Solid-State Transformers: Masa Depan Elektrifikasi Grid?

Ketika kita membicarakan proses elektrifikasi yang mengambil alih ekonomi dan industri kita, kita kebanyakan memikirkan kendaraan listrik (EV), baterai, pengisi daya cepat, energi terbarukan, dll.

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, dll.

Desain inti transformator modern berakar pada akhir abad ke-19, dengan model komersial awal yang dikembangkan oleh William Stanley Jr. dan kemudian disempurnakan seiring berkembangnya sistem tenaga AC, dipelopori oleh Westinghouse dan Nikola Tesla (TSLA ). Prinsip dasar — induksi elektromagnetik menggunakan inti besi dan lilitan tembaga — tetap hampir tidak berubah selama lebih dari satu abad.

Ini adalah desain yang cukup baik ketika satu-satunya tugas transformator adalah membawa arus standar dari jaringan ke tingkat yang tepat dalam kondisi yang relatif stabil dan dapat diprediksi.

Namun sekarang, seiring jaringan listrik dan pembangkit listrik menjadi lebih terdesentralisasi, dan permintaan akan kualitas arus menjadi lebih ketat, desain ini hampir tidak cukup.

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

Jaringan Berusia Seratus Tahun: Cara Kerja Transformator Tradisional

Fundamental Teknis Transformator Tradisional

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

Meskipun kaku dan besar, mesin ini sangat tahan lama dan dapat digunakan selama puluhan tahun, bahkan hingga satu abad penuh. Ini juga merupakan bisnis besar, dengan pasar sebesar $69 miliar pada 2025, dan diperkirakan tumbuh 7,97% CAGR hingga 2034 menjadi $135,9 miliar.

Namun, transformator seperti yang dibuat saat ini masih merupakan perangkat yang relatif kasar, 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 bergantung pada beberapa pembangkit listrik besar saja, melainkan pada sumber terbarukan yang lebih intermiten dan terdesentralisasi.

“Transformator lama berbahan baja, tembaga, dan minyak tidak memiliki pemantauan, tidak memiliki kontrol. Dalam situasi di mana listrik melambung atau pembangkit listrik terputus, hal itu dapat menjadi risiko.”— Drew Baglino – Pendiri dan CEO perusahaan solid-state transformer Heron Power

Cara Kerja Solid-State Transformer (SST)

Dengan kekhawatiran tersebut, para insinyur berusaha menciptakan kembali transformator. Alih-alih tembaga dan besi, mereka beralih ke material baru yang digunakan dalam kendaraan listrik dan semikonduktor, seperti silikon karbida dan gallium nitride.

Perbedaan fundamental lain dalam desain adalah bahwa solid-state transformer (SST) tidak terbuat dari satu blok besi dan tembaga besar, melainkan dari banyak modul kecil yang dirakit bersama. Akibatnya, kapasitasnya dapat diubah dengan mudah, dan setiap titik kegagalan dapat diganti dengan cepat.

SST berbeda dari transformator tradisional dalam beberapa poin teknis utama:

Geser untuk menggulir →

Mengatasi Kekurangan Pasokan Transformator Global

Masalah lain dengan transformator tradisional adalah mereka sangat sulit ditemukan belakangan ini.

Sementara permintaan akan kapasitas jaringan listrik yang lebih besar terus meningkat karena elektrifikasi dan pembangunan pusat data multi-gigawatt, perusahaan utilitas AS bergegas mencari cukup transformator untuk mempertahankan jaringan, bahkan lebih meningkatkan nya.

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

Ditambah dengan kenaikan harga komoditas, terutama tembaga, hal ini menyebabkan harga transformator naik antara 45% hingga 95% sejak 2019, tergantung pada kategori.

“Semikonduktor daya terus menjadi lebih murah. Baja, tembaga, dan minyak, sayangnya, tidak berada dalam situasi itu. Harga komoditas dapat berfluktuasi, dan umumnya naik.”— Drew Baglino – Pendiri dan CEO perusahaan solid-state transformer Heron Power

Faktor tambahan yang meningkatkan biaya adalah tarif pada baja asing dan logam lainnya, seringkali hingga 50% atau lebih untuk negara yang menyediakan kualitas material yang dibutuhkan untuk transformator, seperti China atau Brazil.

Terakhir, belum ada investasi yang cukup untuk meningkatkan pasokan transformator, dengan banyak perusahaan bahkan tutup pada awal 2000-an, sebagian karena investasi yang terlalu rendah dalam jaringan oleh perusahaan utilitas. Jadi kini, rantai pasokan transformator, termasuk jenis baja khusus yang dibutuhkannya (baja listrik), tidak tersedia dalam jumlah yang cukup.

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

Aplikasi SST: Di Mana Solid-State Transformer Unggul

Pusat Data AI dan Infrastruktur Daya Tinggi

Jika dilihat secara keseluruhan, perbedaan kapasitas antara transformator lama dan solid-state transformer sepenuhnya mengubah cara penggunaannya.

Mereka dapat mengambil alih tugas banyak perangkat pasokan daya yang saat ini digunakan, secara bersamaan meratakan level daya, mengonversi AC ke DC (atau sebaliknya), menghubungkan ke jaringan maupun baterai, dll.

Hal ini menjadikan SST pilihan yang sangat menarik bagi pusat data, yang menghadapi masalah pasokan daya yang jauh lebih kompleks dibandingkan pengguna daya rata-rata. Misalnya, SST dapat menghilangkan kebutuhan akan sistem UPS (Uninterruptible Power Supply) dan koneksi ke jaringan nasional, taman baterai, serta produksi energi terbarukan lokal (daya di belakang meter) sekaligus.

SST yang lebih kompak juga menghemat banyak ruang di pusat data, membebaskan kapasitas untuk lebih banyak rak komputasi atau sistem pendukung seperti pendinginan. Jadi biaya tambahan juga disertai dengan penghematan ekstra untuk kasus khusus seperti pusat data, yang membutuhkan jauh lebih banyak daripada yang dapat diberikan oleh transformator tradisional sederhana.

“Jika Anda menjumlahkan biaya semua yang telah kami hilangkan, kami menghemat 60% hingga 70% dari biaya tersebut.”— Haroon Inam, co-founder dan CEO DG Matrix, mengatakan kepada TechCrunch.

Saat ini, pusat data menjadi pelanggan pertama untuk teknologi baru ini, karena mereka menghargai fleksibilitas dan kekompakan nya. Selain itu, hal ini memungkinkan mereka “melewati antrean” untuk transformator baru. Akhirnya, ini memberikan jenis stabilitas daya yang sebelumnya memerlukan banyak investasi tambahan, misalnya transformator Heron Link dapat menyediakan daya selama 30 detik untuk rak komputasi saat sumber cadangan menyala.

Energi Terbarukan dan Penyimpanan Energi Grid

Kebanyakan pembangkit listrik dirancang berdasarkan AC, karena awalnya dihasilkan oleh turbin berputar di pembangkit listrik batu bara, gas, atau hidro. Namun fotovoltaik, yang berkembang menjadi sumber energi dominan, secara alami menghasilkan arus DC, memerlukan inverter untuk mengubahnya menjadi AC sebelum dikirim ke jaringan.

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

Akibatnya, solid-state transformer yang dapat melakukan fungsi inverter dan transformator sekaligus dapat berakhir dengan biaya yang sama dengan dua sistem standar terpisah.

Pengisian EV dan Dukungan Dua Arah

Ruang dan jejak keseluruhan fasilitas dapat menjadi faktor pembatas bagi stasiun pengisian EV. Dalam hal ini, kepadatan SST dapat menjadi keunggulan kompetitif.

Seperti taman baterai, mereka juga akan mendapat manfaat dari kemampuan mengubah tegangan sekaligus melakukan fungsi inverter AC-DC.

Terakhir, solid-state transformer di stasiun pengisian dapat membantu menjadikannya unit penyimpanan tambahan, karena perangkat yang sama dapat bergantian menarik daya dari jaringan atau memasok energi ke jaringan.

Saat ini, pengemudi EV tidak terlalu tertarik untuk menjalankan peran “baterai mobile” ini. Namun di masa depan, armada mobil self‑driving dapat meningkatkan profitabilitas mereka dengan “menyewakan” kapasitas penyimpanan pada momen kritis, dan menggunakan stasiun pengisian serta SST sebagai cara untuk menyuntikkan energi kembali ke jaringan pada jam puncak.

Tren ini juga akan semakin umum seiring paket baterai EV menjadi lebih tahan lama, dengan sedikit atau tidak ada degradasi dari siklus pengisian‑pengosongan yang lebih sering.

Masa Depan Grid Daya Pintar

Saat ini, SST masih terlalu mahal dan baru bagi perusahaan utilitas untuk mengintegrasikannya ke dalam jaringan listrik mereka.

Namun, dalam jangka panjang, mereka dapat membawa perubahan radikal dalam pengelolaan jaringan listrik. Mereka khususnya dapat mengurangi biaya transmisi dan distribusi, salah satu kontributor terbesar inflasi tagihan utilitas.

Hal ini karena solid-state transformer dapat merespons kondisi yang berubah, memungkinkan operator jaringan mengirim lebih banyak daya melalui jalur yang sama, mengurangi kebutuhan jalur baru meskipun konsumsi daya meningkat.

“Anda sebenarnya dapat membuat infrastruktur lebih terjangkau karena menyalurkan lebih banyak kilowatt‑jam melalui tiang dan kabel yang sama. Di sinilah kecerdasan, menggantikan objek mekanik pasif yang dirancang 100 tahun lalu, dapat membuat perbedaan besar.”— Drew Baglino – Pendiri dan CEO perusahaan solid-state transformer Heron Power

Perlu dicatat bahwa silikon karbida dan semikonduktor lain untuk aplikasi daya baru mulai diproduksi secara massal kurang dari satu dekade yang lalu, berkat lonjakan EV. Jadi masuk akal bahwa biaya mereka akan secara bertahap menurun, seiring metode manufaktur yang lebih efisien dikembangkan, dan industri mengintegrasikan ekonomi skala.

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

Kesimpulan Pasar Solid-State Transformer

Solid-state transformer masih merupakan teknologi yang sangat baru, mencari aplikasi pasar massal pertama mereka. Tampaknya mereka perlahan menemukan pasar tersebut melalui pusat data, dan semakin banyak melalui taman fotovoltaik.

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

Beberapa startup telah mendorong pengembangan SST, termasuk Heron Power, yang didirikan oleh mantan eksekutif Tesla, DG Matrix, yang fokus pada pusat data, dan Amperesand, berbasis di Singapura namun memiliki kapasitas di AS juga.

Masih harus dilihat apakah startup ini, atau raksasa yang sudah mapan dalam industri listrik, pada akhirnya akan mendominasi pasar ini, dengan reaktivitas perusahaan transformator tradisional terhadap pergeseran teknologi ini kemungkinan menjadi faktor kunci yang harus dipantau investor.

Berinvestasi dalam Solid-State Transformer: Eaton (ETN)

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

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

Hal ini menempatkan perusahaan dalam posisi yang sempurna untuk mendapatkan manfaat dari tren elektrifikasi, pembangunan pusat data, reindustrialisasi (terutama pabrik semikonduktor), dan peningkatan energi terbarukan, hingga tujuan perusahaan yang dinyatakan 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 produksi.

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

Secara total, 90% profitabilitas perusahaan pada 2025 berasal dari segmen listrik dan aerospace.

Segmen aerospace mencakup penyediaan komponen kunci untuk pesawat sipil dan militer seperti F-35, Boeing KC-46A, Sikorsky CH-53K, Boeing 777X, Boeing B737MAX, Airbus A350, Airbus A320NEO, dll. Selain itu, juga menyediakan komponen untuk aplikasi luar angkasa kepada SpaceX (SPCX ), Blue Origin, Ariane Group, Amazon (AMZN ), Eutelsat Group, dll.

Mencerminkan permintaan yang meningkat untuk peralatan listrik, backlog Eaton terus tumbuh sepanjang tahun 2020-an hingga mencapai level rekor pada 2025.

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

Startup tersebut memiliki desain untuk depot pengisian EV 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 menutup lebih banyak kesepakatan dengan lebih cepat.

“Kami sangat senang bergabung dengan Eaton, dan percaya bahwa tim, kemampuan, serta teknologi terdepan kami yang digabungkan akan mendukung pertumbuhan berkelanjutan kami dalam produk dan pasar baru, termasuk pusat data. Solid-state transformer ultra‑kompak kami dapat meningkatkan efisiensi energi, waktu pemasaran proyek, dan mendukung jaringan yang handal.”— Tom Keister, Co‑Founder dan CEO Resilient

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

Berita Saham Eaton (ETN) Terbaru dan Perkembangan