Kemajuan SST: Dari Pusat Data hingga Rangkaian Tenaga

Ringkasan: Pada 16 Oktober 2025, NVIDIA menerbitkan kertas putih "800 VDC Architecture for Next-Generation AI Infrastructure", menekankan bahawa dengan kemajuan pesat model AI besar dan iterasi berterusan teknologi CPU dan GPU, kuasa setiap rak telah meningkat dari 10 kW pada tahun 2020 menjadi 150 kW pada tahun 2025, dan dijangka mencapai 1 MW setiap rak pada tahun 2028. Untuk beban kuasa megawatt dan ketumpatan kuasa yang ekstrem ini, sistem pengagihan AC rendah voltan tradisional tidak lagi mencukupi. Oleh itu, kertas putih tersebut mencadangkan peningkatan daripada sistem kuasa AC 415V konvensional ke arah arsitektur pengagihan DC 800V, membangkitkan minat yang signifikan terhadap teknologi pembolehubah utama—Transformer Pepejal (SST).

Kelebihan untuk projek pusat data: Transformer Pepejal (SST) boleh menukar langsung dari grid AC 10 kV ke DC 800 V, menawarkan kelebihan seperti saiz yang ringkas, reka bentuk ringan, dan fungsi terintegrasi termasuk kompensasi daya reaktif dan pengurusan kualiti kuasa. Sistem HVDC boleh menghapuskan keperluan untuk banyak peranti antara, seperti unit UPS.

Dari arsitektur pengagihan kuasa pusat data, jelas bahawa peralihan ke HVDC (Arus Terus Voltan Tinggi) menawarkan pelbagai kelebihan, termasuk:

• Voltan yang lebih tinggi mengurangkan arus, secara langsung mengurangkan jumlah kabel tembaga atau busbar yang diperlukan.

• Pengurangan yang signifikan dalam peralatan pengagihan, menghapuskan keperluan untuk banyak unit UPS tradisional.

• Pengurangan yang substansial dalam ruang fasiliti pembantu— bagi pusat data skala megawatt per rak, bilik elektrik konvensional akan mengambil tempat yang jauh lebih luas daripada bilik server utama.

• Penambahbaikan kecekapan penukaran: SST sendiri jauh lebih cekap daripada transformer tradisional, dan dengan tahap penukaran kuasa yang jauh lebih sedikit dalam arsitektur sistem keseluruhan, kerugian tenaga dapat dikurangkan secara signifikan.

Seperti yang ditunjukkan dalam gambar di atas, lemari bateri penyimpanan tenaga boleh disambungkan langsung ke bas DC 800V ("bateri gantung langsung"), dengan demikian mengurangkan kerugian kuasa antara dan menghapuskan kos inverter. Begitu juga, tenaga angin dan suria juga boleh diintegrasikan secara langsung melalui pengecor DC/DC. Kemajuan ini mempunyai kepentingan yang signifikan untuk mendorong pusat data hijau.

SST Tidak Terhad kepada Pusat Data: Matlamat "Dual Karbon" (puncak karbon pada 2030, neutral karbon pada 2060) telah meningkatkan kecekapan tenaga dalam sektor industri dan awam ke tahap baru. Dalam bangunan industri dan komersial umum, SST juga boleh digunakan secara meluas. Apabila output sekunder adalah AC, SST boleh menggantikan dan meningkatkan transformer tradisional secara langsung. Apabila voltan sekunder adalah DC voltan tinggi, ia akan menjadi langkah transformatif untuk pengagihan kuasa DC peringkat bangunan. Sebagai contoh, dalam promosi teknologi "Fotovoltaik-Penyimpanan-Langsung-Fleksibel" (PSDF) semasa, dari transformer hingga ke basbar, inverter AC/DC dua hala sentral atau teragih tidak lagi diperlukan, membolehkan pengagihan kuasa DC seluruh bangunan tanpa halangan.

Mengenai kebimbangan tentang kematangan peralatan pengguna akhir bertenaga DC, peralatan tersebut semakin matang, termasuk:

• Kenderaan Elektrik (EV): Platform EV telah berkembang dari 400VDC ke 800VDC dan bahkan lebih tinggi. Sistem-sistem ini menekankan pengecasan pantas, ketumpatan kuasa yang tinggi, pengurangan kabel tembaga, dan dilengkapi dengan rectifier yang cekap, kabel mudah alih arus tinggi, konektor keselamatan canggih, dan skema perlindungan toleran kesalahan. Arus terus voltan tinggi membolehkan kenderaan untuk dicharge atau bahkan menjual kuasa kembali ke grid (V2G) melalui stesen pengecasan dua hala.

• Fotovoltaik (PV): Ladang solar berskala besar biasanya beroperasi pada 1000–1500VDC, menggunakan peralatan switch sisi DC, fus, dan kotak kombiner yang matang untuk menyambung langsung ke sistem pengagihan DC.

• Penyimpanan Tenaga (ES): Sistem penyimpanan tenaga komersial dan industri boleh disambung langsung ke grid DC 800V.

• HVAC dan peralatan kuasa lain: Pembuat HVAC utama China telah melancarkan unit yang serasi dengan 375V DC.

• Pencahayaan LED, soket, dan peranti akhir lain: Produk DC yang sepadan kini sedang digunakan secara meluas.

• Mengenai transformer SST, pengeluar peralatan domestik telah melancarkan produk, yang sedang digunakan dan dipromosikan dalam pelbagai skenario seperti pusat data dan penjenisan semula penghematan tenaga.