SST Revoluce: Od datových center k elektrickým sítím
Abstrakt: 16. října 2025 společnost NVIDIA zveřejnila bílou knihu "Architektura 800 VDC pro infrastrukturu budoucí generace AI", která zdůrazňuje, že s rychlým pokrokem velkých modelů umělé inteligence a neustálou iterací technologií CPU a GPU se výkon na racku zvýšil z 10 kW v roce 2020 na 150 kW v roce 2025 a předpokládá se, že do roku 2028 dosáhne 1 MW na rack. Pro takové megawattové zatížení a extrémní hustoty výkonu již tradiční distribuční systémy nízkého napětí AC nestačí. Proto bílá kniha navrhuje upgrade z běžných 415V AC elektrických systémů na distribuční architekturu 800V DC, což vyvolalo značný zájem o klíčovou povolující technologii – pevné transformátory (SST).
Výhody pro projekty datových center: Pevný transformátor (SST) může přímo převádět síťové AC 10 kV na DC 800 V, nabízí výhody jako kompaktní rozměry, lehký design a integrované funkce, včetně kompenzace reaktivního výkonu a správy kvality energie. Systémy HVDC mohou eliminovat potřebu mnoha meziprostředních zařízení, jako jsou UPS jednotky.
Z distribuční architektury datového centra je zřejmé, že přechod na HVDC (High-Voltage Direct Current) nabízí mnoho výhod, včetně:
Vyšší napětí snižuje proud, což přímo snižuje množství potřebného měděného kabelu nebo sběrnice.
Významné snížení distribučního vybavení, odstranění potřeby mnoha tradičních UPS jednotek.
Substantiální snížení prostoru pro pomocné zařízení – pro datové centrum s megawattovým výkonem na rack by tradiční elektrické místnosti zabíraly mnohem větší plochu než hlavní serverové místnosti.
Zlepšená efektivita převodu: SST samotné jsou výrazně efektivnější než tradiční transformátory, a s mnohem menším počtem stadií převodu energie v celkové architektuře systému jsou energetické ztráty výrazně sníženy.
Jak je znázorněno na obrázku výše, skříně akumulačních baterií lze přímo připojit k DC 800V sběrnici ("přímé připojení baterií"), čímž se snižují mezilehlé ztráty energie a eliminují se náklady na inverzory. Podobně se mohou i větrné a sluneční zdroje energie integrovat přímo přes převodnice DC/DC. Tento pokrok má velký význam pro podporu ekologických datových center.
Pevné transformátory nejsou omezeny pouze na datová centra: Cíle "Dvojité uhlík" (vrchol emisí uhlíku do roku 2030, klimatická neutralita do roku 2060) zvedly energetickou efektivitu v průmyslových a civilních odvětvích na novou úroveň. V obecných průmyslových a komerčních budovách lze SST široce aplikovat. Když je sekundární výstup AC, SST mohou přímo nahradit tradiční transformátory. Když je sekundární napětí vysoké DC, bude to revoluční krok pro distribuci DC v budovách. Například v aktuálním rozšiřování technologie "Fotovoltaika-Uchování-Přímé-Flexibilní" (PSDF), od transformátoru až po sběrnici, není již třeba centrálních nebo distribuovaných AC/DC bidirekčních inverzorů, což umožňuje hladkou distribuci DC v celé budově.
Pokud jde o obavy ohledně zralosti koncových zařízení s DC napájením, tato zařízení jsou nyní stále více zralá, včetně:
Elektromobily (EV): Platformy EV se vyvíjejí z 400VDC na 800VDC a dokonce vyšší. Tyto systémy zdůrazňují rychlé nabíjení, vysokou hustotu výkonu, snížení měděného kabelu a obsahují efektivní usměrňovače, vysokoproudé přenosné kabely, pokročilé bezpečnostní spoje a schémata ochrany proti poruchám. Vysoké DC umožňuje vozidlu nabíjet nebo dokonce prodávat energii zpět do sítě (V2G) prostřednictvím bidirekčních nabíjecích stanic.
Fotovoltaika (PV): Velké solární farmy obvykle fungují na 1000–1500VDC, využívají zralé přepínače, pojistky a sběrnice na straně DC pro přímé připojení k distribučním systémům DC.
Uchování energie (ES): Komerční a průmyslové systémy uchování energie lze přímo připojit k sítím DC 800V.
Klimatizace a další elektrické zařízení: Hlavní čínští výrobci klimatizačních zařízení již vydali jednotky kompatibilní s 375V DC.
LED osvětlení, zásuvky a další koncové zařízení: Příslušné DC produkty jsou nyní široce nasazovány.
Co se týče SST transformátorů, domácí výrobci již vydali produkty, které jsou aplikovány a propagovány v různých scénářích, jako jsou datová centra a energetické úsporné modernizace.
