Révolution SST : Des centres de données aux réseaux électriques
Résumé : Le 16 octobre 2025, NVIDIA a publié le livre blanc intitulé "Architecture 800 VDC pour l'infrastructure AI de prochaine génération", soulignant que, avec l'avancement rapide des grands modèles d'IA et l'itération continue des technologies CPU et GPU, la puissance par baie est passée de 10 kW en 2020 à 150 kW en 2025, et devrait atteindre 1 MW par baie d'ici 2028. Pour de telles charges de puissance de niveau mégawatt et des densités de puissance extrêmes, les systèmes de distribution AC basse tension traditionnels ne sont plus suffisants. Ainsi, le livre blanc propose de passer des systèmes électriques AC traditionnels de 415V à une architecture de distribution DC de 800V, suscitant un intérêt considérable pour une technologie clé - les transformateurs à semi-conducteurs (SST).
Avantages pour les projets de centres de données : Le transformateur à semi-conducteurs (SST) peut convertir directement du courant alternatif de réseau 10 kV en courant continu 800 V, offrant des avantages tels qu'une taille compacte, un design léger et des fonctions intégrées comme la compensation de la puissance réactive et la gestion de la qualité de l'énergie. Les systèmes HVDC peuvent éliminer le besoin de nombreux dispositifs intermédiaires, tels que les onduleurs UPS.
Il est clair, dans l'architecture de distribution de puissance des centres de données, que la transition vers le courant continu haute tension (HVDC) offre de nombreux avantages, y compris :
Une tension plus élevée réduit le courant, diminuant directement la quantité de câblage ou de busbars en cuivre nécessaires.
Une réduction significative de l'équipement de distribution, éliminant le besoin de nombreux onduleurs UPS traditionnels.
Une réduction importante de l'espace des installations auxiliaires - pour des centres de données de type mégawatt par baie, les salles électriques traditionnelles occuperaient bien plus d'espace que les salles serveurs principales.
Une amélioration de l'efficacité de conversion : les SSTs sont significativement plus efficaces que les transformateurs traditionnels, et avec beaucoup moins d'étapes de conversion de puissance dans l'architecture globale du système, les pertes d'énergie sont considérablement réduites.
Comme indiqué dans la figure ci-dessus, les armoires de batteries de stockage d'énergie peuvent être directement connectées au bus DC 800V ("accrochage direct des batteries"), réduisant ainsi les pertes de puissance intermédiaires et éliminant le coût des onduleurs. De même, l'énergie éolienne et solaire peut également être intégrée directement via des convertisseurs DC/DC. Cette avancée est d'une importance significative pour promouvoir les centres de données verts.
Les SSTs ne se limitent pas aux centres de données : les objectifs "double carbone" (pic de carbone en 2030, neutralité carbone en 2060) ont porté l'efficacité énergétique dans les secteurs industriel et civil à un nouveau niveau. Dans les bâtiments industriels et commerciaux généraux, les SSTs peuvent également être largement appliqués. Lorsque la sortie secondaire est AC, les SSTs peuvent directement moderniser et remplacer les transformateurs traditionnels. Lorsque la tension secondaire est du courant continu haute tension, cela sera une étape transformante pour la distribution de puissance DC au niveau du bâtiment. Par exemple, dans la promotion actuelle de la technologie "Photovoltaïque-Stockage-Direct-Flexibilité" (PSDF), des onduleurs bidirectionnels AC/DC centralisés ou distribués ne sont plus nécessaires, permettant une distribution de puissance DC sans couture sur l'ensemble du bâtiment.
Concernant les inquiétudes relatives à la maturité des équipements finaux alimentés en courant continu, ces appareils sont désormais de plus en plus matures, y compris :
Véhicules électriques (VE) : les plateformes VE sont passées de 400VDC à 800VDC et même plus. Ces systèmes mettent l'accent sur la recharge rapide, la haute densité de puissance, la réduction du câblage en cuivre, et comprennent des redresseurs efficaces, des câbles portables à haut courant, des connecteurs de sécurité avancés et des schémas de protection tolérants aux pannes. La haute tension DC permet aux véhicules de se recharger ou même de revendre de l'électricité au réseau (véhicule au réseau, V2G) via des stations de charge bidirectionnelles.
Photovoltaïque (PV) : les grandes fermes solaires fonctionnent généralement à 1000-1500VDC, en utilisant des interrupteurs latéraux DC matures, des fusibles et des boîtes de jonction pour se connecter directement aux systèmes de distribution DC.
Stockage d'énergie (SE) : les systèmes de stockage d'énergie commerciaux et industriels peuvent être directement connectés aux réseaux DC 800V.
Climatisation (CVC) et autres équipements électriques : les principaux fabricants chinois de CVC ont déjà lancé des unités compatibles avec 375V DC.
Éclairage LED, prises et autres dispositifs finaux : des produits DC correspondants sont maintenant largement déployés.
Concernant les transformateurs SST, les fabricants nationaux d'équipements ont déjà lancé des produits, qui sont mis en œuvre et promus dans divers scénarios tels que les centres de données et les rénovations énergétiques.
