谷歌悬赏100万美元征集更好的电源逆变器

作为“小盒子挑战赛”（Little Box Challenge）的一部分，总部位于美国加州山景城的谷歌公司（Google）正在悬赏100万美元，以奖励能够设计和制造出一款更出色的小型电源逆变器的人。

为什么谷歌、电气与电子工程师协会（IEEE）以及包括Cree和Transphorm在内的其他公司，会想要拿出100万美元征集更好的小型电源逆变器呢？那大概是因为这样一款设备——即“功率密度至少达到每立方英寸50瓦的千瓦级电源逆变器”——对释放滞留在电网的数十亿美元商业价值来说至关重要。

以下是谷歌的说法：

我们认为，逆变器将变得对我们的经济和环境越来越重要，因为太阳能光伏、电池以及类似的电力来源正在持续快速增长。更广泛地说，类似形式的电力电子技术无处不在，比如在笔记本电脑、手机、电机驱动器、电动汽车以及风力涡轮机当中。我们期待，由这项奖励激发的创新技术能够具有跨越这些领域的广泛应用，提升效率，降低成本，并开拓我们今天所无法想象的用例。另外，这诸多改进也有利于我们更安全和更有效率地运营数据中心，这一点也毫无坏处。

对于突破性逆变器技术的颠覆性影响，谷歌的这段解释只能算是轻描淡写。事实上，在2009年，美国麻省理工学院（MIT）的一组研究人员对分布式发电行业的研发趋势进行了分析，其成果《分布式发电的文献计量分析》得出结论称，电源逆变器从2000年就开始成为分布式能源行业研发的主要焦点。

“在所有分布式发电接口类型当中，基于逆变器的分布式发电技术似乎成了主要类型，它存在很多有趣和具有挑战性的问题。”论文的作者如是说。

在分布式能源行业，很多最聪明的大脑——比如来自帕累托能源公司的盖伊·华纳（Guy Warner）——相信，电源逆变器将能变革接入电网的方式，就好似调制解调器变革了接入电话系统的方式一样。调制解调器能够让任何拥有一台电脑和一根电话线的用户访问数据服务，而且不需要电话公司对网络进行改造。这一简单的功能成功消除了通过电话系统传输数据的一个主要障碍。

从上世纪60年代开始，美国联邦通信委员会（FCC）被小型用户驻地设备制造商的投诉淹没了，后者指称美国电话电报公司（AT&T）禁止终端用户将其设备连接到贝尔系统（Bell System），理由是那样做会危及“网络完整性”。“用户驻地设备”（CPE）这个术语是指安装在用户（而不是运营商）处所的设备，其作用是发起、传输或终止电信服务。

1975年，联邦通信委员会在其法规第68部分规定了用户在公共交换电话网络使用非电话公司制造设备的原则。第68部分规定解决了终端设备连接公共电话网络的问题，它允许消费者使用任何来源的设备连接到公共网络，只要该设备符合第68部分列出的技术规范。联邦通信委员会的设备登记和认证程序经过了精心设计，让富有创新精神的制造商得以制造和部署一系列在公共网络中使用的语音和数据设备，而且制造商这样做无需获得联邦通信委员会或垄断电话公司的事先许可。

通过允许设备接入电话网络，第68部分规定以及联邦通信委员会撤销对用户驻地设备管制的决定调动了多方力量，最终促进了调制解调器的普及。如果没有第68部分规定，公共交换网络的用户将无法让自己的电脑和调制解调器连接到网络，而那很可能导致互联网无法发展起来。

1962年，首款商用调制解调器产品被美国电话电报公司生产出来，其速率为每秒300比特。到1991年，调制解调器的速率已经提高至每秒14.4千比特。三年后，这个速率翻了一番，至每秒28.8千比特。1996年，布伦特·汤森（Brent Townshend）发明了56K调制解调器。

在电力行业，“逆变器”可能是最接近调制解调器的类比了。再把这个类比更进一层，我们可以打比方说，如今最顶尖的逆变器技术每秒也只能传输数百比特的数据。连接电网的问题长久以来一直是而且如今仍然是阻碍分布式发电发展的一个主要制约因素，而对那些被设计成在电网出现故障时工作的系统来说更是如此。

要跨越上述的能力缺口，谷歌的“小盒子挑战赛”可能远远不够，但它肯定是朝着正确方向迈出了一步。为了让大家了解其中的挑战性有多大，让我告诉大家这样一件事：美国海军（U.S. Navy）的海军研究办公室（Naval Research）曾在大约十年前赞助过一个名为“电力电子标准模块”（Power Electronic Building Blocks，简称PEBB）的项目，旨在通过为系统组件设计推进标准化平台的工作，寻求降低电力电子技术（比如逆变器）的成本。

PEBB项目的理念很吸引人，但最终的成果不甚理想。在一年左右以后，我们将能看到谷歌的努力到底会有怎样的结果。

译 何无鱼     校 陈岳林