Veri merkezlerinde orta gerilim elektrik dağıtımı

Özellikle ortak yerleşim sektöründe veri merkezlerinin artan enerji talepleri, tesislerin elektrik tasarımında yeni zorluklar ve paradigma değişimleri ortaya çıkarmıştır. Hem verimlilik hem de maliyet hususlarını ele almak için orta gerilim dahili dağıtım şebekelerinin uygulanması gerekli hale gelmiştir.

Bu durum, sürdürülebilirlik ve verimlilik gereksinimlerini karşılamak için en uygun gerilim seviyesinin ne olduğu gibi yeni soruları gündeme getirmektedir.

Gerilim seviyesinin dahili dağıtım üzerindeki etkisi

Tasarım BT gücü, sahadaki hat geriliminin ve şebekeden talep edilen akımın çarpımının bir fonksiyonudur. Gerilim seviyesinin artırılması, iletkenlerden geçen akımı azaltır. Tersine, gerilim seviyesinin azaltılması iletkenlerden geçen akımların artmasına neden olur. Kablo ve ekipmanların boyutu, ortaya çıkan akım tarafından doğrudan belirlenir ve bu da kurulum maliyetlerini etkiler. Peki bu etki önceden hesaplanabilir mi?

15 MW kurulu güce, 1 güç faktörüne ve tek bir giriş besleyiciye sahip basitleştirilmiş bir veri merkezi senaryosu varsayalım. 11 kV’luk bir şebeke voltajında ​​akım 787 A olur. Bu hesaplamayı 24 kV’luk bir şebeke voltajı için tekrarlarsak, akım yaklaşık 360 A’ya düşer.

Şebeke voltajının artırılması, besleyiciden geçen akımı, daha düşük bir voltaj seviyesinde aynı güç seviyesinde olacağından yaklaşık %45’e düşürür. Doğrusal ve sabit yükler varsayıldığında, bu sonucu birden fazla besleyiciye ve yüke genelleyebiliriz.

Ayrıca, iletken kayıpları açısından, bunların yapıldıkları malzemeye bağlı olduğunu ve içlerinden geçen akımın karesiyle orantılı olduğunu biliyoruz. Bu, akımdaki doğrusal artışlarla kayıpların üstel olarak arttığı anlamına gelir.

Önceki hesaplamaya benzer bir hesaplama yaparak, gerilim seviyesini 11 kV’tan 24 kV’a çıkararak iletken kayıplarının %80’e kadar azaltılabileceğini belirleyebiliriz.

Maliyet açısından, gerilim seviyesini artırmak yalnızca kayıpları önlemeye ve verimliliği artırmaya (OPEX) yardımcı olmakla kalmaz, aynı zamanda iletkenlerin boyutunu küçülterek inşaat aşamasında tasarruf sağlar (CAPEX).

Orta ölçekli şalt tesisi geriliminin GWP endeksi

2024/573 sayılı AB Yönetmeliği’nin yürürlüğe girmesinden önce, SF6 yalıtımlı GIS çözümleri, genellikle 24 kV ve 36 kV gerilim seviyelerinde orta gerilim şalt cihazlarının seçiminde tercih edilen seçenekti. SF6 yalıtımlı şalt cihazları, hibrit şalt cihazlarına (vakum anahtarlama ve hava yalıtımı) kıyasla kompakt boyutlarıyla güvenli bir çalışma sağlar, ancak SF6 gazının yüksek GWP’si (küresel ısınma potansiyeli) gibi önemli bir dezavantajı vardır. Bu tür ekipmanlar gazı tankın içinde yalıtsa da, sızıntının sera gazı olarak CO2 eşdeğerinden yaklaşık 23.500 kat daha fazla önemli bir etkiye sahip olması nedeniyle, gazla çalışırken dikkatli olunmalıdır. Ayrıca, bu varlıkların yaşam döngülerinin sonunda uygun şekilde işlenmesi gerekmektedir.

Bu faktörler şimdiye kadar şalt cihazlarının seçiminde oldukça belirleyici olmuş, hava yalıtımlı şalt cihazları tercih edilmiş ve dolayısıyla gerilim seviyesi seçimi etkilenmiştir.

Farklı çözümlerin GWP seviyelerine bağlı olarak dielektrik gazların kullanımını sınırlayan yukarıda belirtilen düzenlemenin uygulanması, esas olarak temsil ettiği teknolojik değişim nedeniyle sektör için bir tehdit değil, büyük bir fırsat oluşturmuştur. AB Yönetmeliğinin uygulanması, 2026’dan itibaren 24 kV ürün yelpazesi için yeni sınırlar tanımlayacaktır. Şalt cihazı üreticileri artık geleneksel SF6 GIS şalt cihazlarının performansına denk gelen SF6 içermeyen çözümler sunmaktadır.

Bu yenilik, SF6 teknolojisinin dezavantajları olmadan GIS şalt cihazlarının avantajlarını bir araya getirirken, 24 kV gibi daha yüksek bir gerilim seviyesinin avantajlarından yararlanmamızı sağlamaktadır.

Ormazabal’da, doğal endüstriyel hava kullanarak ve florlu gazlar olmadan yüksek performans, güvenilirlik ve emniyeti garanti eden çözümler geliştirdik. Bu, operatörlerin florlu gazlar ve iklim nötrlüğü hedeflerine ilişkin Avrupa yönetmeliklerine uyarken, çevre, sağlık veya güvenlik endişeleriyle ilgili “sıfır belirsizlik” ile çözümlerimizi dağıtmalarını sağlar.

Bu yeniliklerle, elektrik şebekesinin sürdürülebilir geçişini sağlayan, yenilenebilir enerjilerin entegrasyonunu ve toplumun elektriklenmesini kolaylaştıran ürünleri piyasaya sunuyoruz ve SF6’sız bir geleceğe doğru ağların dönüşümüne öncülük etme taahhüdümüzü güçlendiriyoruz.

Sonuçlar

Veri merkezlerinin artan enerji talepleri ve sürdürülebilirliğe öncelik verme ihtiyacı, çıtayı yükseltme ihtiyacını ortaya koyuyor trafo merkezlerinde yaklaşık 24 kV’a kadar.

Gerilim seviyesini 11 kV’tan 24 kV’a çıkarmak, kayıpları %80’e kadar azaltabilir.

Şimdiye kadar, yüksek gerilim seviyeleri, hava yalıtımlı şalt cihazlarının (vakum anahtarlama) hantal, bakımı karmaşık ve işletme riskleri oluşturması nedeniyle SF6 yalıtımlı GIS şalt cihazlarına ihtiyaç duyuyordu.

Gerilim seviyesinin yükseltilmesi ayrıca iletken boyutunun optimize edilmesini sağlayarak maliyet tasarrufu sağlar.

Ormazabal, 2026 yılından itibaren, hem ikincil hem de birincil dağıtım için 24 kV’a kadar SF6 içermeyen ürününü, GWP<1 ile pazara sunacak ve her iki dünyanın en iyisini bir araya getirecek: SF6 yalıtımlı şalt cihazlarının dezavantajları olmadan gerilim seviyesini yükselterek kayıp azaltma.