Solución de energía verde para centros de datos de IA

Zhejiang Rockwell Energy Technology Co., Ltd.

Soluciones multi-escenario basadas en transformadores de estado sólido (SST)

1. Contexto de la industria y desafíos principales

1.1 Contexto de la industria

En la era de los grandes modelos de IA, la densidad de potencia de un solo rack de centro de datos ha pasado de los 8 kW tradicionales a más de 50–100 kW, y la carga eléctrica total está pasando de decenas de megavatios a cientos de megavatios. Los sistemas de energía altamente eficientes, que ahorran espacio y de rápida implementación se han convertido en la ventaja competitiva central de la infraestructura informática.

Solución de alimentación para centros de datos de IA ecológicos

1.2 Cuatro desafíos del suministro de energía tradicional en centros de datos

Punto crítico	Descripción	Causa raíz física
Cadena de potencia larga	10 kV → transformador de frecuencia de red → 400 V → CA/CC → CC/CC aislado → 48 V	Cinco etapas de conversión, cada una con pérdidas del 3%–5%
Cuello de botella de eficiencia	Eficiencia de toda la cadena de solo ~86%	Pérdidas acumuladas en múltiples etapas
Huella excesiva	Subestación + SAI + paneles de distribución apilados	Transformador de frecuencia de red más múltiples dispositivos
Despliegue lento	Más de 12 meses de construcción en el sitio	Equipos dispersos, cableado complejo

1.3 Cadena de potencia tradicional frente a SST — la diferencia física

Cadena tradicional (5 etapas de conversión)

Paso	Equipo	Pérdida	En términos sencillos
①	Transformador de frecuencia de red	1%–2%	Reduce de 10 kV a 400 V
②	Rectificador CA/CC	2%–3%	Convierte CA a CC
③	Convertidor CC/CC aislado	2%–3%	Conversión de CC aislada
④	Barra colectora de distribución	0,5%	Suministro de energía
⑤	Alimentación a nivel de placa	3%–5%	Reduce a la tensión de la CPU

Pérdida total: ~14% en toda la cadena, eficiencia de solo ~86%.

Cadena de conexión directa SST (2 etapas)

Paso	Equipo	Pérdida	En términos sencillos
①	Transformador de estado sólido SST	1%–2%	Conectado directamente a 10 kV; transformación, rectificación y aislamiento en un solo paso
②	Alimentación a nivel de placa	3%–5%	Reduce la tensión al nivel de la CPU

Pérdida total: ~9% en toda la cadena, eficiencia de ≥90,8%.

Causa raíz física: La conexión directa de media tensión SST elimina el transformador de frecuencia de red y las etapas de conversión intermedias, eliminando la pérdida del 3%–5% de cada etapa suprimida.

Green AI Data Centre Power Solution

2. Resumen de la solución y propuesta de valor

2.1 Definición de la solución (BLUF)

La sustitución de la cadena tradicional de "CC/CC aislado + CA/CC + transformador de frecuencia de red" por la potencia de estado sólido SST ofrece:

Eficiencia de cadena completa de ≥90,8% (+5%)
Superficie ocupada reducida en un 65%
Contenido de cobre reducido en más del 90%
Tiempo de instalación reducido en un 75%

2.2 Propuesta de valor principal

Dimensión de valor	Métrica	vs. tradicional
Eficiencia de cadena integral	≥90,8%	Tradicional ~86%, +5%
Huella	−65%	Un módulo integrado
Contenido de cobre	−90%+	La conexión directa de media tensión elimina las barras colectoras de alta corriente de baja tensión
Tiempo de instalación	−75%	Prefabricación en fábrica más conexión plug-and-play
Fiabilidad	Redundancia N+X	Bypass automático en caso de fallo de un solo módulo

3. Arquitectura del sistema

3.1 Topología del sistema (capa por capa)

① Conexión de media tensión: línea de entrada de doble anillo de 10 kV — con protección y medición de la línea de entrada
② Módulos de potencia SST (redundancia N+X): CA de 10 kV → barra colectora de CC → salida de 400 V / 48 V, con bypass automático de fallos
③ Capa de distribución: cabecera de columna → bastidores — servidores / almacenamiento / aceleradores de IA
④ Capa de gestión: monitorización del entorno y gestión energética

Capa	Composición	Flujo de potencia	Justificación del diseño
① Conexión de media tensión	Doble anillo de 10 kV	Red → SST	Alimentación redundante de doble fuente
② Suministro SST	Módulos N+X	10 kV → CC → Carga	Conversión y redundancia integradas
③ Capa de distribución	Cabecera de columna + bastidores	CC/CA → Servidores	Distribución local para reducir pérdidas
④ Capa de gestión	Monitorización ambiental + EMS	Flujo de información	Monitorización de la eficiencia energética

3.2 Comparación con la cadena tradicional

Etapa	Tradicional	SST	Beneficio
Conversión de tensión	Transformador de frecuencia de red + CA/CC + CC/CC	Unidad SST única	Elimina 3 etapas de conversión
Arquitectura de suministro	Apilamiento disperso	Modular e integrado	Huella −65%
Construcción	Cableado in situ	Prefabricación en fábrica	Tiempo −75%

4. Equipos principales y parámetros técnicos

Parámetro	Valor	Significado físico
Eficiencia de la cadena completa	≥90,8%	Ahorra las pérdidas de 3 etapas de conversión
Huella	-65%	Módulo integrado
Contenido de cobre	-90%+	Conexión directa de media tensión
Tiempo de instalación	-75%	Prefabricación en fábrica
Fiabilidad	Redundancia N+X	Derivación automática de fallos
Clase de potencia	Modular y escalable	Adecuado para clústeres de IA

5. Aspectos técnicos destacados y principios físicos

5.1 Aspecto destacado 1: Una cadena de potencia más compacta

Principio físico: cada etapa de conversión de CA/CC o CC/CC conlleva una pérdida del 3%–5%. El SST integra la transformación, la rectificación y el aislamiento en una sola etapa, reduciendo la cadena de cinco etapas a dos y eliminando esas pérdidas.

Beneficio cuantificado: +5% de eficiencia y una caída significativa del PUE.

Solución de energía para centros de datos de IA ecológicos

5.2 Aspecto destacado 2: Conexión directa de media tensión

Principio físico: el enfoque tradicional necesita barras colectoras de baja tensión y alta corriente (400 V, miles de amperios) para suministrar energía, con una gran pérdida de cobre. El SST se conecta directamente a 10 kV, suministrando energía a alta tensión y baja corriente, por lo que el uso de cobre en las barras colectoras se reduce drásticamente.

Beneficio cuantificado: contenido de cobre −90%+, con menor generación de calor y riesgo de incendio reducido.

5.3 Aspecto destacado 3: Conectar y usar

Principio físico: la prefabricación modular en fábrica significa que solo se necesitan el montaje y el cableado en el sitio.

Beneficio cuantificado: tiempo de instalación −75%, permitiendo que los centros de computación de IA entren en funcionamiento rápidamente.

6. Comparación económica con el enfoque tradicional

Partida de coste	Tradicional	SST	Ahorros
Obras civiles (superficie)	Línea base	−65%	Significativo
Material de cobre	Línea base	−90%	Costes de material reducidos drásticamente
Electricidad (eficiencia)	Línea base	+5%	Grandes ahorros anuales
Construcción	12 meses	3 meses	Ingresos por puesta en marcha anticipada

7. Referencias de proyectos emblemáticos

Proyecto	Aplicación	Datos clave
GDS Chongqing	Integración de almacenamiento de energía de conexión directa	Eficiencia general del 90%
CNPC Kunshan	Estación de carga	Eficiencia superior al 95%
Red Eléctrica de Guangdong	Interconexión flexible	Eficiencia del 98,7%

8. Normas técnicas y cumplimiento

Norma	Alcance
GB 50174	Código de diseño de centros de datos
GB/T 34120	Almacenamiento de energía conectado a la red
IEC 61850	Comunicación

9. Suministro y servicios

Unidades modulares prefabricadas en fábrica
Instalación plug-and-play en el sitio
Operación y mantenimiento remoto de ciclo de vida completo

Equipamiento desplegado

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