SST Revolutie: Van datacentra naar netwerken

Samenvatting: Op 16 oktober 2025 heeft NVIDIA het witboek "800 VDC Architectuur voor Next-Generation AI Infrastructuur" uitgebracht, waarin wordt benadrukt dat met de snelle ontwikkeling van grote AI-modellen en de continue iteratie van CPU- en GPU-technologieën, de energie per rek is gestegen van 10 kW in 2020 naar 150 kW in 2025, en wordt voorspeld te zullen bereiken 1 MW per rek in 2028. Voor dergelijke megawatt-niveau energielasten en extreme energiedichtheden zijn traditionele lage-spannings AC-verdelingssystemen niet langer toereikend. Daarom stelt het witboek voor om over te stappen van conventionele 415V AC-stroomsystemen naar een 800V DC-verdelingsarchitectuur, wat aanzienlijke interesse genereert in een belangrijke ondersteunende technologie - Solid-State Transformers (SST).

Voordelen voor datacenterprojecten: De Solid-State Transformer (SST) kan direct converteren van netwerk AC 10 kV naar DC 800 V, met voordelen zoals compacte grootte, lichtgewichtontwerp en geïntegreerde functies zoals reactieve vermogenscompensatie en beheer van elektriciteitskwaliteit. HVDC-systemen kunnen de noodzaak van veel tussenliggende apparatuur, zoals UPS-eenheden, elimineren.

Uit de verdelingsarchitectuur van datacenteraanvoer blijkt duidelijk dat de overstap naar HVDC (High-Voltage Direct Current) tal van voordelen biedt, waaronder:

• Een hogere spanning vermindert de stroom, waardoor minder koperen leidingen of busbars nodig zijn.

• Aanzienlijke reductie in distributieapparatuur, waardoor veel traditionele UPS-eenheden niet meer nodig zijn.

• Substantiële reductie in hulpfaciliteitenruimte - voor megawatt-schaal per rek datacenters zou conventionele elektrische ruimten anders veel meer oppervlakte innemen dan de hoofdserverruimtes.

• Verbeterde conversie-efficiëntie: SST's zijn zelf aanzienlijk efficiënter dan traditionele transformatoren, en met veel minder stroomconversiestadia in de algemene systeemarchitectuur worden energieverliezen aanzienlijk verminderd.

Zoals in de bovenstaande afbeelding getoond, kunnen energieopslagbatterijkasten rechtstreeks verbonden worden aan de DC 800V bus ("batterij direct hangend"), waardoor intermediaire energieverliezen worden verminderd en de kosten van inverters worden geëlimineerd. Op vergelijkbare wijze kunnen wind- en zonne-energie ook rechtstreeks via DC/DC-converters worden geïntegreerd. Deze vooruitgang is van groot belang voor het bevorderen van groene datacenters.

SST's zijn niet beperkt tot datacenters: De "Dubbele Koolstof" doelstellingen (piek CO2-uitstoot in 2030, koolstofneutraliteit in 2060) hebben de energie-efficiëntie in industriële en civiele sectoren naar een nieuw niveau getild. In algemene industriële en commerciële gebouwen kunnen SST's ook breed worden toegepast. Wanneer de secundaire uitvoer AC is, kunnen SST's traditionele transformatoren rechtstreeks upgraden en vervangen. Wanneer de secundaire spanning hoogspannings DC is, zal dit een transformatorische stap zijn voor gebouw-niveau DC-energieverdeling. Bijvoorbeeld, in de huidige promotie van "Photovoltaïsch-Opslag-Rechtstreeks-Vlexibel" (PSDF) technologie, van de transformatoren tot de busbar, zijn centrale of gedistribueerde AC/DC bidirectionele inverters niet langer nodig, waardoor naadloze gebouw-brede DC-energieverdeling mogelijk wordt.

Wat betreft zorgen over de volwassenheid van eindgebruiksapparatuur op DC, zijn deze apparaten nu steeds rijper, waaronder:

• Elektrische Voertuigen (EVs): EV-platforms zijn geëvolueerd van 400VDC naar 800VDC en nog hoger. Deze systemen leggen de nadruk op snelle oplading, hoge vermogensdichtheid, verminderde koperleidingen, en beschikken over efficiënte rectifiers, hoogstroomdraagbare kabels, geavanceerde veiligheidsconnectoren en fouttolerante beschermingsschema's. Hoogspannings DC maakt het mogelijk voor voertuigen om zichzelf op te laden of zelfs energie terug te verkopen aan het net (V2G) via bidirectionele oplaadstations.

• Photovoltaïsche (PV): Grote zonneparken werken meestal op 1000-1500VDC, gebruikmakend van gerijpte DC-zijde schakelaars, vuses en combinerboxen om rechtstreeks verbonden te worden met DC-verdelingssystemen.

• Energieopslag (ES): Commerciële en industriële energieopslagsystemen kunnen rechtstreeks verbonden worden aan DC 800V-grids.

• HVAC en andere krachtapparatuur: Grote Chinese HVAC-fabrikanten hebben al 375V DC-compatibele units gelanceerd.

• LED-verlichting, stopcontacten en andere eindapparatuur: Overeenkomstige DC-producten worden nu wijdverspreid ingezet.

• Wat betreft SST-transformatoren, hebben binnenlandse apparatuurfabrikanten al producten gelanceerd, die worden toegepast en gepromoot in verschillende scenario's zoals datacenters en energiebesparende renovaties.