SST árferð: Frá gagnagrunnsmiðstöðum til rásanets

Úrvísi: 16. október 2025 kynndi NVIDIA vísindagreina "800 VDC kerfi fyrir næstu þjálfara AI viðbótarvinnslu", sem framhefur að með hraða stærðarvaxt stórra AI líkana og ótrúlega flæði í CPU og GPU tækni hefur orka á hverju rack eytt frá 10 kW árið 2020 til 150 kW árið 2025, og er forspáð að hann verði 1 MW á rack árið 2028. Fyrir slíkar megawatt-stigi orku og yfirborðalegar orkuþéttleiki eru venjuleg lágspaða AC dreifikerfi ekki lengur nógu gagnleg. Þess vegna býður vísindagreinin upp á að uppfæra frá venjulegum 415V AC orkuröðunum til 800V DC dreifikerfi, sem hefur valdið mikilli áhugaaðila á aðalsamþætisverktaki - Solid-State Transformers (SST).

Gagnaflutningarrifjar fyrir gögnagildi: Solid-State Transformer (SST) getur beint umskipt frá grid AC 10 kV til DC 800 V, sem veitir förmenn eins og smá stærð, ljóna hönnun, og sameinaðar virkni eins og reaktiv orku samrýmd og orku gæðastýring. HVDC kerfi geta eytt þörf fyrir mörg miðlæg tæki, eins og UPS einingar.

Frá orkuröðunarkerfi gögnageymslu er klart að skipta yfir í HVDC (High-Voltage Direct Current) veitir margar förmenn, á meðal:

• Hærra spenna minnkar straum, sem beint minnkar magn koparleiðara eða busbars.

• Mikilvæg munur í dreifitæki, sem eytur þörf fyrir mörg venjuleg UPS einingar.

• Mikilvæg munur í aukatækja rými - fyrir megawatt-stigi per-rack gögnageymslur, myndu venjulegar elektravörur annars teygja mikið meira svæði en aðal tölvur.

• Bættra umskiftanarefni: SST sjálf eru mikið efektívrari en venjulegar transformers, og með miklu færri orku umskipta stigi í heilu kerfinu, er orku tap sérstaklega læst.

Eins og sýnt er á myndinni að ofan, geta orku geymsla bensínborð beint tengd DC 800V bus ("battery direct-hanging"), sem minnkar miðlæga orku tap og eytur kostnað invertera. Sama má segja um vind- og sólarorku, sem geta einnig verið beint tengd via DC/DC converters. Þessi frelsi hefur mikilvægi fyrir að fremja græn gögnageymslur.

SST eru ekki takmörkuð við gögnageymslur: "Tvö Kold" markmið (kol toppur 2030, kol neytinda 2060) hafa hækkað orkuefni í verklegt og almennt á nýtt stig. Á almennu verklegt og verslað byggðum geta SST einnig verið víðtæklega notað. Þegar sekundar úttak er AC, geta SST beint uppfært og skipt út venjulegum transformers. Þegar sekundar spenna er hægspaða DC, verður það að brottagreiðslu fyrir bygginga stigi DC orkuröðun. Til dæmis, í núverandi fremmingu "Photovoltaic-Storage-Direct-Flexible" (PSDF) tækni, frá transformer til busbar, eru ekki lengur nauðsynleg koncentrert eða dreifið AC/DC tvívirðingu invertera, sem gerir mögulegt samruna bygginga stigi DC orkuröðun.

Um aðstoð við fullorðni DC-gjöld notendatæki, eru slík tæki nú dagar meiri fullorðin, þar á meðal:

• Elktæk (EVs): EV plötur hafa evolútur frá 400VDC til 800VDC og jafnvel hærra. Þessi kerfi leggja áherslu á hraða hlusta, hæg orkuþéttleiki, minnkað koparleiðara, og hafa efektíva rectifiers, hægan strauma sniðileika, fyrirferðar öryggissamband, og villa-tolerance skyddasamband. Hægspaða DC leyfir að bílar geti hlustuð eða jafnvel selð orku aftur til netsins (V2G) via tvívirðingu hlustustöðvar.

• Sólarorku (PV): Stór sólarfjöll virka venjulega við 1000–1500VDC, sem nota fullorðin DC hliðar skiptingar, blóm og combiner boxar til að tengja beint við DC dreifikerfi.

• Orku geymsla (ES): Viðskipta- og verklegt orku geymsla kerfi geta verið beint tengd DC 800V netum.

• HVAC og önnur orku tæki: Mikilvæg kínvers HVAC framleiðendur hafa nú skapað 375V DC samrýmdar einingar.

• LED ljós, utangar og önnur lok tæki: Tilsvarandi DC vörur eru nú dagar víðtæklega settar á við.

• Um SST transformers, heimilisframleiðendur hafa nú skapað vörur, sem eru nú notaðar og fremmtar í ýmsum atburðum eins og gögnageymslur og orku-sparandi uppfærslur.