SST revolucija: Od centara podataka do mreža

Sažetak: 16. oktobra 2025. godine, NVIDIA je objavio belešku "Arhitektura od 800 VDC za infrastrukturu sledeće generacije AI-a", ističući da sa brzim napretkom velikih AI modela i neprekidnim iteracijama tehnologija CPU i GPU, potrošnja struje po ramu povećana je sa 10 kW u 2020. na 150 kW u 2025. godini, a predviđa se da će do 2028. godine dosegnuti 1 MW po ramu. Za takve megavatne opterećenja i ekstremne gustoće snage, tradicionalni sistemi raspodele niskog napona AC više nisu dovoljni. Stoga beleška predlaže nadogradnju od konvencionalnih sistema struje od 415V AC na arhitekturu raspodele od 800V DC, što je proizvelo značajan interes za ključnu omogućujuću tehnologiju—Čvrste stanje transformatora (SST).

Prednosti za projekte podataka centara: Čvrsti stanje transformator (SST) može direktno pretvoriti mrežni AC 10 kV u DC 800 V, pružajući prednosti poput kompaktnih dimenzija, lepkog dizajna i integriranih funkcija uključujući kompenzaciju reaktivne snage i upravljanje kvalitetom struje. Sistemi HVDC mogu eliminisati potrebu za mnogo međusredstava, kao što su UPS uređaji.

Iz arhitekture raspodele struje u centrima podataka jasno je da prelazak na HVDC (Visokonaponski jednosmerni tok) pruža mnoge prednosti, uključujući:

• Viši napon smanjuje struju, direktno smanjujući potrebnu količinu bakrenih vodova ili busbarova.

• Značajno smanjenje opreme za raspodelu, eliminirajući potrebu za mnogo tradicionalnih UPS uređaja.

• Značajno smanjenje prostora za pomoćne instalacije—za megavatne mere po ramu centara podataka, konvencionalni električni prostori bi inače zauzimali puno veću površinu nego glavne server sobe.

• Poboljšana efikasnost pretvaranja: SST-i sami su značajno efikasniji od tradicionalnih transformatora, a sa daleko manjim brojem etapa pretvaranja struje u celokupnoj arhitekturi sistema, gubitci energije su značajno smanjeni.

Kao što je prikazano na slici iznad, skrinje za čuvanje energije mogu biti direktno povezane na DC 800V bus ("direktno visanje baterija"), time smanjujući međusredinske gubitke struje i eliminirajući troškove invertora. Slično tome, vetar i sunčeva energija takođe se mogu direktno integrisati preko DC/DC konvertera. Ova napredna tehnika ima značajnu važnost za promovisanje zelenih centara podataka.

SST-i nisu ograničeni na centre podataka: "Dualni C" ciljevi (vrhunac emisija ugljičnog dioksida do 2030. i neutralnost ugljičnog dioksida do 2060.) podigli su energetsku efikasnost u industrijskim i građanskim sektorima na novu razinu. U opštim industrijskim i trgovinskim zgradama, SST-i takođe se mogu široko primenjivati. Kada je sekundarni izlaz AC, SST-i mogu direktno nadograditi i zameniti tradicionalne transformatore. Kada je sekundarni napon visokonaponski DC, to će biti transformativni korak za DC raspodelu struje na nivou zgrade. Na primer, u trenutnom promovisanju tehnologije "Fotovoltaika-Čuvanje-Direktno-Fleksibilno" (PSDF), od transformatora do busbара, centralizovani ili distribuirani AC/DC dvosmeri invertori više nisu potrebni, omogućavajući bezprekidnu DC raspodelu struje u celoj zgradi.

U vezi sa zabrinutostima o zrelosti opreme za krajnje upotrebu sa DC strujom, takve uređaje su sada sve više zreli, uključujući:

• Električni automobili (EV): Platforme EV evoluirale su od 400VDC do 800VDC i čak i više. Ovi sistemi naglašavaju brzo punjenje, visoku gustinu snage, smanjenje bakrenih vodova i imaju efikasne poluprovodničke uređaje, visokostrujne nosive kablove, napredne sigurnosne konektore i sheme zaštite od grešaka. Visokonaponski DC omogućava vozilima da se puni ili čak prodaju struju nazad u mrežu (V2G) preko dvosmerih stacija za punjenje.

• Fotovoltaika (PV): Velike solarni farme obično rade na 1000–1500VDC, iskoristeći zrele DC prekidače, žice i kombinacione kutije za direktno povezivanje na sisteme DC raspodele.

• Čuvanje energije (ES): Komercijalni i industrijski sistemi za čuvanje energije mogu biti direktno povezani na DC 800V mreže.

• HVAC i druga oprema za struju: Veći domaći proizvođači HVAC-a već su lansirali jedinice kompatibilne sa 375V DC.

• LED osvetljenje, utičnice i druga krajnja oprema: Odgovarajući DC proizvodi su sada široko implementirani.

• U vezi sa SST transformatorima, domaći proizvođači opreme već su lansirali proizvode, koji se primenjuju i promovišu u različitim scenarijima, uključujući centre podataka i modernizacije sa cenom energije.