SST क्रांति: डेटा सेंटर्स से ग्रिड्स तक

सारांश: 16 अक्टूबर, 2025 को NVIDIA ने सफेद पत्र "800 VDC Architecture for Next-Generation AI Infrastructure" जारी किया, जिसमें बड़े AI मॉडलों के तेजी से विकास और CPU और GPU तकनीकों की लगातार इटरेशन के कारण, रैक प्रति शक्ति 2020 में 10 kW से 2025 में 150 kW तक बढ़ गई है, और 2028 तक प्रति रैक 1 MW तक पहुंचने की अपेक्षा की जा रही है। ऐसे मेगावाट स्तर की शक्ति भार और चरम शक्ति घनत्व के लिए, पारंपरिक निम्न वोल्टेज AC वितरण प्रणालियाँ अब पर्याप्त नहीं हैं। इसलिए, सफेद पत्र में पारंपरिक 415V AC शक्ति प्रणालियों से 800V DC वितरण आर्किटेक्चर में अपग्रेड करने का प्रस्ताव रखा गया है, जिससे एक महत्वपूर्ण सक्षम तकनीक—सॉलिड-स्टेट ट्रांसफॉर्मर (SST) में बड़ी रुचि उत्पन्न हुई है।

डेटा सेंटर परियोजनाओं के लिए फायदे: सॉलिड-स्टेट ट्रांसफॉर्मर (SST) नेटवर्क AC 10 kV से सीधे DC 800 V तक कनवर्ट कर सकता है, जिसके फायदे जैसे कि संक्षिप्त आकार, हल्का डिजाइन, और रिएक्टिव शक्ति कंपनसेशन और शक्ति गुणवत्ता प्रबंधन जैसी एकीकृत कार्यक्षमताएँ शामिल हैं। HVDC प्रणालियाँ बीच के अनेक उपकरणों, जैसे UPS यूनिट्स, की आवश्यकता को खत्म कर सकती हैं।

डेटा सेंटर शक्ति वितरण आर्किटेक्चर से स्पष्ट है कि HVDC (High-Voltage Direct Current) पर स्थानांतरण कई फायदे प्रदान करता है, जिनमें शामिल हैं:

• उच्च वोल्टेज धारा को कम करता है, जिससे तांबे की केबलिंग या बसबार की आवश्यकता सीधे कम हो जाती है।

• वितरण उपकरणों में बहुत बड़ी कमी, जिससे अनेक पारंपरिक UPS यूनिट्स की आवश्यकता खत्म हो जाती है।

• सहायक सुविधा स्थान में बहुत बड़ी कमी— मेगावाट स्तर के प्रति रैक डेटा सेंटरों के लिए, पारंपरिक विद्युत कक्ष ने मुख्य सर्वर कक्षों की तुलना में बहुत अधिक क्षेत्र को ग्रहण किया होता।

• सुधार गया रूपांतरण कार्यक्षमता: SSTs खुद पारंपरिक ट्रांसफॉर्मरों की तुलना में बहुत अधिक कार्यक्षम हैं, और पूरे प्रणाली आर्किटेक्चर में बहुत कम शक्ति रूपांतरण चरणों के साथ, ऊर्जा की हानि बहुत कम हो जाती है।

ऊपर दिए गए चित्र में दिखाया गया है, ऊर्जा संचय बैटरी कैबिनेट्स को सीधे DC 800V बस ("बैटरी डायरेक्ट-हैंगिंग") से जोड़ा जा सकता है, जिससे मध्यवर्ती शक्ति की हानि कम हो जाती है और इनवर्टरों की लागत खत्म हो जाती है। इसी तरह, वायु और सौर शक्ति को भी DC/DC कनवर्टर्स के माध्यम से सीधे एकीकृत किया जा सकता है। यह प्रगति हरित डेटा सेंटरों को बढ़ावा देने के लिए महत्वपूर्ण है।

SSTs डेटा सेंटरों से सीमित नहीं हैं: "दोहरे कार्बन" लक्ष्य (2030 में कार्बन शिखर, 2060 में कार्बन न्यूट्रलिटी) ने औद्योगिक और नागरिक क्षेत्रों में ऊर्जा की कार्यक्षमता को एक नई स्तर पर ले आया है। सामान्य औद्योगिक और व्यावसायिक इमारतों में, SSTs का भी व्यापक रूप से उपयोग किया जा सकता है। जब द्वितीयक उत्पादन AC हो, SSTs पारंपरिक ट्रांसफॉर्मरों को सीधे अपग्रेड और बदल सकते हैं। जब द्वितीयक वोल्टेज उच्च-वोल्टेज DC हो, तो इससे इमारत-स्तरीय DC शक्ति वितरण के लिए एक परिवर्तनकारी कदम लिया जा सकता है। उदाहरण के लिए, वर्तमान में "फोटोवोल्टेलिक-संचय-डायरेक्ट-फ्लेक्सिबल" (PSDF) तकनीक के प्रचार में, ट्रांसफॉर्मर से बसबार तक, केंद्रीय या वितरित AC/DC द्विदिशात्मक इनवर्टरों की आवश्यकता नहीं रहती, जिससे इमारत-व्यापी DC शक्ति वितरण को अविच्छिन्न रूप से संभव बनाया जा सकता है।

DC-पowered अंतिम-उपयोग उपकरणों की परिपक्वता के बारे में चिंताओं के बारे में, ऐसे उपकरण अब अधिक परिपक्व हो रहे हैं, जिनमें शामिल हैं:

• इलेक्ट्रिक वाहन (EVs): EV प्लेटफार्म 400VDC से 800VDC और उससे भी ऊपर तक विकसित हो गए हैं। ये प्रणालियाँ तेज चार्जिंग, उच्च शक्ति घनत्व, तांबे की केबलिंग की कमी, कुशल रेक्टिफायर, उच्च-धारा पोर्टेबल केबल, उन्नत सुरक्षा कनेक्टर, और फ़ॉल्ट-टोलरेंट सुरक्षा योजनाओं पर बल देती हैं। उच्च-वोल्टेज DC वाहनों को द्विदिशात्मक चार्जिंग स्टेशनों के माध्यम से ग्रिड (V2G) को चार्ज करने या भले ही शक्ति बेचने की अनुमति देता है।

• फोटोवोल्टेलिक (PV): बड़े पैमाने पर सौर खेतों आमतौर पर 1000–1500VDC पर संचालित होते हैं, जो परिपक्व DC-पक्ष स्विचगियर, फ्यूज, और कंबाइनर बॉक्स का उपयोग करके DC वितरण प्रणालियों से सीधे जुड़ते हैं।

• ऊर्जा संचय (ES): व्यावसायिक और औद्योगिक ऊर्जा संचय प्रणालियाँ DC 800V ग्रिड से सीधे जुड़ सकती हैं।

• HVAC और अन्य शक्ति उपकरण: प्रमुख चीनी HVAC निर्माताओं ने पहले से ही 375V DC-संगत यूनिट्स लॉन्च कर दिए हैं।

• LED प्रकाश, आउटलेट, और अन्य अंतिम उपकरण: अनुरूप DC उत्पाद अब व्यापक रूप से तैनात किए जा रहे हैं।

• SST ट्रांसफॉर्मरों के बारे में, घरेलू उपकरण निर्माताओं ने पहले से ही उत्पाद लॉन्च किए हैं, जो डेटा सेंटर और ऊर्जा-बचाती रिट्रोफिट जैसे विभिन्न परिदृश्यों में उपयोग और प्रचारित किए जा रहे हैं।