Os centros de dados de IA estão a alterar os requisitos relativos à infraestrutura elétrica. A maior densidade de potência dos servidores, as implementações de GPU em grande escala e a rápida expansão da computação de IA estão a aumentar a procura por sistemas de alimentação fiáveis e de alta capacidade.
De acordo com a Agência Internacional de Energia (AIE), prevê-se que o consumo global de eletricidade dos centros de dados atinja cerca de 950 TWh até 2030, quase o dobro dos níveis de 2025. Os centros de dados dedicados à IA estão a crescer ainda mais rapidamente.
Para os promotores de centros de dados, a escolha do Transformador para centros de dados de IA é essencial para a fiabilidade, a eficiência e os custos operacionais a longo prazo.
Que transformadores são utilizados nos centros de dados de IA?
Um centro de dados moderno pode utilizar vários tipos de transformadores em diferentes fases do sistema de distribuição elétrica.
Entre as aplicações mais comuns contam-se:
- Transformadores de potência – para ligações à rede de alta tensão e a subestações
- Transformadores de distribuição – para a distribuição de média tensão para baixa tensão
- Transformadores de tipo seco – frequentemente utilizado no interior de edifícios e salas elétricas
- Transformadores montados em base – para distribuição de média tensão em exterior
- Transformadores de subestações unitárias – para sistemas integrados de distribuição de energia
A configuração exata depende da tensão da rede elétrica, da capacidade das instalações, dos requisitos de redundância e da arquitetura da distribuição elétrica.
Qual é a capacidade de potência necessária para um transformador de um centro de dados?
A capacidade do transformador deve ser selecionada com base na carga elétrica total e não apenas na carga de TI.
A procura de energia elétrica de um centro de dados pode incluir:
- Servidores de IA e GPUs
- Equipamento de rede
- Sistemas UPS
- Sistemas de refrigeração
- Bombas e refrigeradores
- Iluminação
- Serviços de construção
- Sistemas de carregamento da bateria e sistemas auxiliares
No caso de grandes instalações de IA, a procura total de energia pode atingir centenas de megawatts. A AIE salienta que os centros de dados de IA em hiperescala podem ultrapassar os 100 MW, enquanto a densidade de potência ao nível dos racks de servidores também está a aumentar rapidamente.
Por conseguinte, poderá ser necessário distribuir a capacidade do transformador por várias unidades, em vez de se recorrer a um único transformador de grande dimensão.
Que níveis de tensão são utilizados?
A configuração da tensão depende da empresa de eletricidade local e da conceção do centro de dados.
Um percurso de alimentação típico pode ter o seguinte aspeto:
Rede de alta tensão → Transformador de subestação → Distribuição de média tensão → Transformador de distribuição → Equipamento de baixa tensão
Por exemplo, a energia da rede pública pode entrar nas instalações a média ou alta tensão e, em seguida, ser reduzida para a distribuição nas instalações e para as cargas de TI.
Manter uma tensão de distribuição mais elevada em distâncias mais longas pode reduzir a corrente e as perdas elétricas. O Departamento de Energia dos EUA recomenda que se tenha em conta cuidadosamente a tensão de distribuição ao projetar centros de dados energeticamente eficientes.
Ao nível do rack, o setor está também a avançar para arquiteturas de corrente contínua de alta tensão. Os participantes do Open Compute Project estão a trabalhar no sentido de desenvolver arquiteturas de alimentação de 800 VCC para a infraestrutura de IA da próxima geração.
Transformador de tipo seco ou imerso em óleo para um centro de dados?
Ambas as tecnologias podem ser adequadas, dependendo dos requisitos de instalação.
Transformador de tipo seco
Os transformadores do tipo seco são frequentemente considerados para salas elétricas interiores, uma vez que não utilizam óleo isolante e podem constituir uma solução prática nos casos em que a segurança contra incêndios e a instalação em espaços interiores são importantes.
As aplicações típicas incluem:
- Salas de dados
- Salas elétricas
- Edifícios comerciais
- Instalações industriais
Transformador imerso em óleo
Os transformadores imersos em óleo são frequentemente utilizados em aplicações ao ar livre de maior capacidade e em subestações.
Podem ser adequados para:
- Subestações de serviços públicos
- Subestações de centros de dados ao ar livre
- Distribuição de energia de alta capacidade
- Grandes instalações industriais
A escolha deve ter em conta a capacidade, o local de instalação, a proteção contra incêndios, a eficiência, a manutenção e as normas locais.
Especificações-chave dos transformadores para centros de dados de IA
Ao escolher um transformador para um centro de dados, os compradores devem ter em conta mais do que apenas a potência nominal em kVA ou MVA.
Entre as especificações importantes incluem-se:
- Capacidade nominal
- Tensão primária e secundária
- Frequência
- Grupo vetorial
- Impedância
- Perdas em vazio e sob carga
- Método de arrefecimento
- Aumento da temperatura
- Nível de isolamento
- Comutador de derivações e gama de derivações
- Capacidade de resistência a curto-circuito
- Requisitos relativos ao invólucro e à instalação
- Configuração de redundância
- Normas aplicáveis
No caso das instalações de IA, a eficiência dos transformadores e as características de carga são particularmente importantes, uma vez que os transformadores funcionam de forma contínua e podem alimentar um grande número de cargas eletrónicas de potência.
Redundância de transformadores para centros de dados
A fiabilidade é um dos requisitos mais importantes para os sistemas de alimentação dos centros de dados.
Dependendo da conceção das instalações, os transformadores podem ser dispostos utilizando:
- N+1
- 2N
- Sistemas distribuídos redundantes
- Várias vias de alimentação independentes
A configuração adequada depende do tempo de atividade exigido, da carga crítica, da estratégia de manutenção e do orçamento do projeto.
Como selecionar um transformador para um centro de dados de IA
Um processo de seleção prático consiste em:
1. Determinar a carga total das instalações
Incluir TI, refrigeração, UPS e cargas auxiliares.
2. Definir a tensão da rede elétrica
Verifique a tensão de entrada e a ligação à rede disponível.
3. Determinar a arquitetura de distribuição
Identificar os requisitos de distribuição de média tensão, baixa tensão e corrente contínua.
4. Selecionar a capacidade do transformador
Tenha em conta a carga atual, a expansão futura e a redundância.
5. Selecionar a tecnologia do transformador
Escolha o tipo a seco ou imerso em óleo, consoante os requisitos de instalação e do projeto.
6. Otimizar a eficiência
Compare as perdas em vazio, as perdas sob carga e o custo total ao longo do ciclo de vida.
7. Confirmar as normas e os ensaios
Certifique-se de que o transformador cumpre as normas IEC, IEEE ou locais exigidas.
Leia mais: Transformador trifásico: princípio de funcionamento, tipos, aplicações e guia de seleção
Soluções de transformadores EverNew para centros de dados
A EverNew Transformer fabrica uma vasta gama de transformadores de potência, transformadores de distribuição, transformadores de tipo seco, transformadores montados em plataforma e transformadores de subestação para aplicações industriais e de infraestruturas.
As soluções de transformadores podem ser personalizadas de acordo com:
- Tensão
- Capacidade
- Grupo vetorial
- Impedância
- Método de arrefecimento
- Nível de isolamento
- Comutador de torneiras
- Ambiente de instalação
- Normas aplicáveis
Para um novo projeto de centro de dados de IA, indique a capacidade necessária, os níveis de tensão, as condições de instalação e as normas do projeto. A EverNew pode avaliar a aplicação e recomendar uma configuração adequada do transformador.
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