作為“小盒子挑戰(zhàn)賽”(Little Box Challenge)的一部分，總部位于美國(guó)加州山景城的谷歌公司(Google)正在懸賞100萬(wàn)美元，以獎(jiǎng)勵(lì)能夠設(shè)計(jì)和制造出一款更出色的小型電源逆變器的人。

為什么谷歌、電氣與電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)以及包括Cree和Transphorm在內(nèi)的其他公司，會(huì)想要拿出100萬(wàn)美元征集更好的小型電源逆變器呢？那大概是因?yàn)檫@樣一款設(shè)備——即“功率密度至少達(dá)到每立方英寸50瓦的千瓦級(jí)電源逆變器”——對(duì)釋放滯留在電網(wǎng)的數(shù)十億美元商業(yè)價(jià)值來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。

以下是谷歌的說(shuō)法：

我們認(rèn)為，逆變器將變得對(duì)我們的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境越來(lái)越重要，因?yàn)樘?yáng)能光伏、電池以及類似的電力來(lái)源正在持續(xù)快速增長(zhǎng)。更廣泛地說(shuō)，類似形式的電力電子技術(shù)無(wú)處不在，比如在筆記本電腦、手機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、電動(dòng)汽車以及風(fēng)力渦輪機(jī)當(dāng)中。我們期待，由這項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)激發(fā)的創(chuàng)新技術(shù)能夠具有跨越這些領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，提升效率，降低成本，并開拓我們今天所無(wú)法想象的用例。另外，這諸多改進(jìn)也有利于我們更安全和更有效率地運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)中心，這一點(diǎn)也毫無(wú)壞處。

對(duì)于突破性逆變器技術(shù)的顛覆性影響，谷歌的這段解釋只能算是輕描淡寫。事實(shí)上，在2009年，美國(guó)麻省理工學(xué)院(MIT)的一組研究人員對(duì)分布式發(fā)電行業(yè)的研發(fā)趨勢(shì)進(jìn)行了分析，其成果《分布式發(fā)電的文獻(xiàn)計(jì)量分析》得出結(jié)論稱，電源逆變器從2000年就開始成為分布式能源行業(yè)研發(fā)的主要焦點(diǎn)。

“在所有分布式發(fā)電接口類型當(dāng)中，基于逆變器的分布式發(fā)電技術(shù)似乎成了主要類型，它存在很多有趣和具有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題。”論文的作者如是說(shuō)。

在分布式能源行業(yè)，很多最聰明的大腦——比如來(lái)自帕累托能源公司的蓋伊·華納(Guy Warner)——相信，電源逆變器將能變革接入電網(wǎng)的方式，就好似調(diào)制解調(diào)器變革了接入電話系統(tǒng)的方式一樣。調(diào)制解調(diào)器能夠讓任何擁有一臺(tái)電腦和一根電話線的用戶訪問(wèn)數(shù)據(jù)服務(wù)，而且不需要電話公司對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造。這一簡(jiǎn)單的功能成功消除了通過(guò)電話系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)的一個(gè)主要障礙。

聯(lián)合愛(ài)迪生電力公司(Con Edison)的服務(wù)區(qū)域，帶有逆變器的直流電發(fā)電機(jī)可能會(huì)安裝在任何地點(diǎn)。

從上世紀(jì)60年代開始，美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)被小型用戶駐地設(shè)備制造商的投訴淹沒(méi)了，后者指稱美國(guó)電話電報(bào)公司(AT&T)禁止終端用戶將其設(shè)備連接到貝爾系統(tǒng)(Bell System)，理由是那樣做會(huì)危及“網(wǎng)絡(luò)完整性”。“用戶駐地設(shè)備”(CPE)這個(gè)術(shù)語(yǔ)是指安裝在用戶(而不是運(yùn)營(yíng)商)處所的設(shè)備，其作用是發(fā)起、傳輸或終止電信服務(wù)。

1975年，聯(lián)邦通信委員會(huì)在其法規(guī)第68部分規(guī)定了用戶在公共交換電話網(wǎng)絡(luò)使用非電話公司制造設(shè)備的原則。第68部分規(guī)定解決了終端設(shè)備連接公共電話網(wǎng)絡(luò)的問(wèn)題，它允許消費(fèi)者使用任何來(lái)源的設(shè)備連接到公共網(wǎng)絡(luò)，只要該設(shè)備符合第68部分列出的技術(shù)規(guī)范。聯(lián)邦通信委員會(huì)的設(shè)備登記和認(rèn)證程序經(jīng)過(guò)了精心設(shè)計(jì)，讓富有創(chuàng)新精神的制造商得以制造和部署一系列在公共網(wǎng)絡(luò)中使用的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)設(shè)備，而且制造商這樣做無(wú)需獲得聯(lián)邦通信委員會(huì)或壟斷電話公司的事先許可。

通過(guò)允許設(shè)備接入電話網(wǎng)絡(luò)，第68部分規(guī)定以及聯(lián)邦通信委員會(huì)撤銷對(duì)用戶駐地設(shè)備管制的決定調(diào)動(dòng)了多方力量，最終促進(jìn)了調(diào)制解調(diào)器的普及。如果沒(méi)有第68部分規(guī)定，公共交換網(wǎng)絡(luò)的用戶將無(wú)法讓自己的電腦和調(diào)制解調(diào)器連接到網(wǎng)絡(luò)，而那很可能導(dǎo)致互聯(lián)網(wǎng)無(wú)法發(fā)展起來(lái)。

1962年，首款商用調(diào)制解調(diào)器產(chǎn)品被美國(guó)電話電報(bào)公司生產(chǎn)出來(lái)，其速率為每秒300比特。到1991年，調(diào)制解調(diào)器的速率已經(jīng)提高至每秒14.4千比特。三年后，這個(gè)速率翻了一番，至每秒28.8千比特。1996年，布倫特·湯森(Brent Townshend)發(fā)明了56K調(diào)制解調(diào)器。

在電力行業(yè)，“逆變器”可能是最接近調(diào)制解調(diào)器的類比了。再把這個(gè)類比更進(jìn)一層，我們可以打比方說(shuō)，如今最頂尖的逆變器技術(shù)每秒也只能傳輸數(shù)百比特的數(shù)據(jù)。連接電網(wǎng)的問(wèn)題長(zhǎng)久以來(lái)一直是而且如今仍然是阻礙分布式發(fā)電發(fā)展的一個(gè)主要制約因素，而對(duì)那些被設(shè)計(jì)成在電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)工作的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)更是如此。

要跨越上述的能力缺口，谷歌的“小盒子挑戰(zhàn)賽”可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，但它肯定是朝著正確方向邁出了一步。為了讓大家了解其中的挑戰(zhàn)性有多大，讓我告訴大家這樣一件事：美國(guó)海軍(U.S. Navy)的海軍研究辦公室(Naval Research)曾在大約十年前贊助過(guò)一個(gè)名為“電力電子標(biāo)準(zhǔn)模塊”(Power Electronic Building Blocks，簡(jiǎn)稱PEBB)的項(xiàng)目，旨在通過(guò)為系統(tǒng)組件設(shè)計(jì)推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化平臺(tái)的工作，尋求降低電力電子技術(shù)(比如逆變器)的成本。

PEBB項(xiàng)目的理念很吸引人，但最終的成果不甚理想。在一年左右以后，我們將能看到谷歌的努力到底會(huì)有怎樣的結(jié)果。