Tekoälyn datakeskukset muuttavat sähköinfrastruktuurille asetettavia vaatimuksia. Palvelimien suurempi tehotiheys, laajamittaiset GPU-käyttöönotot ja tekoälylaskennan nopea kasvu lisäävät luotettavien ja suurikapasiteettisten sähköjärjestelmien kysyntää.
Kansainvälisen energiajärjestön (IEA) mukaan maailmanlaajuisten tietokeskusten sähkönkulutuksen ennustetaan nousevan noin 950 TWh:iin vuoteen 2030 mennessä, mikä on lähes kaksinkertainen määrä vuoteen 2025 verrattuna. Tekoälyyn keskittyvien tietokeskusten kasvu on vieläkin nopeampaa.
Tietokeskusten kehittäjille oikean ratkaisun valitseminen Tekoälyn datakeskuksen muuntaja on ratkaisevan tärkeää luotettavuuden, tehokkuuden ja pitkän aikavälin käyttökustannusten kannalta.
Mitä muuntajia käytetään tekoälyn datakeskuksissa?
Nykyaikaisessa datakeskuksessa saatetaan käyttää useita erilaisia muuntajia sähkönjakelujärjestelmän eri vaiheissa.
Yleisiä käyttökohteita ovat muun muassa:
- Tehomuuntajat – korkeajänniteverkon ja sähköasemien liitäntöihin
- Jakelumuuntajat – keskijännitteen ja matalajännitteen jakeluun
- Kuivamuuntajat – käytetään yleisesti rakennusten sisätiloissa ja sähköhuoneissa
- Alustalle asennettavat muuntajat – ulkokäyttöön tarkoitettu keskijännitejakelu
- Yksikön sähköaseman muuntajat – integroiduille sähkönjakelujärjestelmille
Tarkka kokoonpano riippuu verkkojännitteestä, laitoksen kapasiteetista, varmennusvaatimuksista ja sähkönjakelurakenteesta.
Minkä tehoinen muuntaja tarvitaan tietokeskuksessa?
Muuntajan teho tulisi valita sähkökuormituksen kokonaismäärän perusteella eikä pelkästään IT-kuormituksen perusteella.
Tietokeskuksen sähkönkulutukseen voivat kuulua seuraavat tekijät:
- Tekoälypalvelimet ja GPU:t
- Verkkolaitteet
- UPS-järjestelmät
- Jäähdytysjärjestelmät
- Pumput ja jäähdytyslaitteet
- Valaistus
- Rakennuspalvelut
- Akun lataus- ja apujärjestelmät
Suurten tekoälylaitosten kokonaistehonkulutus voi nousta satoihin megawatteihin. IEA toteaa, että hyperscale-luokan tekoälydatakeskusten tehonkulutus voi ylittää 100 MW, ja myös palvelinräkkien teho tiheys kasvaa nopeasti.
Siksi muuntajan kapasiteetti saattaa joutua jakamaan useiden yksiköiden kesken sen sijaan, että luotettaisiin yhteen ainoaan suureen muuntajaan.
Mitä jännitetasoja käytetään?
Jännitteen kokoonpano riippuu paikallisesta sähköyhtiöstä ja datakeskuksen rakenteesta.
Tyypillinen virrankulku voi näyttää seuraavalta:
Suurjänniteverkko → Sähköaseman muuntaja → Keskijännitejakelu → Jakelumuuntaja → Matalajännitelaitteet
Esimerkiksi verkkovirta voi tulla laitokseen keski- tai korkeajännitteenä, minkä jälkeen sen jännite alennetaan laitoksen sisäistä jakelua ja IT-kuormia varten.
Korkeamman jakelujännitteen ylläpitäminen pidemmillä etäisyyksillä voi vähentää virtaa ja sähköhäviöitä. Yhdysvaltain energiaministeriö suosittelee, että jakelujännite otetaan huolellisesti huomioon energiatehokkaita datakeskuksia suunniteltaessa.
Myös telinetasolla ala on siirtymässä kohti korkeajännitteisempiä tasavirta-arkkitehtuureja. Open Compute Projectin osallistujat kehittävät 800 VDC:n virransyöttöarkkitehtuureja seuraavan sukupolven tekoälyinfrastruktuuria varten.
Kuivatyyppinen vai öljykylpyinen muuntaja datakeskukseen?
Molemmat tekniikat voivat olla sopivia asennusvaatimuksista riippuen.
Kuiva tyyppi muuntaja
Kuivatyyppisiä muuntajia harkitaan usein sisätiloissa sijaitseviin sähköhuoneisiin, koska niissä ei käytetä eristysöljyä ja ne voivat tarjota käytännöllisen ratkaisun tilanteissa, joissa paloturvallisuus ja sisäasennus ovat tärkeitä.
Tyypillisiä käyttökohteita ovat:
- Tietokeskushallit
- Sähköhuoneet
- Liikerakennukset
- Teollisuuslaitokset
Öljyyn upotettu muuntaja
Öljykylpyjä käytetään yleisesti suuritehoisissa ulkokäyttökohteissa ja sähköasemissa.
Ne voivat sopia seuraaviin käyttötarkoituksiin:
- Yleishyödylliset sähköasemat
- Ulkotiloissa sijaitsevat tietokeskuksen sähköasemat
- Suurikapasiteettinen sähkönjakelu
- Suuret teollisuuslaitokset
Valinnassa tulisi ottaa huomioon kapasiteetti, asennuspaikka, paloturvallisuus, tehokkuus, huolto ja paikalliset määräykset.
Tärkeimmät muuntajien tekniset tiedot tekoälyä hyödyntäville datakeskuksille
Kun ostajat valitsevat muuntajaa datakeskukselle, heidän tulisi ottaa huomioon muutakin kuin nimellisteho kVA:na tai MVA:na.
Tärkeimpiä teknisiä tietoja ovat:
- Nimelliskapasiteetti
- Ensisijainen ja toissijainen jännite
- Taajuus
- Vektoriryhmä
- Impedanssi
- Tyhjäkäynti- ja kuormitushäviöt
- Jäähdytysmenetelmä
- Lämpötilan nousu
- Eristystaso
- Jännitteenvaihtaja ja jännitealue
- Oikosulkukestävyys
- Kotelo- ja asennusvaatimukset
- Redundanssikokoonpano
- Sovellettavat standardit
Tekoälylaitoksissa muuntajien hyötysuhde ja kuormitusominaisuudet ovat erityisen tärkeitä, koska muuntajat ovat jatkuvassa käytössä ja saattavat syöttää virtaa lukuisille tehoelektroniikkakuormille.
Tietokeskusten muuntajien varajärjestelmät
Luotettavuus on yksi tärkeimmistä vaatimuksista datakeskusten sähköjärjestelmille.
Laitoksen rakenteesta riippuen muuntajat voidaan sijoittaa seuraavilla tavoilla:
- N+1
- 2N
- Hajautetut redundantit järjestelmät
- Useita toisistaan riippumattomia virransyöttöreittejä
Sopiva kokoonpano riippuu vaaditusta käytettävyydestä, kriittisestä kuormituksesta, ylläpitostrategiasta ja projektin budjetista.
Kuinka valita tekoälyn datakeskuksen muunnin
Käytännöllinen valintaprosessi on seuraava:
1. Määritä laitoksen kokonaiskuormitus
Mukaan lukien IT-laitteet, jäähdytys, UPS ja apukuormat.
2. Määritä verkkojännite
Tarkista syöttöjännite ja käytettävissä oleva verkkoliitäntä.
3. Määritä jakeluarkkitehtuuri
Määritä keskijännite-, matalajännite- ja tasavirtajakelun vaatimukset.
4. Valitse muuntajan teho
Ota huomioon nykyinen kuormitus, tuleva laajennus ja varakapasiteetti.
5. Valitse muuntajatekniikka
Valitse kuivatyyppinen tai öljykylpyyppinen malli asennus- ja projektivaatimusten mukaan.
6. Tehokkuuden optimointi
Vertaa tyhjäkäyntihäviötä, kuormitushäviötä ja elinkaaren kokonaiskustannuksia.
7. Vahvista standardit ja testaus
Varmista, että muuntaja täyttää vaaditut IEC-, IEEE- tai paikalliset standardit.
Lue lisää: Kolmivaihemuuntaja: toimintaperiaate, tyypit, käyttökohteet ja valintaopas
EverNewin muuntajaratkaisut datakeskuksille
EverNew Transformer valmistaa laajaa valikoimaa tehomuuntajat, jakelumuuntajat, kuivamuuntajat, maapohjaiset muuntajat ja sähköasemamuuntajat teollisuus- ja infrastruktuurisovelluksiin.
Transformaattoratkaisuja voidaan räätälöidä seuraavien tekijöiden mukaan:
- Jännite
- Kapasiteetti
- Vektoriryhmä
- Impedanssi
- Jäähdytysmenetelmä
- Eristystaso
- Tapin vaihtaja
- Asennusympäristö
- Sovellettavat standardit
Ilmoita uuden tekoäly-datakeskuksen hanketta varten tarvittava kapasiteetti, jännitetasot, asennusolosuhteet ja hankkeen standardit. EverNew voi arvioida hakemuksen ja suositella sopivaa muuntajakokoonpanoa.
Tarvitsetko muuntajaa datakeskuksen projektiisi? Ota yhteyttä EverNew Transformer -yritykseen saadaksesi teknistä neuvontaa ja tarjouksen.
