AI-datacenters zorgen voor veranderingen in de eisen die aan de elektrische infrastructuur worden gesteld. Door de hogere vermogensdichtheid van servers, grootschalige GPU-implementaties en de snelle groei van AI-computing neemt de vraag naar betrouwbare stroomsystemen met een hoge capaciteit toe.
Volgens het Internationaal Energieagentschap (IEA) zal het wereldwijde elektriciteitsverbruik van datacenters tegen 2030 naar verwachting ongeveer 950 TWh bedragen, wat neerkomt op bijna een verdubbeling ten opzichte van het niveau van 2025. Datacenters die zich richten op AI groeien zelfs nog sneller.
Voor ontwikkelaars van datacenters is het kiezen van de juiste AI-datacentertransformator is van essentieel belang voor de betrouwbaarheid, de efficiëntie en de exploitatiekosten op lange termijn.
Welke transformatoren worden gebruikt in AI-datacenters?
In een modern datacenter kunnen verschillende soorten transformatoren worden gebruikt in verschillende fasen van het elektriciteitsdistributiesysteem.
Veelvoorkomende toepassingen zijn onder meer:
- Stroomtransformatoren – voor aansluitingen op het hoogspanningsnet en op onderstations
- Distributietransformatoren – voor distributie van middenspanning naar laagspanning
- Droge transformatoren – wordt vaak gebruikt in gebouwen en elektriciteitsruimtes
- Transformatoren op voetstuk – voor middenspanningsdistributie in de buitenlucht
- Transformatoren voor onderstations – voor geïntegreerde stroomdistributiesystemen
De exacte configuratie hangt af van de netspanning, de capaciteit van de installatie, de vereisten inzake redundantie en de opzet van het elektriciteitsdistributienet.
Welk vermogen moet een transformator voor een datacenter hebben?
De capaciteit van de transformator moet worden gekozen op basis van de totale elektrische belasting en niet alleen op basis van de IT-belasting.
De elektriciteitsbehoefte van een datacenter kan het volgende omvatten:
- AI-servers en GPU's
- Netwerkapparatuur
- UPS-systemen
- Koelsystemen
- Pompen en koelmachines
- Verlichting
- Gebouwtechnische diensten
- Acculaad- en hulpsystemen
Bij grote AI-faciliteiten kan het totale stroomverbruik oplopen tot honderden megawatt. Het IEA merkt op dat hyperscale AI-datacenters meer dan 100 MW kunnen verbruiken, terwijl ook de vermogensdichtheid op het niveau van de serverracks snel toeneemt.
Daarom kan het nodig zijn om de transformatorcapaciteit over meerdere eenheden te verdelen in plaats van te vertrouwen op één enkele grote transformator.
Welke spanningsniveaus worden gebruikt?
De spanningsconfiguratie hangt af van de lokale energieleverancier en het ontwerp van het datacenter.
Een typisch stroompad kan er als volgt uitzien:
Hoogspanningsnet → Transformator in het onderstation → Middenspanningsdistributie → Distributietransformator → Laagspanningsapparatuur
Zo kan bijvoorbeeld netstroom het terrein binnenkomen op middenspanning of hoogspanning en vervolgens worden getransformeerd naar een lagere spanning voor de distributie binnen de faciliteit en voor IT-verbruikers.
Door over langere afstanden een hogere distributiespanning aan te houden, kunnen stroom- en elektrische verliezen worden beperkt. Het Amerikaanse Ministerie van Energie raadt aan om bij het ontwerpen van energiezuinige datacenters zorgvuldig rekening te houden met de distributiespanning.
Ook op rackniveau evolueert de sector naar gelijkstroomarchitecturen met een hogere spanning. Deelnemers aan het Open Compute Project werken aan 800 VDC-voedingsarchitecturen voor de volgende generatie AI-infrastructuur.
Een droge of een in olie ondergedompelde transformator voor een datacenter?
Beide technologieën kunnen geschikt zijn, afhankelijk van de installatie-eisen.
Droge Type Transformator
Voor elektrische ruimtes binnenshuis wordt vaak gekozen voor droge transformatoren, omdat deze geen isolatieolie gebruiken en een praktische oplossing bieden wanneer brandveiligheid en installatie binnenshuis van belang zijn.
Typische toepassingen zijn onder meer:
- Datacenters
- Elektriciteitsruimtes
- Commerciële gebouwen
- Industriële installaties
Oliegedompelde transformator
Oliegevulde transformatoren worden vaak gebruikt voor toepassingen met een hoger vermogen in de buitenlucht en in onderstations.
Ze kunnen geschikt zijn voor:
- Onderstations van nutsbedrijven
- Onderverdelingsstations voor datacenters in de buitenlucht
- Stroomverdeling met hoge capaciteit
- Grote industriële installaties
Bij de keuze moet rekening worden gehouden met de capaciteit, de installatielocatie, brandveiligheid, efficiëntie, onderhoud en lokale normen.
Belangrijkste specificaties van transformatoren voor AI-datacenters
Bij het selecteren van een transformator voor een datacenter moeten kopers met meer dan alleen het nominale vermogen in kVA of MVA rekening houden.
Belangrijke specificaties zijn onder meer:
- Nominaal vermogen
- Primaire en secundaire spanning
- Frequentie
- Vectorgroep
- Impedantie
- Verliezen bij nullast en onder belasting
- Koelmethode
- Temperatuurstijging
- Isolatieniveau
- Tapwisselaar en tapbereik
- Kortsluitbestendigheid
- Vereisten voor behuizing en installatie
- Configuratie van redundantie
- Toepasselijke normen
Voor AI-installaties zijn het rendement en de belastingskarakteristieken van transformatoren van bijzonder groot belang, omdat transformatoren continu in bedrijf zijn en mogelijk een groot aantal elektronisch gestuurde belastingen van stroom voorzien.
Redundantie van transformatoren voor datacenters
Betrouwbaarheid is een van de belangrijkste eisen voor stroomvoorzieningssystemen in datacenters.
Afhankelijk van het ontwerp van de installatie kunnen transformatoren op de volgende manieren worden opgesteld:
- N+1
- 2N
- Gedistribueerde redundante systemen
- Meerdere onafhankelijke stroomcircuits
De juiste configuratie hangt af van de vereiste beschikbaarheid, de kritische belasting, de onderhoudsstrategie en het projectbudget.
Hoe kies je een AI-datacentertransformator?
Een praktisch selectieproces ziet er als volgt uit:
1. Bepaal de totale belasting van de installatie
Houd rekening met IT, koeling, UPS en hulpbelastingen.
2. Bepaal de netspanning
Controleer de ingangsspanning en de beschikbare netaansluiting.
3. Bepaal de distributiearchitectuur
Breng de vereisten voor de distributie van middenspanning, laagspanning en gelijkstroom in kaart.
4. Selecteer de capaciteit van de transformator
Houd rekening met de huidige belasting, toekomstige uitbreiding en redundantie.
5. Kies de transformatortechnologie
Kies voor een droogtype of een in olie ondergedompeld type, afhankelijk van de installatie- en projectvereisten.
6. De efficiëntie optimaliseren
Vergelijk het nullastverlies, het belastingsverlies en de totale kosten over de gehele levensduur.
7. Normen en tests bevestigen
Zorg ervoor dat de transformator voldoet aan de vereiste IEC-, IEEE- of lokale normen.
Lees meer: Driefasige transformator: werkingsprincipe, soorten, toepassingen en keuzegids
EverNew-transformatoroplossingen voor datacenters
EverNew Transformer produceert een breed assortiment aan vermogenstransformatoren, distributietransformatoren, droge transformatoren, op het maaiveld gemonteerde transformatoren en transformatoren voor onderstations voor industriële en infrastructuurtoepassingen.
Transformatoroplossingen kunnen worden aangepast op basis van:
- Spanning
- Capaciteit
- Vectorgroep
- Impedantie
- Koelmethode
- Isolatieniveau
- Kraanwisselaar
- Installatieomgeving
- Toepasselijke normen
Geef voor een nieuw AI-datacenterproject de benodigde capaciteit, spanningsniveaus, installatievoorwaarden en projectnormen op. EverNew kan de aanvraag beoordelen en een geschikte transformatorconfiguratie aanbevelen.
Heeft u een transformator nodig voor uw datacenterproject? Neem dan contact op met EverNew Transformer voor technisch advies en een offerte.
