שנאים חכמים

שליטה בזרם החשמל על מנת לייצב את הרשת. גם תחום זה נמנה על עשר הטכנולוגיות משנות העולם שיוצגו מחר בכנס “בחזרה לעתיד”

תורגם מהTechnology Review
BY DAVID H. FREEDMAN
ג’יסון פונטין העורך של המגזין הטכנולוגי הTechnology review מבית MIT , יגיע השבוע לישראל וישתתף ביום חמישי בכנס בחזרה לעתיד של פורום MIT. לכבוד המאורע בחרנו להציג בפניכם את הבחירה של הTechnology review לעשר הטכנולוגיות משנות עולם של 2011. אחת הטכנולוגיות שנבחרו היא טרנספורמטורים חכמים.
במעבדה שמחווטת בחוטי חשמל כדי לדמות שכונת מגורים, אלכס האנג עובד כדי להפוך את רשת החשמל הישנה למשהו שיותר דומה לרשת האינטרנט – רשת שתנתב אנרגיה לא רק ממספר תחנות כוח מרוכזות לעבר הלקוחות, אלא מכל מקור לכל יעד באמצעות הנתיב ההגיוני ביותר. לשם כך האנג, פרופסור להנדסת חשמל מאוניברסיטת צפון קרולינה, ממציא מחדש את הטרנספורמטורים שנכון להיום מורידים את המתח של החשמל שמנותב לשכונות כך שהוא יהיה מתאים לשימוש בסביבה ביתית.
הממיר החדש שלו יאפשר לרשת להתמודד עם דברים שהיא לא נועדה להם במקור, כמו הטענה של מספר גדול של רכבים חשמליים והתמודדות עם חשמל עודף מיצרני חשמל סולריים. מדי חשמל חכמים בבתים ובמשרדים יוכלו לעזור על ידי מתן מידע על זרימת החשמל אבל עדיין שליטה מדויקת על הזרימה הכרחית גם היא. הטכנולוגיה החדשה לא רק תייצב את רשת החשמל אלא גם תיצור איזון טוב יותר בין ביקוש והצע ובכך תוריד את השונות שבצריכת החשמל ותאפשר לספק את צריכת החשמל בעזרת פחות תחנות כוח.
“אנחנו צריכים מכשיר שונה באופן קיצוני שישב בין הבתים לרשת החשמל ויהווה חוצץ כך שהרשת תישאר יציבה ללא קשר למה שקורה בבתים” אומר האנג. טרנספורנטורים קונבנציונליים מטפלים רק בזרם חילופין ודורשים כיוונון ידני, או שליטה על ידי מתגים אלקטרומכניים מגושמים, כדי להסיט את זרם החשמל ממקום למקום. מה שהאנג רוצה ליצור זה ממיר קומפקטי שיכול להמיר גם זרם ישיר וגם זרם חילופין, ממיר שהשליטה עליו תהיה אלקטרונית כך שהוא יגיב כמעט מידית לתנודות בצריכה או בייצור. לדוגמא, אם שכן אחד יחבר את מכוניתו החשמלית למטען בזרם חילופין יוכל הממיר לנתב חשמל לטובת ההטענה חשמל מפאנל סולרי שיוצר זרם ישיר שאחרת היה מבוזבז.
כדי לבנות ממיר שכזה האנג החל לפתח טרנזיסטורים ומכשירים אחרים המבוססים על מוליכים למחצה שיכולים להתמודד עם אלפי וולטים. לטובת העניין הוא הקים בצפון קרוליינה ב2008 את החברותRenewable Electric Energy Delivery ו- Management Systems Center. לממיר הראשון שלו היו מרכיבים סיליקוניים אבל סיליקון אינו אמין מספיק למערכות בקנה מידה גדול שמוליכות חשמל במתחים גבוהים. ולכן האנג סלל את הדרך לפיתוח של ממירים עם מוליכים למחצה המבוססים על תרכובות של סיליקון, פחמן, גליום וחנקן. תרכובות אלו אמינות יותר בעבודה עם מתחים גבוהים. הוא מצפה לייצר גרסת בטא של ממיר פחמני- סיליקוני בעוד שנתיים ומוצר שישמש את רשתות החשמל בעוד חמש שנים.
הממירים של האנג יאפשרו לחיבור של מכונית חשמלית או פאנל סולרי להיות פשוטים כמו חיבור בין מצלמה דיגיטלית או מדפסת למחשב. זה יאפשר לנו להקטין את התלות שלנו בנפט באמצעות פישוט חיבור רשת החשמל למקורות אנרגיה נקיים בקנה מידה קטן. האנג אומר “התועלת החברתית תגיע כשיהיה אפקט מצרפי מהרבה יצרנים קטנים שיתחברו לרשת החשמל. אנו מקווים שאלו יהיו מקורות אנרגיה אמינים ומתחדשים”.

להרשמה לכנס בחזרה לעתיד של פורום MIT בו יציג ג’יסון פונטין העורך של הTechnology Review את עשרת הטכנולוגיות החמות ל2011