仍停留在百年前的设计？变压器，这个默默无闻的“电网心脏”，自爱迪生时代以来几乎未曾改变。如今，一场静默的革命正在发生：一批初创公司正用固态变压器技术，悄然重塑电力网络的未来。它们更智能、更灵活，能精准控制电力流向，甚至可能降低我们的电费。这不仅是设备的升级，更是对整个能源体系的一次“智慧觉醒”。当数据中心、电动汽车充电站率先拥抱这项变革，我们离一个更高效、更可靠的电网，或许已不再遥远。

　　电网正在老化，这早已不是秘密，但其中有一个部分尤为突出。自从托马斯·爱迪生制造出第一个电灯泡以来，变压器就没什么太大变化。

　　如今，一连串初创公司正致力于实现变压器的现代化，用现代电力电子设备取而代之。这项技术有望让电网运营商能更好地控制电力的流向和输送方式。

　　“它变成了一个非常强大的设备，相当于你的互联网路由器。” DG Matrix的联合创始人兼首席技术官Subhashish Bhattacharya告诉TechCrunch。

　　最近，有三家初创公司筹集了巨额资金，以扩大其固态变压器技术的生产规模。本周，DG Matrix完成了6000万美元的A轮融资，Heron Power则完成了1.4亿美元的B轮融资。去年11月，Amperesand筹集了8000万美元，以进军蓬勃发展的数据中心市场。

　　现有的变压器可靠且高效，但也就仅此而已了。它们是相对粗糙的设备，主要由铜和铁制成。它们被动地对电网变化做出反应，并且每台设备只能处理一项任务。

　　“老式的钢、铜和油浸式变压器没有任何监测，也没有任何控制，” Heron Power的创始人兼首席执行官Drew Baglino告诉TechCrunch。在电力激增或发电厂意外跳闸的情况下，这可能是一个隐患。

　　这些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——并将这些电力以多种不同的电压转换为交流电（AC）或直流电（DC），从而可以取代多种设备。

　　对于数据中心来说，固态变压器提供了一个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，同时能更精细地控制电力的输送方向和方式。

　　固态变压器蓄势待发，正逢现有变压器老化、新变压器需求激增之际——这是一个典型的技术超级周期。根据落基山国家实验室（NLR；前身为国家可再生能源实验室）的数据，当今电网上的大多数变压器都已使用了几十年。随着数据中心、电动汽车充电器以及电网其他部分的需求增长，NLR预计到2050年，流经变压器的电力将增加一倍。

　　虽然数据中心是这些公司首先瞄准的市场，但它们也着眼于整个电网，仅在美国，电网中就拥有多达8000万台变压器。

　　“所有的配电变压器最终都需要更换。其中超过50%的使用年限已超过35年。升级的需求非常巨大，” Baglino说。

　　由于它们由硅基材料制成，因此具有灵活性、可控性，并且可以通过软件更新。它们也不受冲击铜市场的价格波动影响。

　　“电力半导体器件一直在变得越来越便宜。不幸的是，钢、铜和油的情况并非如此，” Baglino说。“大宗商品价格可能到处波动，而且通常是上涨。”

　　在老式变压器中，电力通过缠绕在O形铁芯一侧的铜线流入变压器。当电流流过时，它会在铁芯中感应出磁场。在铁芯的另一侧，磁场在另一组铜绕组中感应出电流。如果输入侧的导线缠绕铁芯的圈数多于输出侧，则输出侧的电压会降低。如果比例反过来，输出电压就会增加。

　　固态变压器摒弃了铜绕组，转而采用半导体，使用碳化硅或氮化镓等材料来处理频率转换。它们可以有多种配置，最全面的设置包括三个基本部分：将交流电转换为直流电的整流器、改变直流电压的转换器以及将直流电变回交流电的逆变器。

　　与铁芯变压器不同，固态变压器可以处理双向流动的电力，这使得它们在需要备用电源的地方（如数据中心）非常有用。

　　在数据中心，一台固态变压器可以取代多个不同的设备，而不仅仅是降低电网电压的变压器。每个数据中心都使用备用电源，这需要一系列设备将电力引入设施。固态变压器可以在一个箱体内完成所有这些任务。

　　这项技术还使数据中心能够更容易地集成所谓的“表后发电”，即发电容量直接连接到数据中心，而不是电网。这些通常需要另一组变压器。

　　当与电网级电池结合使用时，固态变压器还可以消除不间断电源（UPS），从而为数据中心腾出更多空间来放置机架。

　　“如果你把我们替换掉的所有设备的成本加起来，我们的成本是它们的60%到70%，” DG Matrix的联合创始人兼首席执行官Haroon Inam告诉TechCrunch。

　　DG Matrix一直专注于其Interport技术，该技术可以将电力从多个来源输送到多个不同电压的负载，该公司在这一配置上拥有多项专利。

　　与此同时，Heron Power正在致力于改造数据中心、太阳能发电场和电网级电池装置中的中压电力。在数据中心，其Heron link变压器可以在备用电源上线期间为机架提供30秒的电力。总体而言，Heron link比现有设备节省70%的空间。在太阳能发电场，Heron Power的变压器可以以相同的价格执行逆变器和变压器的双重职责。

　　在直接比较中，固态变压器的成本仍然高于铁芯变压器。因此，在不久的将来，它们不太可能取代电网变电站中那些嗡嗡作响的巨型箱体。

　　但在数据中心和电动汽车充电中心，固态变压器将取代多个设备，并开始取得进展。

　　当它们最终大量进入电网时，它们有可能降低输电和配电成本，这是电费上涨的最大推手之一。

　　Baglino说，因为今天的变压器是被动的，无法应对波动，所以配电网络的建设预留了大量备用容量。然而，固态变压器可以对变化的条件做出反应，使电网运营商能够通过相同的线路输送更多电力。

　　“你实际上可以让基础设施变得更经济，因为你可以通过相同的电杆和电线输送更多千瓦时的电力，”他说。“这就是智能化的用武之地，它可以取代100年前设计的被动机械物体，从而带来巨大的改变。”