SST revolucija: Od podatkovnih centara do mreža

Sažetak: 16. listopada 2025. NVIDIA je objavio bijeli papir "800 VDC Arhitektura za Infrastrukturu Sljedeće Generacije AI-a", ističući kako s brzim napretkom velikih AI modela i stalnim iteracijama tehnologija CPU i GPU, snaga po ormaru porasla je s 10 kW u 2020. na 150 kW u 2025., a predviđa se da do 2028. dosegnut će 1 MW po ormaru. Za takve megavatne opterećenja i ekstremne gustoće snage, tradicionalni sustavi niskonaponske AC distribucije više nisu dovoljni. Stoga bijeli papir predlaže nadogradnju sa standardnih sustava struje od 415V AC na arhitekturu distribucije DC struje od 800V, što je izazvalo značajan interes za ključnu omogućujuću tehnologiju - čvrste stanje transformatora (SST).

Prednosti za projekte podatkovnih centara: Čvrsti stanje transformator (SST) može direktno pretvoriti mrežnu AC struju od 10 kV u DC struju od 800 V, pružajući prednosti poput kompaktnih dimenzija, lagane konstrukcije i integriranih funkcija uključujući kompenzaciju reaktivne snage i upravljanje kvalitetom struje. Sustavi visokonaponske DC struje mogu eliminirati potrebu za mnogo međuspreznih uređaja, kao što su UPS jedinice.

Iz arhitekture distribucije struje u podatkovnim centrima jasno je da prelazak na HVDC (Visokonaponsku Direktnu Struju) pruža mnoge prednosti, uključujući:

• Viši napon smanjuje struju, direktno smanjujući količinu potrebne bakrene vodove ili busbare.

• Značajno smanjenje opreme za distribuciju, eliminirajući potrebu za brojnim tradicionalnim UPS jedinicama.

• Značajno smanjenje prostora za pomoćne instalacije – za megavatne po ormaru podatkovne centre, konvencionalni električni prostori inače zauzimaju puno veću površinu od glavnih servera.

• Poboljšana učinkovitost pretvorbe: SST-ovi sami su značajno učinkovitiji od tradicionalnih transformatora, a s daleko manjim brojem faza pretvorbe struje u ukupnoj arhitekturi sustava, gubitci energije su značajno smanjeni.

Kao što je prikazano na slici iznad, skrinje za pohranu energije mogu se direktno povezati na DC 800V bus ("direktno ovisanje baterija"), time smanjujući međusprezne gubitke energije i eliminirajući troškove invertora. Slično tome, vjetar i solarna energija također se mogu direktno integrirati putem DC/DC pretvarača. Ova napredna tehnologija ima značajnu važnost za promicanje zelenih podatkovnih centara.

SST-ovi nisu ograničeni samo na podatkovne centre: "Dual Carbon" ciljevi (vrhunac emisija ugljičnog dioksida do 2030., neutralnost ugljičnog dioksida do 2060.) podigli su energetsku učinkovitost u industrijskim i građanskim sektorima na novu razinu. U općim industrijskim i poslovnim zgradama, SST-ovi također se mogu široko primjenjivati. Kada je sekundarni izlaz AC, SST-ovi mogu direktno nadograditi i zamijeniti tradicionalne transformatore. Kada je sekundarni napon visokonaponska DC, to će biti transformacijski korak za DC distribuciju struje na razini zgrade. Na primjer, u trenutnom promicanju tehnologije "Fotovoltaika-Pohrana-Direktno-Fleksibilno" (PSDF), od transformatora do busbara, ne bi trebali više biti potrebni centralizirani ili distribuirani AC/DC dvosmjerni invertori, omogućujući neprekidnu distribuciju DC struje na razini cijele zgrade.

U vezi s zabogom o zrelosti opreme za krajnje upotrebu s DC strujom, takva oprema je sada sve više zrelo, uključujući:

• Električni automobili (EV): Platforme EV-a razvile su se s 400VDC na 800VDC i još više. Ovi sustavi naglašavaju brzo punjenje, visoku gustoću snage, smanjenje bakrenih vodova, efikasne pretvarače, visokotečne prijenosne kabelske linije, napredne sigurnosne konektore i sheme zaštite od grešaka. Visokonaponska DC omogućuje vozilima da se puni ili čak prodaje energiju mreži (V2G) putem dvosmjernih postaja za punjenje.

• Fotovoltaika (PV): Velike solarni farme obično rade na 1000–1500VDC, iskorištavajući zrelu DC stranu prekidača, žice i kutije za kombiniranje kako bi se direktno povezale na sustave DC distribucije.

• Pohrana energije (ES): Komercijalni i industrijski sustavi pohrane energije mogu se direktno povezati na mreže DC 800V.

• HVAC i druga oprema: Veći hrvatski proizvođači HVAC-a već su izdali jedinice kompatibilne s 375V DC.

• LED svjetla, utičnice i druga krajnja oprema: Odgovarajući DC proizvodi sada se široko primjenjuju.

• U vezi s SST transformatorima, domaći proizvođači opreme već su izdali proizvode, koji se primjenjuju i promoviraju u različitim scenarijima, uključujući podatkovne centre i sanacije za uštedu energije.