Transformator Solid-State: Masa Depan Elektrifikasi Jaringan Listrik?

Ketika kita berbicara tentang proses elektrifikasi yang mengambil alih ekonomi dan industri kita, kita biasanya memikirkan kendaraan listrik (EV), baterai, pengisi daya cepat, energi terbarukan, dan lain sebagainya.

Namun pada akhirnya, semua teknologi baru ini masih bergantung pada desain yang cukup lama untuk transformasi dasar listrik berdaya tinggi dari pembangkit listrik dan ladang surya ke tingkat yang digunakan di mobil, rumah, pusat data, pabrik industri, dan lain sebagainya.

Desain inti transformator modern berasal dari akhir abad ke-19, dengan model komersial awal yang dikembangkan oleh William Stanley Jr. dan kemudian disempurnakan seiring dengan perluasan sistem daya AC, yang dipelopori oleh Westinghouse dan Nikola Tesla. Prinsip dasarnya — induksi elektromagnetik menggunakan inti besi dan kumparan tembaga — sebagian besar tetap tidak berubah selama lebih dari satu abad.

Desain ini cukup baik pada saat fungsi transformator hanya sebatas membawa arus standar dari jaringan listrik ke tingkat yang tepat dalam kondisi yang relatif stabil dan dapat diprediksi.

Namun kini, seiring dengan semakin terdesentralisasinya jaringan listrik dan pembangkit listrik, serta semakin ketatnya tuntutan akan kualitas arus listrik, hal ini hampir tidak mencukupi.

Untungnya, kemajuan yang dicapai dalam bidang material dari industri semikonduktor membuka jalan bagi jenis transformator potensial baru: transformator solid-state.

Jaringan Listrik Berusia Seabad: Cara Kerja Transformator Tradisional

Dasar-Dasar Teknis Transformator Tradisional

Seperti yang dijelaskan, transformator adalah perangkat yang menerima input berupa arus pada tegangan tertentu dan mengubahnya menjadi tegangan lain, baik lebih rendah maupun lebih tinggi. Kapasitas dan transformasi arus transformator klasik ditentukan oleh jumlah kumparan tembaga atau aluminium di sekitar inti besi. Bagian tambahan seperti pemutus arus, bushing, sekering, dan material lainnya ada untuk memastikan transformator bekerja dengan aman.

Meskipun kaku dan besar, mesin-mesin ini sangat awet dan dapat digunakan selama beberapa dekade, atau bahkan satu abad penuh. Selain itu, ini juga merupakan bisnis besar. dengan nilai pasar sebesar $69 miliar pada tahun 2025, dan diperkirakan akan tumbuh dengan CAGR 7.97% hingga tahun 2034 menjadi $135.9 miliar.

Meskipun demikian, transformator seperti yang dibuat saat ini masih merupakan perangkat yang relatif sederhana, menggunakan teknologi awal yang pertama kali ditemukan pada tahun 1900-an. Seiring kita semakin bergantung pada listrik untuk transportasi, konektivitas, dan aplikasi modern lainnya, hal ini dapat menjadi masalah, terutama karena jaringan listrik tidak lagi hanya bergantung pada beberapa pembangkit listrik besar, tetapi lebih pada sumber energi terbarukan yang terdesentralisasi dan bersifat intermiten.

“Transformator baja, tembaga, dan oli model lama tidak memiliki sistem pemantauan, tidak memiliki sistem kontrol. Dalam situasi di mana terjadi lonjakan listrik atau pembangkit listrik mati, hal itu dapat menjadi masalah.”

- Drew Baglino – Pendiri dan CEO perusahaan transformator solid-state Heron Power

Cara Kerja Transformator Solid-State (SST)

Dengan mempertimbangkan kekhawatiran tersebut, para insinyur berupaya untuk menciptakan kembali transformator. Alih-alih tembaga dan besi, mereka mengalihkan perhatian mereka ke material baru yang digunakan dalam kendaraan listrik dan semikonduktor, seperti silikon karbida dan galium nitrida.

Perbedaan mendasar lainnya dalam desain adalah bahwa transformator solid-state (SST) tidak terbuat dari satu blok besi dan tembaga yang besar, melainkan dari banyak modul kecil yang dirakit bersama. Akibatnya, kapasitasnya dapat dengan mudah diubah, dan titik kegagalan apa pun dapat dengan mudah diganti.

Transformator SST berbeda dari transformator tradisional dalam beberapa poin teknis utama:

Geser untuk menggulir →

Mengatasi Kekurangan Pasokan Transformator Global

Masalah lain dengan transformator tradisional adalah, akhir-akhir ini, transformator tersebut sangat sulit ditemukan.

Sementara permintaan akan kapasitas jaringan listrik yang lebih besar terus meningkat karena elektrifikasi dan pembangunan pusat data multi-gigawatt, perusahaan utilitas AS berupaya keras untuk menemukan cukup transformator untuk mempertahankan jaringan listrik, dan terlebih lagi untuk meningkatkannya.

Salah satu faktor kuncinya adalah jaringan listrik yang semakin menua, dan bahkan perangkat sekuat transformator mungkin perlu diganti setiap 50-70 tahun sekali. Lebih dari setengah transformator distribusi AS, sekitar 40 juta unit, sudah melewati masa pakai yang diharapkan..

Dikombinasikan dengan kenaikan harga komoditas, terutama tembaga, hal ini telah menyebabkan harga transformator meningkat dari 45% hingga 95% sejak tahun 2019, tergantung pada kategorinya.

“Semikonduktor daya terus menjadi lebih murah. Sayangnya, baja, tembaga, dan minyak tidak berada dalam situasi yang sama. Harga komoditas dapat berfluktuasi ke segala arah, dan umumnya cenderung naik.”

- Drew Baglino – Pendiri dan CEO perusahaan transformator solid-state Heron Power

Faktor tambahan yang meningkatkan biaya adalah tarif impor baja dan logam lainnya, yang seringkali mencapai 50% atau lebih untuk negara-negara yang menyediakan kualitas material yang dibutuhkan untuk transformator, seperti China atau Brasil.

Terakhir, investasi untuk meningkatkan pasokan transformator masih belum cukup, bahkan banyak perusahaan yang tutup pada awal tahun 2000-an, sebagian karena investasi yang terlalu rendah pada jaringan listrik oleh perusahaan utilitas. Jadi sekarang, rantai pasokan transformator, termasuk jenis baja khusus yang dibutuhkan (baja listrik), ketersediaannya tidak mencukupi.

Namun, transformator solid-state tidak akan langsung menyelesaikan masalah biaya transformator baru, meskipun dapat menyediakan pasokan tambahan yang sangat dibutuhkan. Hal ini karena, untuk saat ini, harganya masih 5 hingga 10 kali lebih mahal daripada transformator tradisional.

Aplikasi SST: Di Mana Transformator Solid-State Unggul

Pusat Data AI dan Infrastruktur Daya Tinggi

Jika digabungkan, perbedaan kapasitas antara transformator lama dan transformator solid-state ini sepenuhnya mengubah cara penggunaannya.

Mereka dapat mengambil alih tugas berbagai perangkat catu daya yang saat ini digunakan, sekaligus meratakan tingkat daya, mengubah AC menjadi DC (atau sebaliknya), terhubung ke jaringan listrik dan baterai, dan lain sebagainya.

Hal ini menjadikan SST sebagai pilihan yang sangat menarik untuk pusat data, yang menghadapi masalah pasokan daya yang jauh lebih kompleks daripada pengguna daya rata-rata. Misalnya, SST dapat menghilangkan kebutuhan akan catu daya tak terputus (UPS) dan koneksi ke jaringan listrik nasional, taman baterai, dan produksi energi terbarukan lokal (daya di belakang meteran) sekaligus.

SST yang lebih ringkas juga menghemat banyak ruang di pusat data, membebaskan kapasitas untuk lebih banyak rak komputasi atau sistem pendukung seperti pendinginan. Jadi, biaya tambahan tersebut juga disertai dengan penghematan tambahan untuk kasus-kasus khusus seperti pusat data, yang membutuhkan lebih dari sekadar transformator tradisional sederhana.

“Jika Anda menjumlahkan biaya semua yang telah kami kurangi, kami hanya mengeluarkan 60% hingga 70% dari biaya tersebut.”

— Haroon Inam, salah satu pendiri dan CEO DG Matrix, mengatakan kepada TechCrunch.

Saat ini, pusat data menjadi pelanggan pertama untuk teknologi baru ini, karena mereka menghargai fleksibilitas dan kekompakannya. Selain itu, ini memungkinkan mereka untuk "melewati antrian" untuk transformator baru. Terakhir, ini memberikan stabilitas daya yang hingga kini membutuhkan banyak investasi tambahan, misalnya, transformator Heron Link dapat menyediakan daya untuk rak komputasi selama 30 detik sementara sumber daya cadangan diaktifkan.

Energi Terbarukan dan Penyimpanan Energi Jaringan Listrik

Sebagian besar pembangkit listrik dirancang berdasarkan arus bolak-balik (AC), karena awalnya dihasilkan oleh turbin yang berputar di pembangkit listrik tenaga batu bara, gas, atau air. Namun, fotovoltaik, yang berkembang menjadi sumber pembangkit energi yang dominan, secara alami menghasilkan arus searah (DC), sehingga membutuhkan inverter untuk mengubahnya menjadi AC terlebih dahulu, sebelum dikirim ke jaringan listrik.

Hal yang sama berlaku untuk baterai, yang mungkin terhubung ke jaringan AC, tetapi membutuhkan DC baik sebagai input maupun output.

Akibatnya, transformator solid-state yang dapat menjalankan fungsi inverter dan transformator sekaligus dapat memiliki harga yang sama dengan dua sistem standar yang terpisah.

Pengisian Daya EV dan Dukungan Dua Arah

Ruang dan luas keseluruhan fasilitas dapat menjadi faktor pembatas bagi stasiun pengisian daya kendaraan listrik. Dalam hal ini, kepadatan SST dapat berubah menjadi keunggulan kompetitif.

Seperti halnya taman baterai, mereka juga akan mendapatkan manfaat dari kemampuannya untuk mengubah tegangan sekaligus menjalankan tugas sebagai inverter AC-DC.

Terakhir, transformator solid-state di stasiun pengisian daya dapat membantu mengubahnya menjadi unit penyimpanan tambahan, karena perangkat yang sama dapat bergantian antara mengambil daya dari jaringan listrik atau memasok energi ke jaringan tersebut.

Untuk saat ini, pengemudi kendaraan listrik (EV) sepertinya tidak terlalu tertarik untuk berperan sebagai "baterai bergerak". Namun di masa depan, armada mobil otonom kemungkinan dapat meningkatkan profitabilitas mereka dengan "menyewakan" kapasitas penyimpanan mereka pada saat-saat kritis, dan menggunakan stasiun pengisian daya dan SST (Short-Short Transfer) sebagai cara untuk menyalurkan energi kembali ke jaringan listrik pada jam-jam puncak.

Tren ini juga akan semakin umum terjadi seiring dengan semakin tahan lamanya paket baterai kendaraan listrik, dengan sedikit atau tanpa degradasi akibat siklus pengisian-pengosongan yang lebih sering.

Masa Depan Jaringan Listrik Pintar

Untuk saat ini, SST masih terlalu mahal dan terlalu baru bagi perusahaan utilitas untuk diintegrasikan ke dalam jaringan listrik mereka.

Namun, dalam jangka panjang, teknologi ini dapat membawa perubahan radikal pada cara pengelolaan jaringan listrik. Teknologi ini khususnya dapat memangkas biaya transmisi dan distribusi, yang merupakan salah satu kontributor terbesar terhadap inflasi tagihan listrik.

Hal ini karena transformator solid-state dapat merespons perubahan kondisi, memungkinkan operator jaringan untuk mengirimkan lebih banyak daya melalui jalur yang sama, mengurangi kebutuhan akan jalur baru meskipun konsumsi daya meningkat.

“Anda sebenarnya dapat membuat infrastruktur lebih terjangkau karena Anda mengalirkan lebih banyak kilowatt-jam melalui tiang dan kabel yang sama. Di situlah kecerdasan, sebagai pengganti objek mekanis pasif yang dirancang 100 tahun yang lalu, dapat membuat perbedaan besar.”

- Drew Baglino – Pendiri dan CEO perusahaan transformator solid-state Heron Power

Perlu dicatat bahwa silikon karbida dan semikonduktor lainnya untuk aplikasi daya baru mulai diproduksi secara massal kurang dari satu dekade yang lalu, berkat booming kendaraan listrik (EV). Jadi masuk akal jika harganya akan semakin murah seiring dengan pengembangan metode manufaktur yang lebih efisien dan integrasi skala ekonomi dalam industri.

Kemungkinan besar, ini akan menjadi langkah yang diperlukan bagi perusahaan utilitas untuk mulai memasang transformator solid-state dalam skala besar, yang kemudian akan menciptakan gelombang kedua dari skala ekonomi.

Kesimpulan Pasar Transformator Solid-State

Transformator solid-state masih merupakan teknologi yang sangat baru, yang masih mencari aplikasi pasar massal pertamanya. Tampaknya teknologi ini perlahan mulai menemukannya di pusat data, dan semakin banyak digunakan di taman fotovoltaik.

Langkah selanjutnya adalah meningkatkan produksi dan mendemonstrasikan dalam operasi dunia nyata bahwa desain transformator ini dapat lebih efisien, lebih andal, dan/atau pada akhirnya lebih murah daripada desain tradisional yang lebih mapan.

Beberapa perusahaan rintisan telah mendorong penggunaan SST, termasuk Kekuatan Bangau, didirikan oleh mantan eksekutif Tesla, Matriks DG, berfokus pada pusat data, dan Amperedan, berbasis di Singapura tetapi juga memiliki kapasitas di Amerika Serikat.

Masih perlu dilihat apakah perusahaan rintisan ini, atau raksasa mapan di industri kelistrikan, yang pada akhirnya akan mendominasi pasar ini, dengan reaksi perusahaan transformator tradisional terhadap pergeseran teknologi ini kemungkinan menjadi faktor kunci yang perlu diperhatikan oleh investor.

Berinvestasi di Transformator Solid-State: Eaton (ETN)

Eaton adalah penyedia peralatan listrik yang sangat besar, menempati peringkat #1 di AS dalam peralatan konversi daya, peralatan listrik tegangan rendah & menengah, serta hidrolik dan pompa bahan bakar untuk industri kedirgantaraan.

Perusahaan ini menghasilkan pendapatan sebesar $24 miliar pada tahun 2025, dengan pertumbuhan penjualan organik sebesar 8%; wilayah Amerika merupakan segmen terbesar perusahaan, dengan pusat data baru-baru ini menjadi segmen klien terbesarnya (hampir seperempat dari total pendapatan).

Hal ini menempatkan perusahaan pada posisi yang ideal untuk mendapatkan keuntungan dari tren elektrifikasi, pembangunan pusat data, reindustrialisasi (terutama pabrik semikonduktor), dan pembangunan energi terbarukan, hingga pada titik di mana tujuan yang dinyatakan perusahaan adalah:

“Kami akan menjadi perusahaan manajemen daya terkemuka di dunia.”

Untuk mewujudkan ambisi ini, perusahaan telah menginvestasikan $1 miliar untuk menambah 2 juta kaki persegi kapasitas produksinya.

Selain itu, perusahaan ini juga mengelola bagian "mobilitas", yang melayani permintaan transmisi & kopling truk komersial (#1 di Amerika) dan mobilitas listrik.

Secara total, 90% dari profitabilitas perusahaan pada tahun 2025 berasal dari segmen kelistrikan dan kedirgantaraan.

Segmen kedirgantaraan mencakup penyediaan komponen utama untuk pesawat sipil dan militer seperti F-35, Boeing KC-46A, Sikorsky CH-53K, Boeing 777X, Boeing B737MAX, Airbus A350, Airbus A320NEO, dll. Segmen ini juga menyediakan komponen untuk aplikasi luar angkasa kepada SpaceX, Blue Origin, Ariane Group, Amazon, Eutelsat Group, dll.

Mencerminkan meningkatnya permintaan akan peralatan listrik, pesanan yang belum terselesaikan (backlog) Eaton terus meningkat sepanjang tahun 2020-an hingga mencapai rekor tertinggi pada tahun 2025.

Pada Agustus 2025, Eaton mengakuisisi perusahaan transformator solid-state Resilient Power Systems seharga $86 juta.

Perusahaan rintisan tersebut memiliki desain untuk depot pengisian daya kendaraan listrik ultra-kompak yang terhubung langsung ke jaringan distribusi yang ada, sementara Eaton melihat prospek pertumbuhan lebih lanjut di pusat data dan penyimpanan energi, di mana hubungan yang sudah ada dapat membantu menyelesaikan lebih banyak kesepakatan dengan lebih cepat.

“Kami sangat gembira bergabung dengan Eaton, dan percaya bahwa gabungan tim, kemampuan, dan teknologi terdepan kami akan mendukung pertumbuhan berkelanjutan kami dalam produk dan pasar baru, termasuk pusat data. Transformator solid-state ultra kompak kami dapat meningkatkan efisiensi energi, mempercepat waktu pemasaran proyek, dan mendukung jaringan listrik yang andal.”

— Tom Keister, Pendiri dan CEO Resilient

Karena sebagian besar perusahaan SST masih terdaftar secara pribadi, penggabungan teknologi Resilient Power Systems dan pengalaman luas Eaton, jaringan penjualan, serta kapasitas manufaktur tampaknya merupakan cara yang baik bagi investor untuk mendapatkan eksposur ke sektor transformasi daya secara keseluruhan, tanpa risiko gangguan akibat kedatangan teknologi baru ini di pasar, dan malah mendapatkan manfaat darinya.

Berita dan Perkembangan Terbaru Saham Eaton (ETN)