ليس سرا أن الشبكة الكهربائية قديمة، ولكن جزء منها يبرز عن البقية. لم تتغير المحولات كثيرًا منذ أن صنع توماس إديسون أول مصباح كهربائي له.
الآن، تعمل سلسلة من الشركات الناشئة على تحديث المحول، واستبداله بإلكترونيات الطاقة الحديثة التي تعد بمنح مشغلي الشبكة مزيدًا من التحكم في كيفية ومكان تدفق الكهرباء.
قال سوبهاشيش بهاتاشاريا، المؤسس المشارك والرئيس التنفيذي للتكنولوجيا في DG Matrix، لـ TechCrunch: “لقد أصبح جهازًا قويًا للغاية، يعادل جهاز توجيه الإنترنت الخاص بك”.
قامت ثلاث شركات ناشئة مؤخرًا بجمع جولات كبيرة لزيادة إنتاج تقنيات محولات الحالة الصلبة الخاصة بها. جمعت DG Matrix هذا الأسبوع 60 مليون دولار من السلسلة A وجمعت Heron Power 140 مليون دولار في جولة من السلسلة B. في نوفمبر، جمعت شركة Amperesand مبلغ 80 مليون دولار لملاحقة سوق مراكز البيانات المزدهرة.
المحولات الموجودة موثوقة وفعالة، ولكن هذا كل ما في الأمر. إنها أدوات بدائية نسبيًا، مصنوعة إلى حد كبير من النحاس والحديد. تتفاعل هذه الأجهزة بشكل سلبي مع التغييرات التي تحدث على الشبكة وتكون قادرة على معالجة مهمة واحدة فقط لكل جهاز.
قال درو باجلينو، المؤسس والرئيس التنفيذي لشركة Heron Power، لـ TechCrunch: “لا تتمتع محولات الفولاذ والنحاس والنفط القديمة بأي مراقبة، ولا تتمتع بأي سيطرة”. في الحالات التي ترتفع فيها الكهرباء أو تتوقف محطة توليد الكهرباء عن العمل، يمكن أن يشكل ذلك مسؤولية.
يمكن للأجهزة دمج الطاقة من مجموعة من المصادر المختلفة – بما في ذلك محطات الطاقة التقليدية، ومصادر الطاقة المتجددة، والبطاريات – وتحويل تلك الكهرباء إما إلى تيار متردد (AC) أو تيار مباشر (DC) بعدد من الفولتية المختلفة، مما يسمح لها باستبدال العديد من الأجهزة.
حدث تك كرانش
بوسطن، MA
|
9 يونيو 2026
بالنسبة لمراكز البيانات، توفر محولات الحالة الصلبة بديلاً جذابًا، مما يسمح لها بتقليص أثر أنظمة الطاقة الخاصة بها مع منحها تحكمًا أفضل في مكان وكيفية توجيه الكهرباء.
من المتوقع أن تصل محولات الحالة الصلبة في وقت تتقادم فيه المحولات الحالية ويتزايد الطلب على محولات جديدة – وهي دورة تكنولوجية كلاسيكية فائقة. يبلغ عمر معظم المحولات الموجودة على الشبكة اليوم عدة عقود من الزمن، وفقًا للمختبر الوطني لجبال روكي (NLR؛ المختبر الوطني للطاقة المتجددة سابقًا). ومع ارتفاع الطلب من مراكز البيانات، وشواحن المركبات الكهربائية، وأجزاء أخرى من الشبكة، تتوقع NLR أن تتضاعف كمية الطاقة المتدفقة عبر المحولات بحلول عام 2050.
وفي حين أن مراكز البيانات هي السوق الأول الذي تلاحقه تلك الشركات، فإنها تضع أنظارها أيضًا على الشبكة الكهربائية، التي تستضيف في الولايات المتحدة وحدها ما يصل إلى 80 مليون محول.
وقال باجلينو: “ستحتاج جميع محولات التوزيع في نهاية المطاف إلى الاستبدال. ويبلغ عمر أكثر من 50% منها 35 عامًا. وهناك حاجة كبيرة للتحديث”.
نظرًا لأنها مصنوعة من مواد قائمة على السيليكون، فهي مرنة ويمكن التحكم فيها وتحديثها بواسطة البرامج. كما أنهم محصنون ضد تقلبات الأسعار التي تهز سوق النحاس.
وقال باجلينو: “تستمر أسعار أشباه موصلات الطاقة في الانخفاض. ولسوء الحظ، فإن الصلب والنحاس والنفط ليست في هذا الوضع”. “يمكن لأسعار السلع الأساسية أن تتحرك في كل مكان، وهي ترتفع بشكل عام.”
في المحولات ذات الطراز القديم، تتدفق الطاقة إلى المحول من خلال أسلاك نحاسية ملفوفة حول جانب واحد من قلب حديدي على شكل O. ومع تدفق الكهرباء، فإنها تولد مجالًا مغناطيسيًا في القلب. وعلى الجانب الآخر من القلب، يقوم المجال المغناطيسي بتحريض الكهرباء في مجموعة أخرى من اللفات النحاسية. إذا كانت الأسلاك تلتف حول القلب مرات أكثر على جانب الإدخال مقارنة بجانب الخرج، فإن الجهد ينخفض على جانب الخرج. إذا انقلبت النسبة، يزداد جهد الخرج.
تتجنب محولات الحالة الصلبة اللفات النحاسية لصالح أشباه الموصلات، وذلك باستخدام مواد مثل كربيد السيليكون أو نيتريد الغاليوم للتعامل مع تحويل التردد. يمكن أن تأتي في مجموعة من التكوينات، حيث يتكون الإعداد الأكثر شمولاً من ثلاثة أجزاء أساسية: مقوم يحول التيار المتردد إلى تيار مباشر، ومحول يغير جهد التيار المباشر، وعاكس يغير التيار المباشر مرة أخرى إلى تيار متناوب.
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 لمحول الحالة الصلبة أن يحل محل عدة قطع مختلفة من المعدات، وليس فقط المحول الذي يخفض الجهد من الشبكة. يستخدم كل مركز بيانات طاقة احتياطية، الأمر الذي يتطلب سلسلة من الأجهزة لتوصيل الطاقة إلى المنشأة. يمكن لمحولات الحالة الصلبة التعامل مع كل هذه الواجبات في صندوق واحد.
تسمح هذه التقنية أيضًا لمراكز البيانات بدمج ما يسمى بالطاقة خلف العداد بسهولة أكبر، حيث ترتبط قدرة التوليد مباشرة بمركز البيانات، وليس بالشبكة. تتطلب هذه عادةً مجموعة أخرى من المحولات.
وعند اقترانها ببطاريات على نطاق الشبكة، يمكن لمحولات الحالة الصلبة التخلص من مصادر الطاقة غير المنقطعة (UPS)، أيضًا، مما يوفر مساحة داخل مركز البيانات لمزيد من الرفوف.
قال هارون إينام، المؤسس المشارك والرئيس التنفيذي لشركة DG Matrix، لـ TechCrunch: “إذا أضفت تكلفة كل شيء استبعدناه، فسنحصل على 60% إلى 70% من هذه التكلفة”.
تركز شركة DG Matrix على تقنية Interport الخاصة بها، والتي يمكنها توجيه الطاقة من مصادر متعددة إلى أحمال متعددة بجهد كهربائي مختلف، وهو إعداد تمتلك الشركة العديد من براءات الاختراع عليه.
وفي الوقت نفسه، تعمل شركة Heron Power على تحويل الطاقة ذات الجهد المتوسط في مراكز البيانات، ومزارع الطاقة الشمسية، وتركيبات البطاريات على نطاق الشبكة. وفي مركز البيانات، يمكن لمحولات Heron Link الخاصة بها أن توفر للرفوف 30 ثانية من الطاقة بينما تأتي مصادر النسخ الاحتياطي عبر الإنترنت. إجمالاً، يشغل Heron Link مساحة أقل بنسبة 70% من الأجزاء الموجودة. في مزرعة للطاقة الشمسية، يمكن لمحولات Heron Power أداء واجبات العاكس والمحول بنفس السعر.
في المقارنة المباشرة، لا تزال محولات الحالة الصلبة تتطلب علاوة تكلفة مقارنة بالمحولات ذات القلب الحديدي. ولهذا السبب، فمن غير المرجح أن تحل محل صناديق الطنانة العملاقة في محطات الشبكة الفرعية في المستقبل القريب جدًا.
ولكن في مراكز البيانات ومراكز شحن المركبات الكهربائية، حيث تحل محولات الحالة الصلبة محل عدة قطع من المعدات، فإنها ستبدأ في تحقيق نجاحات.
وعندما يصلون أخيرًا إلى الشبكة بأعداد أكبر، سيكون لديهم القدرة على خفض تكاليف النقل والتوزيع، وهي واحدة من أكبر المساهمين في تضخم فواتير الخدمات.
وقال باجلينو إنه نظرا لأن المحولات الحالية سلبية وغير قادرة على الاستجابة للتقلبات، فقد تم بناء شبكات التوزيع بكمية كبيرة من الطاقة الفائضة. ومع ذلك، يمكن لمحولات الحالة الصلبة الاستجابة للظروف المتغيرة، مما يسمح لمشغلي الشبكة بإرسال المزيد من الطاقة عبر نفس الخطوط.
وقال: “يمكنك في الواقع جعل البنية التحتية ميسورة التكلفة لأنك تضع المزيد من الكيلوواط/ساعة عبر نفس الأعمدة والأسلاك”. “هنا يمكن للذكاء، بدلاً من الأجسام الميكانيكية السلبية التي تم تصميمها قبل 100 عام، أن يحدث فرقًا كبيرًا.”
