শক্তি ভবিষ্যতের দখল: মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে সলিড-স্টেট ট্রান্সফরমার প্রযুক্তির স্ট্রাটেজিক বিবর্তন

DG Matrix এবং Resilient Power বলেছে যে তাদের সলিড-স্টেট ট্রান্সফরমারগুলি ডাটা সেন্টার, ইলেকট্রিক ভাহন (EV) চার্জিং হাব এবং এই ধরনের অন্যান্য প্ল্যাটফর্মে বিদ্যুৎ সরবরাহের খরচ, সময় এবং জটিলতা কমাতে পারে। দশক ধরে, ইলেকট্রিক্যাল ইঞ্জিনিয়াররা এমন একটি ডিভাইসের স্বপ্ন দেখেছেন যা সোলার প্যানেল, ব্যাটারি সিস্টেম এবং সাইটে উপস্থিত জেনারেটরগুলিকে ইভ চার্জার বা ডাটা সেন্টার সার্ভার সহ উচ্চ-শক্তির যন্ত্রপাতিতে সুষমভাবে সংযুক্ত করতে পারে বিনা বড় পরিমাণে ব্যয়বহুল হার্ডওয়্যারের প্রয়োজনে না থাকায়।

এখন, এই সলিড-স্টেট ট্রান্সফরমার নামক ডিভাইসগুলি আসলেই বাজারে প্রবেশ শুরু করেছে - এবং তাদের আবির্ভাব আরও সময়োপযোগী হতে পারে না।

এটা কারণ এই প্রযুক্তি ডাটা সেন্টার, ফ্যাক্টরি এবং EV চার্জিং হাবের মতো বিশাল শক্তির চাহিদা পূরণের গুরুত্বপূর্ণ হতে পারে, যা বিদ্যুৎ গ্রিডকে অভিভূত করতে পারে এবং বিদ্যুৎ কোম্পানিগুলিকে আরও বিশ্বপ্রতাপ বৃদ্ধির জন্য জৈব জ্বালানি পুড়াতে বাধ্য করতে পারে।

বর্তমানে, এই বড় শক্তি ব্যবহারকারীদের বিদ্যুৎ চাহিদা মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের বিদ্যুৎ গ্রিডের সরবরাহ ক্ষমতার বেশি। তাত্ত্বিকভাবে, এই সমস্যাটি তাদের নিজস্ব সোলার প্যানেল, ব্যাটারি এবং জেনারেটর স্থাপন করার দ্বারা সমাধান করা যেতে পারে - আদর্শভাবে মাইক্রোগ্রিড - কিন্তু এই দৃষ্টিতে সহজ সমাধানটি আসলে খুবই জটিল এবং ব্যয়বহুল হয়ে ওঠে।

প্রতিটি সোলার অ্যারে, ব্যাটারি, ফুয়েল সেল, জেনারেটর বা অন্যান্য সাইটে উপস্থিত বিদ্যুৎ উৎস অনেকগুলি যন্ত্রপাতির প্রয়োজন - ইলেকট্রিক্যাল প্রোটেকশন ডিভাইস, আইসোলেশন ট্রান্সফরমার, স্টেপ-আপ এবং স্টেপ-ডাউন ট্রান্সফরমার, পাওয়ার কনভার্টার - যা নিরাপদভাবে ডাইরেক্ট কারেন্ট (DC) থেকে অ্যাল্টারনেটিং কারেন্ট (AC) বা তার বিপরীত করে এবং ভোল্টেজ বাড়াতে বা কমাতে একটি বিল্ডিংের বিভিন্ন লোডের প্রয়োজন মেটাতে পারে।

সলিড-স্টেট ট্রান্সফরমারগুলি একটি ডিভাইস দিয়ে সব এই ফাংশন সম্পন্ন করতে পারে, বিদ্যুৎ নিয়ন্ত্রণ করে যেমন রাউটার ডাটা ফ্লো নিয়ন্ত্রণ করে। এটি বিশেষভাবে উচ্চ-শক্তি-চাহিদা যন্ত্রপাতি (যেমন EV চার্জার) বা বিদ্যুৎ গুণমানের প্রতি অত্যন্ত সংবেদনশীল যন্ত্রপাতি (যেমন ডাটা সেন্টারের সার্ভার র‌্যাক) পরিচালনায় মূল্যবান।

এটি বলেছেন Haroon Inam, DG Matrix-এর CEO এবং সহ-প্রতিষ্ঠাতা। DG Matrix এমন কিছু কোম্পানির একটি যা সলিড-স্টেট ট্রান্সফরমার প্রায় ব্যবহারে নিয়ে আসছে। তিনি বলেছেন যে DG Matrix এই বছরের মার্চ মাসে $20 মিলিয়ন উত্থাপন করেছে এবং বর্তমানে উত্তর ক্যারোলিনায় একটি ফ্যাক্টরি নির্মাণ করছে, যা এই বছরের পরের দিকে কাজ শুরু করার প্রত্যাশা করা হচ্ছে এবং বার্ষিক 1,000 ইউনিট উত্পাদন ক্ষমতা থাকবে। "আমরা একটি বিশাল এবং অপর্যাপ্ত বাণিজ্যিক এবং শিল্প মাইক্রোগ্রিড বাজারে প্রবেশ করছি," তিনি বলেছেন। "লোকেরা এটি করেনি কারণ একটি একক, কাস্টম মাইক্রোগ্রিড তৈরির খরচ খুব বেশি ছিল।"

DG Matrix একমাত্র কোম্পানি নয় যা এই উপর কাজ করছে। Heron Power, একটি স্টার্টআপ যা প্রাক্তন টেসলা কর্মচারী Drew Baglino দ্বারা প্রতিষ্ঠিত, 2027 সালে তাদের প্রথম সলিড-স্টেট ট্রান্সফরমার নির্মাণের লক্ষ্যে $43 মিলিয়ন উত্থাপন করেছে। Amperesand গত বছর $12.5 মিলিয়ন উত্থাপন করেছে সিঙ্গাপুরের বিদ্যুৎ গ্রিডে পরীক্ষা করা সলিড-স্টেট ট্রান্সফরমার উন্নয়ন চালিয়ে যাওয়ার জন্য।

বড় ইলেকট্রনিক্স কোম্পানিগুলি এই প্রযুক্তিতে আগ্রহী। ইলেকট্রিক্যাল যন্ত্রপাতি দানব Eaton গত মাসে সম্মত হয়েছে Resilient Power Systems-এর অধিগ্রহণ করার, যা 2021 সালে $5 মিলিয়ন উত্থাপন করেছিল EV চার্জিং হাব এবং অন্যান্য উচ্চ-শক্তি-চাহিদা পরিবেশে তাদের পাওয়ার কনভার্সন যন্ত্রপাতি নির্মাণ এবং ডিপ্লয় করার জন্য। Eaton ট্রান্সঅ্যাকশনের সমাপ্তির সাথে $55 মিলিয়ন বিনিয়োগ করবে; Resilient Power-এর পরবর্তী কয়েক বছরের অর্থনৈতিক এবং তাক্তিকীয় পারফরম্যান্সের উপর নির্ভর করে, Eaton আরও $95 মিলিয়ন প্রদান করতে পারে।

"অনেক লোক এই প্রযুক্তির উপর দশক ধরে কাজ করেছে," বলেছেন Aidan Graham, Eaton-এর Critical Power Solutions বিজনেসের সিনিয়র ভাইস প্রেসিডেন্ট এবং জেনারেল ম্যানেজার। এখন, কয়েকটি গুরুত্বপূর্ণ ইঞ্জিনিয়ারিং প্রযুক্তির উন্নতিতে, এই প্রযুক্তি শেষমেশ তার সোনালি যুগ পেতে শুরু করেছে - বিদ্যুৎ কোম্পানি এবং অন্যান্য প্রতিষ্ঠান এটি পরীক্ষা করতে শুরু করেছে।

সলিড-স্টেট ট্রান্সফরমারের বিবর্তন

Eaton সলিড-স্টেট ট্রান্সফরমার গবেষণা ও উন্নয়নের উপর বছর ধরে কাজ করেছে। কোম্পানি এখনও প্রকাশ করেনি যে কীভাবে Resilient Power-এর প্রযুক্তিকে মাস্ক স্কেলে উৎপাদন এবং ডিপ্লয় করা যায়। কিন্তু Graham বলেছেন: "আমরা কয়েকটি ক্ষেত্রে অনুসন্ধান করছি, যার মধ্যে EV চার্জিং এবং ডাটা সেন্টার এবং অন্যান্য গুরুত্বপূর্ণ পরিবেশে ব্যাটারি একত্রীকরণ রয়েছে। 'এমনকি এক মুহূর্তের জন্য বিদ্যুৎ হারালেও লোকের জীবন হুমকির মুখে পড়তে পারে এবং বেশি টাকা খরচ হতে পারে।'"

Michael Wood III, DG Matrix-এর চিফ অফ স্টাফ, বলেছেন যে কোম্পানি তাদের যন্ত্রপাতি পরীক্ষা করছে যাতে ইলেকট্রিক্যাল যন্ত্রপাতি নির্মাতা দানব ABB, উত্তর ক্যারোলিনার বিদ্যুৎ কোম্পানি Duke Energy, এবং বিদ্যুৎ কোম্পানি Southern Co-এর মালিকানাধীন একটি বড় মাইক্রোগ্রিড এবং ডাটা সেন্টার পাওয়ার সিস্টেম ডেভেলপার PowerSecure রয়েছে।

"পরবর্তী গিগাওয়াট শক্তি পাওয়ার জন্য সেরা উপায় হল বিতরণ করা," বলেছেন Wood। "আজ, এই প্রকল্পগুলি নির্বিঘ্নে কাজ করার জন্য আপনার সব এই ডিভাইসগুলির প্রয়োজন। DG Matrix সব এই সিস্টেমের মধ্যে ব্যালেন্স মুছে ফেলে এবং একটি একক সিস্টেমে সরলীকরণ করে।"

Inam বলেছেন যে DG Matrix-এর সলিড-স্টেট ট্রান্সফরমার ব্যবহারের খরচ শুধুমাত্র একটি সাধারণ সাইটে মাইক্রোগ্রিড কম্পোনেন্ট সংযুক্ত করার খরচের অর্ধেক। এছাড়াও, এটি ডাটা সেন্টার, EV চার্জিং হাব এবং অন্যান্য সম্ভাব্য মাইক্রোগ্রিড সাইটে যন্ত্রপাতি দ্রুত মিশ্রণ করা বা পরিবর্তন করার জন্য সহজ করে।

তাহলে যদি সলিড-স্টেট ট্রান্সফরমার এমন একটি উপযোগী প্রযুক্তি হয়, তাহলে এটি এখন কেন এই ক্ষেত্রে প্রবেশ করছে?

Clean Energy Ventures-এর একজন পার্টনার এবং DG Matrix-এর একজন বিনিয়োগকারী Vlatko Vlatkovic, যিনি General Electric-এর ইন্ডাস্ট্রিয়াল ইলেকট্রিফিকেশন বিজনেসের একজন ভেটেরান এবং এই স্টার্টআপের বোর্ডে এই বছর যোগ দিয়েছেন, বলেছেন যে এত সময় লাগার একটি ভাল কারণ রয়েছে।

বিদ্যুৎ গ্রিড বেশ সহজ এবং বিশ শতকের পর থেকে খুব বেশি পরিবর্তিত না হওয়া ইলেকট্রোমেকানিক্যাল ডিভাইসের উপর অনেক নির্ভরশীল। যদিও সৌর ইনভার্টার বা EV ড্রাইভ সিস্টেম সম্ভব করার জন্য গত কয়েক বছরে কিছু উন্নতি হয়েছে, আধুনিক কম্পিউটিং সম্ভব করা সেমিকন্ডাক্টরগুলি বিদ্যুৎ গ্রিডে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়নি।

"ইলেকট্রনিক্সের বেশি ব্যবহারের দিকে শিল্পকে ঠেলা দেওয়া একটি বিশাল চ্যালেঞ্জ ছিল," বলেছেন Vlatkovic, বিশেষত উচ্চ গ্রিড ভোল্টেজে। প্রায় পর্যাপ্ত বা বিশ্বস্ত হওয়ার আগে পর্যন্ত অন্তর্নিহিত প্রযুক্তি "পর্যাপ্ত বড় ছিল না। তারা তাক্তিকীয় সমস্যা ছিল।"

Resilient Power-এর একজন বিনিয়োগকারী Energy Transition Ventures-এর পার্টনার Neal Dikeman বলেছেন, উচ্চ-ভোল্টেজ শিল্প প্রয়োগে সলিড-স্টেট ট্রান্সফরমারগুলির মধ্যে একই ধরনের চ্যালেঞ্জ ছিল। তিনি বলেছেন যে সিলিকন কার্বাইড সেমিকন্ডাক্টরে এবং পাওয়ার কনভার্সনে কার্যকারিতা বাড়ানোর জন্য প্রয়োজনীয় কম্পিউটিং শক্তির উন্নতিতে সাহায্য করেছে। "কিন্তু এটি সহজ নয়।"

Inam, যিনি 2023 সালে DG Matrix-এ যোগ দেওয়ার আগে গ্রিড পাওয়ার নিয়ন্ত্রণ প্রদানকারী Smart Wires-এর প্রধান প্রযুক্তি অফিসার ছিলেন, বলেছেন যে স্টার্টআপটি এই পর্যায়ে পৌঁছাতে কয়েকটি গুরুত্বপূর্ণ চ্যালেঞ্জ সমাধান করতে হয়েছিল।

প্রথমত, উচ্চ ভোল্টেজে, AC-DC কনভার্সন থেকে উৎপন্ন তাপ বিতারণ করা কঠিন। "ইলেকট্রোম্যাগনেটিক নয়জ" বা একই উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ইলেকট্রিক্যাল সুইচিং দ্বারা সৃষ্ট বাধা নিয়ন্ত্রণ করা। "যদি আপনি নয়জ নিয়ন্ত্রণ করার উপায় না জানেন, তাহলে এটি সবকিছুকে প্রভাবিত করে। এটি অতিরিক্ত তাপ, বিস্ফোরণ এবং পারফরম্যান্স হ্রাস করতে পারে," বলেছেন Inam।

তবে, এই চ্যালেঞ্জগুলি সমাধান করার পুরস্কারও রয়েছে। "আমাদের প্রযুক্তি এখন পর্যন্ত পরিপক্ক এবং সুন্দরভাবে উন্নত হয়েছে যে আমরা বিশ্বস্ত যন্ত্রপাতি লঞ্চ করতে পারি," বলেছেন Vlatkovic।

কেন এখন সলিড-স্টেট ট্রান্সফরমারের সময়

সময় আর ভালো হতে পারে না।

"সবকিছু ইলেকট্রিফাই হচ্ছে, গাড়ি থেকে শিল্প থেকে বাসার পর্যন্ত," বলেছেন Vlatkovic। "যদি আপনি পরবর্তী 10 থেকে 20 বছরে গ্রিড দ্বারা সরবরাহ করা শক্তির প্রকল্প দেখেন, তাহলে আপনি দেখবেন যে আমাদের গ্রিড ক্ষমতাকে অন্তত দ্বিগুণ করতে হবে। কিছু প্রকল্প এমনকি বলে যে আমাদের বিদ্যমান ক্ষমতাকে তিনগুণ করতে হবে।"

Inam বলেছেন যে ডাটা সেন্টারের শক্তি চাহিদা পূরণ করার একটি বিশেষ বড় সুযোগ রয়েছে।

টেক দানবদের উচ্চা