En un laboratorio cableado para simular un barrio residencial, Alex Huang está trabajando para transformar las envejecidas redes eléctricas en algo más parecido a Internet: una red que pueda dirigir la energía no sólo desde las estaciones centralizadas a los consumidores, sino desde cualquier fuente a cualquier destino y por cualquier ruta que tenga más sentido. Para ello, Huang, profesor de ingeniería eléctrica en la North Carolina State University, está reinventando los transformadores que en la actualidad reducen el voltaje de la electricidad distribuida a los barrios para que sea adecuada para su uso en hogares y oficinas.

Su nuevo transformador facilitará que la red haga frente a cosas para las que jamás fue diseñada, como cargar un gran número de vehículos eléctricos y aprovechar los excedentes de electricidad de paneles solares residenciales. Los contadores inteligentes en los hogares y las oficinas pueden contribuir proporcionando información detallada sobre el flujo de electricidad, pero también se necesita un control preciso sobre ese flujo. Esto no sólo estabilizaría la red, sino que conseguiría un mejor equilibrio entre la oferta y la demanda, reduciendo los picos para que fueran necesarias una menor cantidad de plantas de energía para garantizar el suministro de electricidad.

"Necesitamos un dispositivo totalmente nuevo entre las viviendas y las redes para proporcionar un buffer, de modo que la red siga siendo estable sin importar lo que esté pasando en los hogares", afirma Huang. Los transformadores convencionales sólo trabajan con CA y requieren un ajuste manual o unos voluminosos interruptores electromecánicos para redirigir la energía. Lo que él quiere es un transformador compacto que pueda manejar tanto CC como CA y pueda ser controlado electrónicamente para que responda casi instantáneamente a las fluctuaciones de la oferta y la demanda. Si un vecino conectase un coche eléctrico en un cargador de CA, por ejemplo, podría responder usando CC de los paneles solares de otro vecino, que de otra forma no se usaría.

Para construir un transformador de este tipo, Huang comenzó desarrollando transistores y otros dispositivos basados ​​en semiconductores capaces de manejar miles de voltios, y fundó la Future Renewable Electric Energy Delivery and Management Systems Center en NC State en 2008. Su primer transformador tenía componentes a base de silicio, pero el silicio es muy poco fiable para su uso a gran escala y a altos voltajes. Así que Huang ha sido pionero en el desarrollo de transformadores con semiconductores a base de compuestos de silicio y carbono o galio y nitrógeno, que son más fiables en aplicaciones de alta potencia. Espera tener una versión de prueba del transformador de silicio-carbono lista en dos años, y tener un dispositivo que las compañías eléctricas puedan probar en cinco años.

Los transformadores de Huang harían que la conexión de un panel solar o coche eléctrico a la red fuese tan simple como conectar una cámara digital o una impresora a un ordenador. Eso reduciría nuestra dependencia de los combustibles fósiles, haciendo más fácil que las fuentes de energía más limpia a pequeña escala contribuyesen a la red. Afirma: "El beneficio real para la sociedad llegará cuando se produzca un efecto acumulado procedente de muchos, muchos generadores pequeños, que esperamos serán fuentes de energía renovables y sostenibles".