AI普及和数据中心扩建推高用电需求,全固态变压器被视为缓解电网瓶颈的潜在方案。图片来源:Shutterstock

随着AI应用普及和数据中心持续扩建,用电需求迅速攀升。相比传统变压器,体积更小、对电力调控能力更强的全固态变压器,正被视为缓解电网瓶颈的一种潜在方案。

据MIT Technology Review当地时间27日报道,美国大型变压器供应难以满足需求,部分设备的交付周期最长已延长至5年。传统变压器需要特种钢板和大量铜线,设备体积庞大、重量较高,制造过程对熟练工人也有较强依赖。

全固态变压器的核心在于利用电力半导体对电流频率和电压进行控制。其技术路径通常是先将交流电转换为直流电,再借助碳化硅(SiC)半导体产生高频交流电并完成电压变换。部分设计在相同容量下,体积可压缩至传统设备的约十分之一,同时还能集成整流器和逆变器功能,从而减少设备占地并降低电力损耗。

目前,相关技术已开始进入真实电网环境验证阶段。North Carolina State University研究团队与New York Power Authority、Electric Power Research Institute(EPRI)合作开发出1MW级样机。今年6月,该设备接入马萨诸塞州一处测试设施的13200伏配电线路,开展并网运行测试,并于8月公布测试结果。

研究团队表示,在实验室环境下,电力转换模块的最高效率约为98%。这一水平高于传统“变压器+整流器”组合约96%的效率。不过,现阶段的现场测试结果尚未证明整机效率已达到98%。

资本投入也在升温。Heron Power今年2月融资1.4亿美元(约1869.84亿韩元),用于推进全固态变压器产品Heron Link商业化。该产品计划应用于数据中心、太阳能发电和储能系统。与此同时,公司还在加州筹备与10MWh级电池联动的测试。

不过,这项技术距离在高压输电场景中替代传统大型变压器,仍有一段距离。长期运行可靠性、故障应对能力以及标准化等问题仍待解决。短期来看,其更有可能率先在数据中心等中压应用场景落地。

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