Революция SST: От центрове за данни до мрежи

Резюме: На 16 октомври 2025 г. NVIDIA публикува бялата книга "Архитектура на 800 VDC за следващото поколение AI инфраструктура", която подчертава, че с бързото развитие на големите модели на изкуствен интелект и непрекъснатата итерация на технологиите за CPU и GPU, мощността на един рел нараснала от 10 кВт през 2020 г. до 150 кВт през 2025 г., а прогнозира се да достигне 1 МВт на рел до 2028 г. За такива мегаватови ниво на мощността и екстремни плътности на мощност, традиционните системи за разпределение на нисковолтов преносим ток вече не са достатъчни. Поради това в бялата книга се предлага преход от конвенционалните 415V AC системи за доставка на електроенергия към архитектура за разпределение на 800V DC, което предизвиква значителен интерес към ключова възможност - твърдите трансформатори (SST).

Преимущества за проекти на данни центрове: Твърдият трансформатор (SST) може директно да преобразува от мрежов AC 10 kV до DC 800 V, предлагайки преимущества като компактен размер, лек дизайн и интегрирани функции, включително компенсация на реактивна мощност и управление на качеството на енергията. Системите HVDC могат да елиминират нуждата от много промеждутъчни устройства, като UPS агрегати.

От архитектурата за разпределение на мощността в данните центрове е ясно, че преходът към HVDC (High-Voltage Direct Current) предлага множество преимущества, включително:

• По-високо напрежение намалява тока, пряко намалявайки необходимото количество медна кабелна или шинна система.

• Значително намаление на оборудването за разпределение, елиминиращо нуждата от много традиционни UPS агрегати.

• Значително намаление на пространството за вспомогателни помещения - за мегаватови масштаби на рел данни центрове, традиционните електроустановки биха заемали много по-голяма площ от основните серверни стаи.

• Подобряване на ефективността на преобразуването: SST сами по себе си са значително по-ефективни от традиционните трансформатори, и с много по-малко етапи на преобразуване на мощност в общата системна архитектура, загубите на енергия се намаляват значително.

Както е показано на фигурата по-горе, шкафовете за съхранение на енергията могат да бъдат директно свързани към DC 800V шина ("батерията е директно прикачена"), като по този начин се намаляват промеждутъчните загуби на мощност и се елиминира цената на инверторите. Подобно, вятърната и слънчевата енергия също могат да бъдат интегрирани директно чрез DC/DC преобразуватели. Това напредък има значително значение за насърчаване на зелените данни центрове.

SST не са ограничени само до данни центрове: Целите "Двойен въглерод" (въглероден връх до 2030 г., въглеродна нейтралност до 2060 г.) са повишили енергийната ефективност в промишлените и граждански сектори до ново ниво. В общи индустриални и комерсиални сгради, SST могат да бъдат широко приложени. Когато вторичният изход е AC, SST могат директно да модернизират и заменят традиционните трансформатори. Когато вторичното напрежение е високоволтов DC, това ще бъде преобразяща стъпка за разпределение на DC енергия на ниво на сграда. Например, в текущото насърчаване на технологията "Фотоелектричен-Съхранение-Директен-Флексибен" (PSDF), от трансформатора до шината, централизирани или разпределени двупосочни инвертори AC/DC вече не са необходими, позволявайки безпроблемно разпределение на DC енергия в цялата сграда.

Касаейки опасенията относно зрелостта на крайното устройство, работещо с DC, такива устройства са все по-зрели, включително:

• Електромобили (EV): Платформите за EV са еволюирали от 400VDC до 800VDC и дори по-високо. Тези системи подчертават бързо зареждане, висока плътност на мощност, намалено количество медни кабели, и разполагат с ефективни правоъгълни преобразуватели, високоструйни портативни кабели, напредък в безопасността на конекторите и схеми за защита при дефект. Високоволтовият DC позволява на автомобилите да се зареждат или дори да продават енергия обратно към мрежата (V2G) чрез двупосочни станции за зареждане.

• Фотоелектричество (PV): Големите фотоелектрически ферми обикновено работят на 1000–1500VDC, използвайки зреела DC страна на апаратурата, предпазители и комбинаторни кутии, за да се свържат директно към системи за разпределение на DC.

• Съхранение на енергия (ES): Коммерческите и индустриалните системи за съхранение на енергия могат да бъдат директно свързани към DC 800V мрежи.

• HVAC и друго оборудване за енергия: Основните китайски производители на HVAC вече са започнали да предлагат единици, съвместими с 375V DC.

• LED осветление, контакти и други крайни устройства: Соответстващите DC продукти вече се прилагат широко.

• Относно SST трансформаторите, домакинските производители на оборудване вече са започнали да предлагат продукти, които се прилагат и популяризират в различни сценарии, като данни центрове и енергийни оптимизации.