Mabadiliko ya SST: Kutoka Kitambulisho cha Data hadi Mitandao ya Umeme

Muhtasara: Tarehe 16 Oktoba 2025, NVIDIA ilimishia khitabu nyingine "800 VDC Architecture for Next-Generation AI Infrastructure", ikizidi kuonyesha kwamba na mafanikio ya haraka ya modelsi kali za AI na uhamiaji wa teknolojia za CPU na GPU, nguvu katika rakia imeongezeka kutoka 10 kW mwaka 2020 hadi 150 kW mwaka 2025, na ina tajwa kwamba itafika 1 MW kwa rakia moja mwaka 2028. Kwa aina hii ya ongezeko la nguvu la megawatti na ukubwa wa nguvu mkubwa, mfumo wa kawaida wa umeme wa kiwango chache cha AC hauna kutosha zaidi. Kwa hiyo, khitabu inatafsiri kujitolea kutoka kwa mfumo wa umeme wa 415V AC wa kawaida hadi muktadha wa 800V DC, kuchanganya maslahi sana katika teknolojia muhimu—Solid-State Transformers (SST).

Maslahi kwa majukwaa ya data: Solid-State Transformer (SST) unaweza kurudia moja kwa moja kutoka AC 10 kV ya grid hadi DC 800 V, kunatoa maslahi kama vile ukubwa ndogo, utaratibu mdogo, na mikakati yaliyofanikiwa pamoja kama vile udhibiti wa nguvu ya reaktivi na udhibiti wa ubora wa nguvu. Mfumo wa HVDC wanaweza kupunguza matumizi ya vifaa vya kati kadhaa, kama vile UPS units.

Kutokana na muktadha wa umeme wa majukwaa ya data, ni wazi kwamba kutengeneza kwa HVDC (High-Voltage Direct Current) inatoa maslahi mengi, ikiwa ni:

• Kiwango cha juu cha umeme kinachopunguza amperes, kwa urahisi kupunguza idadi ya mivinyo ya copper au busbars.

• Punguzo kubwa la vifaa vya kugawa, kupunguza matumizi ya vifaa vingine vya kawaida vya UPS.

• Punguzo kubwa la nyanja ya mikakati ya msingi—kwa majukwaa ya data ya kiwango cha megawatti kwa rakia, nyumba za umeme za kawaida zingeita nyanja zaidi kuliko nyumba za servers za msingi.

• Ufanisi wa kubadilisha: SST zenyewe zinatuwa ufanisi wa juu kuliko transformers wa kawaida, na na stages kadhaa tu za kubadilisha nguvu katika muktadha wa mfumo kwa ujumla, upungufu wa nguvu unapungua kwa wingi.

Kama inavyoonyeshwa kwenye picha hapo juu, sanduku la kuhifadhi nguvu linaweza kuhusishwa moja kwa moja kwenye busi ya DC 800V ("battery direct-hanging"), kwa urahisi kupunguza upungufu wa nguvu kati na kupunguza gharama za inverters. Vilevile, nguvu ya upepo na jua yanaweza pia kuhusishwa moja kwa moja kwa kutumia converters wa DC/DC. Maendeleo haya yana maana kubwa kwa kuendeleza majukwaa ya data yenye ubora wa mazingira.

SSTs Haoni Matumizi Yake Tu Katika Majukwaa Ya Data: Malengo ya "Dual Carbon" (kipimo cha carbon 2030, usawa wa carbon 2060) yameelekeza ufanisi wa nguvu katika sekta ya kiuchumi na kijamii kwa kiwango kipya. Katika majengo ya umma na biashara yoyote, SST zinaweza kutumika kwa ufanisi. Waktu output wa pili ni AC, SST zinaweza kujitolea na kubadilisha transformers wa kawaida. Waktu voltage ya pili ni high-voltage DC, itakuwa hatua kubwa kwa miktadha wa umeme wa DC kwa level ya majengo. Kwa mfano, katika ufananishaji wa sasa wa teknolojia ya "Photovoltaic-Storage-Direct-Flexible" (PSDF), kutoka transformer hadi busbar, AC/DC bidirectional inverters zinazohusiana na kati hazitoshi, kufanya kutoa umeme wa DC kwa majengo kwa urahisi.

Kuhusu wasiwasi kuhusu uzalishaji wa vifaa vya matumizi ya mwisho vya DC, vifaa hivi vimekuwa zaidi ya kutosha, ikiwa ni:

• Magari ya Umeme (EVs): Platforms za EV zimebadilika kutoka 400VDC hadi 800VDC na zaidi. Mfumo huo unaonyesha kukopa kwa haraka, ukubwa wa nguvu, kupunguza mivinyo ya copper, na rectifiers yenye ufanisi, mivinyo ya magari ya current kubwa, connectors za usalama yenye ubora, na mikakati za protection zenye utambulisho wa hitilafu. DC wa kiwango cha juu unawezesha magari kukopa au hata kukopa tena umeme kwenye grid (V2G) kwa kutumia charging stations za bidirectional.

• Photovoltaics (PV): Mazingira makubwa ya jua mara nyingi yanafunika kwenye 1000–1500VDC, kutumia switchgear, fuses, na combiner boxes yenye ubora wa DC kuhusisha moja kwa moja kwenye mfumo wa distribution wa DC.

• Energy Storage (ES): Mfumo wa kuhifadhi nguvu wa kiuchumi na kijamii wanaweza kuhusishwa moja kwa moja kwenye grids za DC 800V.

• HVAC na vifaa vingine vya nguvu: Wanawakilishi wa HVAC wa China wameanza kutaja units zenye compatibility ya 375V DC.

• Taa za LED, outlets, na vifaa vingine vya mwisho: Bidhaa za DC zinazotofautiana zinatumika sasa.

• Kuhusu transformers wa SST, wakilishi wa vifaa wa nchi yetu wameanza kutaja bidhaa, ambazo zinatumika na zinapendekezwa katika mazingira tofauti kama vile majukwaa ya data na renovations za kuhifadhi nguvu.