SST revolutsioon: andmekeskustest võrgustikudeni

Kokkuvõte: 16. oktoobril 2025 avaldas NVIDIA valge raamatu pealkirjaga "800 VDC Arhitektuur Järgmise Põlvkonna AI Infrastruktuuri jaoks", rõhutades, et suurte tehisintellektide mudelite kiire arenemise ja CPU ning GPU tehnoloogiate jätkuva iteratsiooni tõttu on ühe riiuli energiatarbimine kasvanud 2020. aasta 10 kW-st 2025. aastaks 150 kW-ni ja prognoositakse, et 2028. aastaks jõuab see 1 MW-ni riiul kohta. Selliste megavatti tase ja äärmusliku energiatiheduse puhul ei ole enam piisav traditsioonilised madalpingeline AC jaotussüsteemid. Seetõttu esitletakse valge raamatus üleminekut tavalistest 415V AC energiasüsteemidest 800V DC jaotusarhitektuuri, mis on põhjustanud olulist huvi ühe võtmelise tehnoloogia, soliidsete transfooride (SST) vastu.

Eelised andmekeskuste projektidele: Soliidne transfoor (SST) võimaldab otsest muundamist vooluvoolust 10 kV-st otsesele voolule 800 V-ni, pakkudes eeliseid nagu kompaktne suurus, kehvad kaalulised omadused ja integreeritud funktsioonid, sealhulgas reaktivse võimsuse kompenseerimine ja võimsuse kvaliteedi haldamine. HVDC süsteemid võivad vältida paljude vahendite, näiteks UPS-ühikute, vajadust.

Andmekeskuse energiavahe arhitektuurist selgub, et üleminek HVDC (Kõrgepingeline Otsene Vool) annab mitmeid eeliseid, sealhulgas:

• Kõrgem pingeline tase vähendab voolu, mille tulemuseks on vajaliku kupari juhtmete või busbaare hulk.

• Märkimisväline vähendamine jaotusvarustuses, mille tulemuseks on vaja palju vähem traditsioonilisi UPS-ühikuid.

• Oluline vähendamine abivara ruumis—megavattide taseme per riigis andmekeskustes võtaksid tavalised elektrijaamad palju rohkem ruumi kui peamised serveriruumid.

• Parane muundamise tõhusus: SST-d on oluliselt tõhusamad kui traditsioonilised transfoorid, ja kogu süsteemi arhitektuuri vähemate muundamiseteabe lõigutega on energia kadud märkimisväärselt vähenenud.

Joonisel näha, energiavarustuse akukastid saavad ühendada otse 800V DC bussile ("akku otse"), mis vähendab vahelist energia kadu ja elimineerib inverterite kulud. Samuti saab tuule- ja päikeseenergiat integreerida otse DC/DC konverteerijate kaudu. See areng on oluline roheliste andmekeskuste edendamiseks.

SST-de rakendusalad ei piirdu andmekeskustega: "Topelt-Kaasik" eesmärgid (kaasiktiipp 2030. aastaks, kaasikneutraalsus 2060. aastaks) on tõstanud tööstus- ja kodanikuvaldkonnas energiatõhususe uuele tasemele. Üldises tööstus- ja kaubandusehitistes võivad SST-d laialdaselt kasutada. Kui teine väljund on AC, siis SST-d võivad otse uuendada ja asendada traditsioonilisi transfoore. Kui teine pingeline tase on kõrgepingeline DC, siis see on transformeeriv samm ehituse tasandi DC energiavahele. Näiteks praeguse "Päikeseenergia-Akumulaator-Otsene-Võimekas" (PSDF) tehnoloogia edendamisel ei ole vaja enam keskpunktseid või laiali levitatud AC/DC kaksiksuunalisi invertereid, mis võimaldab nauditavat ehituse tasandil DC energiavahe.

Mis puudutab muret DC toite varustatud lõppseadmete läbikukkumise kohta, nende seadmete täpsust on praegu üha suurem, sealhulgas:

• Elektriajad (EV): EV platvormid on arenenud 400VDC-st 800VDC-ni ja isegi kõrgemale. Need süsteemid rõhutavad kiiret laetamist, kõrget võimsustihedust, vähendatud kupari juhtmete tarbimist ja sisaldavad tõhusaid retifikaatoreid, kõrgevoolulisi vedelikuid, edasiarendatud ohutuskonnektorid ja veaforgiveeriva kaitse skeeme. Kõrgepingeline DC võimaldab auto laetamist või isegi energi tagastamist vooluvoolule (V2G) kaksiksuunaliste laetamisjaamade kaudu.

• Päikeseenergia (PV): Suured päikeseenergia parkid tavaliselt töötavad 1000–1500VDC-l, kasutades kogenud DC pooltelise varustuse, sekundaarsed katkestajad, kombinaatorid, et ühenduda otse DC jaotussüsteemidega.

• Energiaakumuleerimine (ES): Kaubandus- ja tööstuslikud energiaakumuleerimissüsteemid saavad ühendada otse 800V DC võrkudega.

• HVAC ja muu võimsusvarustus: Suured Hiina HVAC tootjad on juba välja andnud 375V DC-kompatiibelsed üksused.

• LED valgustid, soklid ja muud lõppeesmärgid: Vastavad DC toodangud on laialdaselt kasutuses.

• Mis puudutab SST-transfoore, siis kodumaistes varustajatel on juba tooteid, mida rakendatakse ja edendatakse erinevates stsenaariumides, nagu andmekeskused ja energiatõhususe parandamise ümberkorraldamine.