Revolução SST: Dos Centros de Dados às Redes Elétricas

Resumo: Em 16 de outubro de 2025, a NVIDIA lançou o white paper "800 VDC Architecture for Next-Generation AI Infrastructure", destacando que, com o avanço rápido dos grandes modelos de IA e a iteração contínua das tecnologias de CPU e GPU, a potência por rack aumentou de 10 kW em 2020 para 150 kW em 2025, e é projetado atingir 1 MW por rack até 2028. Para essas cargas de energia de megawatt e densidades de potência extremas, os sistemas de distribuição de baixa tensão AC tradicionais já não são suficientes. Portanto, o white paper propõe a atualização dos sistemas de energia AC convencionais de 415V para uma arquitetura de distribuição DC de 800V, despertando grande interesse em uma tecnologia-chave - os Transformadores de Estado Sólido (SST).

Vantagens para projetos de data centers: O Transformador de Estado Sólido (SST) pode converter diretamente da rede AC 10 kV para DC 800 V, oferecendo vantagens como tamanho compacto, design leve e funções integradas, incluindo compensação de reativos e gerenciamento de qualidade de energia. Os sistemas HVDC podem eliminar a necessidade de muitos dispositivos intermediários, como unidades UPS.

A partir da arquitetura de distribuição de energia do data center, fica claro que a transição para HVDC (Corrente Contínua de Alta Tensão) oferece inúmeras vantagens, incluindo:

• Tensão mais alta reduz a corrente, diminuindo diretamente a quantidade necessária de cabos de cobre ou barramentos.

• Redução significativa no equipamento de distribuição, eliminando a necessidade de numerosas unidades UPS tradicionais.

• Redução substancial no espaço de instalações auxiliares — para data centers de escala megawatt por rack, as salas elétricas convencionais ocupariam muito mais área do que as salas principais de servidores.

• Melhoria na eficiência de conversão: os SSTs são significativamente mais eficientes do que transformadores tradicionais, e com muito menos estágios de conversão de energia na arquitetura geral do sistema, as perdas de energia são consideravelmente reduzidas.

Como mostrado na figura acima, os gabinetes de baterias de armazenamento de energia podem ser conectados diretamente ao barramento DC de 800V ("bateria pendurada diretamente"), reduzindo assim as perdas de energia intermediárias e eliminando o custo de inversores. Da mesma forma, a energia eólica e solar também pode ser integrada diretamente via conversores DC/DC. Este avanço tem uma importância significativa para promover data centers verdes.

Os SSTs não se limitam a data centers: os objetivos "Dual Carbon" (pico de carbono até 2030, neutralidade de carbono até 2060) elevaram a eficiência energética nos setores industrial e civil a um novo patamar. Em edifícios industriais e comerciais gerais, os SSTs também podem ser amplamente aplicados. Quando a saída secundária é AC, os SSTs podem atualizar e substituir diretamente os transformadores tradicionais. Quando a tensão secundária é DC de alta tensão, será um passo transformador para a distribuição de energia DC em nível de edifício. Por exemplo, na promoção atual da tecnologia "Fotovoltaica-Armazenamento-Direta-Flexível" (PSDF), desde o transformador até o barramento, inversores bidirecionais AC/DC centralizados ou distribuídos não são mais necessários, permitindo a distribuição de energia DC sem emendas em todo o edifício.

Quanto às preocupações sobre a maturidade dos equipamentos de uso final alimentados por DC, tais dispositivos estão agora cada vez mais maduros, incluindo:

• Veículos Elétricos (VE): as plataformas de VE evoluíram de 400VDC para 800VDC e até mesmo para níveis mais altos. Esses sistemas enfatizam carregamento rápido, alta densidade de potência, redução de cabos de cobre e apresentam retificadores eficientes, cabos portáteis de alta corrente, conectores avançados de segurança e esquemas de proteção tolerantes a falhas. A corrente contínua de alta tensão permite que os veículos carreguem ou até vendam energia de volta à rede (V2G) através de estações de carregamento bidirecionais.

• Fotovoltaica (PV): as grandes fazendas solares operam tipicamente em 1000–1500VDC, aproveitando equipamentos de manobra DC maduros, fusíveis e caixas de combinação para se conectar diretamente aos sistemas de distribuição DC.

• Armazenamento de Energia (AE): sistemas de armazenamento de energia comercial e industrial podem ser conectados diretamente a redes DC de 800V.

• Climatização e outros equipamentos de energia: os principais fabricantes chineses de climatização já lançaram unidades compatíveis com 375V DC.

• Iluminação LED, tomadas e outros dispositivos finais: produtos DC correspondentes estão sendo amplamente implantados.

• Quanto aos transformadores SST, os fabricantes domésticos de equipamentos já lançaram produtos, que estão sendo aplicados e promovidos em diversos cenários, como data centers e retrofit de economia de energia.