Os transformadores são um componente essencial, mas quase invisível, na nossa rede elétrica. Esses dispositivos ajudam a mover eficientemente a energia por longas distâncias, mas eles são complexos e estão em falta. Além disso, dada a estabilidade de seu design há cerca de um século, eles precisam de uma atualização.

Uma nova era para os transformadores

Ao mesmo tempo que o mundo busca suprir a crescente demanda por energia elétrica de veículos elétricos (VEs) e centros de dados, pesquisadores e empresas estão buscando modernizar os transformadores. Novos modelos sólidos-padrão poderiam aliviar algumas das preocupações de suprimento e garantir que a rede elétrica possa lidar com a pressão crescente.

Os transformadores convencionais geralmente dependem de grandes quantidades de aço especializado e milhas de fio de cobre para transferir energia entre circuitos. Os modelos sólidos, em contraste, combinam componentes magnéticos com semicondutores de alta potência, tornando-os mais compactos e permitindo mais controle sobre o fluxo de energia.

Esses dispositivos ainda estão em desenvolvimento e não podem substituir todos os transformadores tradicionais hoje, especialmente os maiores que trabalham em altas tensões necessárias para a transmissão a longa distância. Mas uma nova geração de tecnologia de transformador pode ser uma parte crucial da nossa futura rede elétrica.

A rede elétrica como base

Mover energia pela rede elétrica não é perfeitamente eficiente: quanto mais longe a energia viaja pelas linhas de transmissão, mais se perde como calor. A quantidade varia - quanto maior a tensão, menor a corrente e menos energia é perdida. Portanto, uma função crucial da rede é ajustar a tensão.

Considere, por exemplo, sua usina solar local. Para que essa energia chegue eficientemente à sua casa a centenas de quilômetros de distância, ela precisa atingir uma tensão superior à gerada pela usina solar. E aqui entram os transformadores.

No caminho da usina de energia até suas tomadas, a energia elétrica pode passar por um transformador na usina solar e outro em uma subestação próxima, aumentando a tensão duas vezes para alcançar um nível alto o suficiente para viajar por linhas de transmissão de alta tensão. As placas solares também produzem energia elétrica direta (DC), que precisa ser convertida em corrente alternada (AC) por meio de um inversor antes de entrar em um transformador. Mais próximo de seu destino, a tensão será reduzida novamente, provavelmente pelo menos duas vezes: uma vez em outra subestação e outra vez em um transformador menor em sua vizinhança.

No caso dos Estados Unidos, a energia da usina solar pode ser convertida em AC por um inversor em torno de 480 volts, aumentada para 115.000 volts para as linhas de transmissão e finalmente reduzida para 120 volts e 240 volts para sua casa.