Transformadores de Estado Sólido: O Futuro da Eletrificação da Rede?

Quando falamos do processo de eletrificação dominando nossa economia e indústrias, geralmente pensamos em veículos elétricos, baterias, carregadores rápidos, energia renovável, etc.

Mas, no final das contas, todas essas novas tecnologias ainda dependem de designs bastante antigos para a transformação básica de alta potência elétrica das usinas e fazendas solares para os níveis usados em carros, casas, centros de dados, plantas industriais, etc.

O design central do transformador moderno remonta ao final do século XIX, com os primeiros modelos comerciais desenvolvidos por William Stanley Jr. e posteriormente refinados à medida que os sistemas de energia AC se expandiam, defendidos por Westinghouse e Nikola Tesla (TSLA ). O princípio básico — indução eletromagnética usando núcleos de ferro e enrolamentos de cobre — permaneceu praticamente inalterado por mais de um século.

Esse era um design suficientemente bom para quando a única função dos transformadores era levar uma corrente padronizada da rede para o nível correto em condições relativamente estáveis e previsíveis.

Mas agora, à medida que a rede elétrica e a geração de energia se tornam mais descentralizadas, e a demanda por qualidade da corrente se torna mais rigorosa, isso mal é suficiente.

Felizmente, o progresso feito em materiais pela indústria de semicondutores está abrindo o caminho para um novo tipo potencial de transformador: os transformadores de estado sólido.

A Rede Centenária: Como os Transformadores Tradicionais Funcionam

Fundamentos Técnicos dos Transformadores Tradicionais

Conforme explicado, um transformador é um dispositivo que recebe corrente em uma determinada tensão e a converte para outra tensão, seja mais baixa ou mais alta. A capacidade e a transformação de corrente de um transformador clássico são fixadas pelo número de bobinas de cobre ou alumínio ao redor do núcleo de ferro. Componentes adicionais como disjuntores, buchas, fusíveis e outros materiais estão presentes para garantir que o transformador opere com segurança.

Embora inflexíveis e volumosos, essas são máquinas muito duráveis que podem ser usadas por décadas, ou até um século completo. Também é um grande negócio, com um mercado de US$ 69 bilhões em 2025, e espera‑se que cresça 7,97 % CAGR até 2034, atingindo US$ 135,9 bilhões.

Ainda assim, os transformadores como são fabricados hoje são dispositivos relativamente rudimentares, usando tecnologia inicial inventada no início dos anos 1900. À medida que nos tornamos cada vez mais dependentes da eletricidade para transporte, conectividade e outras aplicações modernas, isso pode se tornar um problema, especialmente porque a rede elétrica não funciona mais apenas com algumas usinas massivas, mas com fontes renováveis mais intermitentes e descentralizadas.

“Um transformador tradicional de aço, cobre e óleo não possui monitoramento, não tem controle. Em situações em que há picos de eletricidade ou uma usina entra offline, isso pode ser uma responsabilidade.”— Drew Baglino – Fundador e CEO da empresa de transformadores de estado sólido Heron Power

Como Funcionam os Transformadores de Estado Sólido (SST)

Com essa preocupação em mente, engenheiros buscam reinventar os transformadores. Em vez de cobre e ferro, voltaram sua atenção para novos materiais usados em veículos elétricos e semicondutores, como carbeto de silício e nitreto de gálio.

Outra diferença fundamental no design é que os transformadores de estado sólido (SSTs) não são feitos de um único bloco massivo de ferro e cobre, mas sim de vários módulos menores montados juntos. Como resultado, sua capacidade pode ser alterada facilmente, e qualquer ponto de falha pode ser substituído rapidamente.

Os SSTs diferem dos transformadores tradicionais em alguns pontos técnicos chave:

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Resolvendo a Escassez Global de Transformadores

Outro problema com os transformadores tradicionais é simplesmente que eles têm sido muito difíceis de encontrar recentemente.

Enquanto a demanda por maior capacidade da rede elétrica continua a crescer devido à eletrificação e à construção de centros de dados de múltiplos gigawatts, as empresas de serviços públicos dos EUA estão se esforçando para encontrar transformadores suficientes para manter a rede, e ainda mais melhorá‑la.

Um fator chave é que a rede elétrica está envelhecendo, e até mesmo um dispositivo tão robusto como um transformador pode precisar ser substituído a cada 50‑70 anos aproximadamente. Mais da metade dos transformadores de distribuição dos EUA, cerca de 40 milhões de unidades, já ultrapassaram sua vida útil esperada.

Combinado com o aumento dos preços das commodities, especialmente do cobre, isso fez com que os preços dos transformadores subissem de 45 % a 95 % desde 2019, dependendo da categoria.

“Os semicondutores de potência continuam ficando mais baratos. Aço, cobre e óleo, infelizmente, não estão nessa situação. Os preços das commodities podem oscilar bastante, e geralmente sobem.”— Drew Baglino – Fundador e CEO da empresa de transformadores de estado sólido Heron Power

Um fator adicional que aumenta os custos tem sido as tarifas sobre aço e outros metais estrangeiros, frequentemente até 50 % ou mais para países que fornecem a qualidade de material necessária para transformadores, como China ou Brasil.

Por fim, não houve investimento suficiente para aumentar o suprimento de transformadores, com muitas empresas até fechando no início dos anos 2000, em parte devido ao baixo investimento na rede por parte das concessionárias. Assim, agora, a cadeia de suprimentos de transformadores, incluindo o aço de grau especial que requer (aço elétrico), simplesmente não está disponível em quantidades suficientes.

No entanto, os transformadores de estado sólido não resolverão imediatamente a questão de custo dos novos transformadores, mesmo que possam fornecer um suprimento adicional muito necessário. Isso ocorre porque, por enquanto, eles ainda são de 5 a 10 vezes mais caros que os transformadores tradicionais.

Aplicações de SST: Onde os Transformadores de Estado Sólido Se Destacam

Centros de Dados de IA e Infraestrutura de Alta Potência

Considerando tudo, essas diferenças de capacidade entre transformadores antigos e transformadores de estado sólido mudam completamente a forma como podem ser usados.

Eles podem assumir as tarefas de muitos dispositivos de fornecimento de energia atualmente usados, suavizando simultaneamente os níveis de energia, convertendo AC para DC (ou vice‑versa), conectando tanto à rede quanto às baterias, etc.

Isso tornou os SSTs uma opção muito atraente para centros de dados, que enfrentam problemas de fornecimento de energia muito mais complexos que os de um usuário médio. Por exemplo, os SSTs podem eliminar a necessidade de sistemas de energia ininterrupta (UPS) e de conexão à rede nacional, parques de baterias e produção local de renováveis (energia behind‑the‑meter) simultaneamente.

Os SSTs mais compactos também economizam muito espaço em um centro de dados, liberando capacidade para mais racks de computação ou sistemas de suporte como refrigeração. Portanto, os custos adicionais vêm acompanhados de economias extras para casos especiais como centros de dados, que precisam de muito mais do que um simples transformador tradicional pode oferecer.

“Se você somar o custo de tudo que removemos, somos 60 % a 70 % desse custo.”— Haroon Inam, co‑fundador e CEO da DG Matrix, disse ao TechCrunch.

Por enquanto, os centros de dados foram os primeiros clientes dessa nova tecnologia, pois apreciam sua flexibilidade e compactação. Além disso, isso lhes permite “pular a fila” para novos transformadores. Por fim, fornece o tipo de estabilidade de energia que exigia muito investimento extra até agora; por exemplo, os transformadores da Heron Link podem fornecer aos racks de computação 30 segundos de energia enquanto as fontes de backup entram em operação.

Renováveis e Armazenamento de Energia na Rede

A maior parte da geração de energia foi projetada em torno de AC, pois inicialmente era produzida por turbinas giratórias em usinas de carvão, gás ou hidroelétricas. Mas a energia fotovoltaica, que se torna uma fonte dominante de geração, naturalmente produz corrente DC, exigindo inversores para primeiro convertê‑la em AC antes de ser enviada à rede.

O mesmo vale para baterias, que podem ser conectadas à rede AC, mas requerem DC tanto na entrada quanto na saída.

Como resultado, um transformador de estado sólido que pode desempenhar tanto as funções de um inversor quanto de um transformador pode acabar custando o mesmo preço que dois sistemas padrão separados.

Carregamento de Veículos Elétricos e Suporte Bidirecional

Espaço e a pegada total da instalação podem ser fatores limitantes para estações de carregamento de veículos elétricos. Nesse sentido, a densidade dos SSTs pode se transformar em uma vantagem competitiva.

Assim como parques de baterias, eles também se beneficiarão da capacidade de mudar a tensão enquanto desempenham a tarefa de um inversor AC‑DC.

Por fim, um transformador de estado sólido em uma estação de carregamento poderia transformá‑la em unidades de armazenamento adicionais, já que o mesmo dispositivo poderia alternar entre captar energia da rede ou fornecê‑la.

Por enquanto, os motoristas de veículos elétricos provavelmente não se interessarão muito por desempenhar esse papel de “bateria móvel”. Mas no futuro, frotas de carros autônomos podem aumentar sua lucratividade ao “alugar” sua capacidade de armazenamento em momentos críticos, usando estações de carregamento e SSTs como forma de injetar energia de volta à rede nas horas de pico.

Essa tendência também se tornará cada vez mais prevalente à medida que os pacotes de bateria dos EVs se tornarem mais duráveis, com pouca ou nenhuma degradação devido a ciclos de carga‑descarga mais frequentes.

O Futuro da Rede Elétrica Inteligente

Por enquanto, os SSTs têm sido simplesmente caros demais e novos demais para que as concessionárias os integrem em suas redes elétricas.

No entanto, a longo prazo, eles podem trazer uma mudança radical na forma como as redes elétricas são gerenciadas. Eles podem especialmente reduzir os custos de transmissão e distribuição, um dos maiores contribuintes para a inflação nas contas de energia.

Isso ocorre porque os transformadores de estado sólido podem responder a condições mutáveis, permitindo que os operadores da rede enviem mais energia pelos mesmos cabos, reduzindo a necessidade de novas linhas apesar do crescente consumo de energia.

“Você pode realmente tornar a infraestrutura mais acessível porque está colocando mais quilowatt‑horas nos mesmos postes e fios. É aí que a inteligência, em substituição a objetos mecânicos passivos projetados há 100 anos, pode fazer uma grande diferença.”— Drew Baglino – Fundador e CEO da empresa de transformadores de estado sólido Heron Power

Vale notar que o carbeto de silício e outros semicondutores para aplicações de energia só começaram a ser produzidos em massa há menos de uma década, graças ao boom dos EVs. Portanto, faz sentido que eles passem a custar progressivamente menos, à medida que métodos de fabricação mais eficientes são desenvolvidos e a indústria integra economias de escala.

Provavelmente, este será o passo necessário para que as concessionárias comecem a instalar transformadores de estado sólido em escala, o que criará uma segunda onda de economias de escala.

Conclusão do Mercado de Transformadores de Estado Sólido

Os transformadores de estado sólido ainda são uma tecnologia muito nova, buscando sua primeira aplicação em massa. Parece que estão encontrando‑a lentamente nos centros de dados e, cada vez mais, em parques fotovoltaicos.

O próximo passo será ampliar a produção e demonstrar em operação real que esse design de transformadores pode ser mais eficiente, mais confiável e/ou, finalmente, mais barato que os designs tradicionais mais estabelecidos.

Algumas startups têm impulsionado os SSTs, incluindo Heron Power, fundada por um ex‑executivo da Tesla, DG Matrix, focada em centros de dados, e Amperesand, com sede em Cingapura, mas com capacidade também nos EUA.

Resta saber se essas startups, ou os gigantes estabelecidos da indústria elétrica, acabarão dominando esse mercado, sendo a reatividade das empresas de transformadores tradicionais a essa mudança tecnológica provavelmente o fator chave a ser observado pelos investidores.

Investindo em Transformadores de Estado Sólido: Eaton (ETN)

A Eaton é um grande fornecedor de equipamentos elétricos, ocupando o primeiro lugar nos EUA em equipamentos de conversão de energia, equipamentos elétricos de baixa e média tensão, e hidráulica e bombas de combustível aeroespaciais.

Ela gerou US$ 24 bilhões em receita em 2025, com crescimento orgânico de vendas de 8 %; as Américas são o maior segmento da empresa, com os centros de dados recentemente se tornando seu maior segmento de clientes (quase um quarto de todas as receitas).

Isso coloca a empresa em posição perfeita para se beneficiar da tendência de eletrificação, construção de centros de dados, reindustrialização (especialmente fábricas de semicondutores) e expansão de energia renovável, a ponto de que o objetivo declarado da empresa é:

“Seremos a principal empresa de gerenciamento de energia do mundo.”

Para cumprir essa ambição, a empresa investiu US$ 1 bilhão para adicionar 2 milhões de pés quadrados à sua capacidade de produção.

Além disso, a empresa também administra uma seção de “mobilidade”, atendendo à demanda por transmissões e embreagens de caminhões comerciais (nº 1 nas Américas) e mobilidade elétrica.

No total, 90 % da lucratividade da empresa em 2025 provinha dos segmentos elétrico e aeroespacial.

O segmento aeroespacial inclui o fornecimento de componentes chave para aeronaves civis e militares como o F‑35, Boeing KC‑46A, Sikorsky CH‑53K, Boeing 777X, Boeing B737MAX, Airbus A350, Airbus A320NEO, etc. Também fornece componentes para aplicações espaciais à SpaceX (SPCX ), Blue Origin, Ariane Group, Amazon (AMZN ), Eutelsat Group, etc.

Refletindo a crescente demanda por equipamentos elétricos, o backlog da Eaton cresceu de forma constante ao longo da década de 2020, atingindo um nível recorde em 2025.

Em agosto de 2025, a Eaton adquiriu a empresa de transformadores de estado sólido Resilient Power Systems por US$ 86 milhões.

A startup possuía designs para depósitos de carregamento de EV ultra‑compactos que se conectam diretamente à rede de distribuição existente, enquanto a Eaton vê perspectivas de crescimento adicionais em centros de dados e armazenamento de energia, onde suas relações existentes podem ajudar a fechar mais negócios mais rapidamente.

“Estamos entusiasmados em nos juntar à Eaton e acreditamos que nossas equipes combinadas, capacidades e tecnologia de ponta apoiarão nosso crescimento contínuo em novos produtos e mercados, incluindo centros de dados. Nossos transformadores de estado sólido ultra‑compactos podem melhorar a eficiência energética, o tempo de lançamento ao mercado de projetos e apoiar uma rede confiável.”— Co‑fundador da Resilient e Diretor Executivo Tom Keister

Como a maioria das empresas de SST ainda são listadas privadamente, a fusão da tecnologia da Resilient Power Systems com a ampla experiência, rede de vendas e capacidade de fabricação da Eaton parece ser uma boa forma de os investidores obterem exposição ao setor de transformação de energia como um todo, sem risco de interrupção pela chegada desta nova tecnologia ao mercado, e beneficiando‑se dela ao mesmo tempo.

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