Veri merkezlerinde orta gerilim elektrik dağıtımı

Veri Merkezlerinin, özellikle de ortak yerleşim sektöründeki artan güç talebi, tesislerin elektrik tasarımında yeni zorluklar ve paradigma değişimleri getirmiştir. Hem verimlilik hem de maliyet açısından 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 getiriyor.

Gerilim Seviyesinin Dahili Dağıtım Üzerindeki Etkisi

BT tasarım gücü, sahadaki hat voltajı ile şebekeden talep edilen akımın çarpımının bir fonksiyonudur. Voltaj seviyesinin artırılması, iletkenlerden geçen akımı azaltır. Tersine, voltaj seviyesindeki bir düşüş, 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 tahmin edilebilir mi?

Basitleştirilmiş bir senaryoda, 15 MW kurulu güce, 1 güç faktörüne ve tek bir giriş besleyiciye sahip bir veri merkezini varsayalım. 11 kV’luk bir şebeke voltajında, akım 787 A değerine sahip olacaktır. Bu hesaplamayı 24 kV’luk bir şebeke voltajı için tekrarlarsak, akım yaklaşık 360 A’ya düşer.

Şebeke voltajındaki artış, besleyiciden geçen akımı, aynı güç seviyesinde daha düşük bir voltaj seviyesinde olacağından yaklaşık %45 oranında azaltır. Doğrusal ve sabit yükler varsayıldığında, bu sonucu birden fazla besleyici ve yük için genelleyebiliriz.

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

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

Maliyet açısından bakıldığında, gerilim seviyesinin artırılması sadece kayıpları önlemeye ve verimliliği artırmaya (OPEX) yardımcı olmakla kalmıyor, aynı zamanda iletkenlerin boyutunu küçülterek inşaat aşamasında tasarrufa (CAPEX) yol açıyor.

Orta Gerilim Şalt Cihazlarının GWP Endeksi

2024/573 sayılı AB Yönetmeliği yürürlüğe girmeden önce, SF6 yalıtımlı GIS çözümleri, genellikle 24 kV ve 36 kV gerilim seviyelerinde orta gerilim şalt cihazlarının seçiminde en iyi seçenekti. SF6 yalıtımlı şalt cihazları, hibrit şalt cihazlarına (vakum anahtarlama ve hava yalıtımı) kıyasla kompakt boyutlarıyla güvenli çalışma sağlar, ancak SF6 gazının yüksek GWP’si (Küresel Isınma Potansiyeli) gibi önemli bir dezavantajı vardır. Bu tür ekipmanlar gazı tankın içinde yalıtsa da, bir sızıntının sera gazı olarak CO2 eşdeğerinden yaklaşık 23.500 kat daha fazla etkiye sahip olması nedeniyle ekipmanın kullanımı sırasında dikkatli olunması gerekir. Ayrıca, bu varlıkların kullanım ömürlerinin sonunda uygun şekilde işlenmesi gereklidir.

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

Dielektrik gazların kullanımını farklı çözümlerin GWP seviyelerine göre sınırlayan söz konusu yönetmeliğin uygulanması, sektör için bir tehdit değil, özellikle de temsil ettiği teknolojik değişim nedeniyle büyük bir fırsat oluşturmuştur. AB Yönetmeliği’nin uygulanması, 2026’dan itibaren 24 kV ürün yelpazesi için yeni sınırlar belirleyecektir. Şalt cihazı üreticileri artık geleneksel SF6 GIS şalt cihazlarının performansına eşdeğer SF6 içermeyen çözümler sunmaktadır.

Bu yenilik, SF6 teknolojisinin dezavantajlarını yaşamadan GIS şalt cihazlarının avantajlarını bir araya getirirken, 24 kV gibi daha yüksek gerilim seviyelerinin avantajlarından yararlanmamızı sağlıyor.

Ormazabal olarak, doğal endüstriyel hava kullanarak ve florlu gazlar kullanmadan çözümler geliştirdik ve bu sayede yüksek performans, güvenilirlik ve emniyet sağladık. Bu sayede operatörler çözümlerimizi şu şekilde uygulayabilirler:“sıfır belirsizlik”Çevresel, sağlık veya güvenlik endişelerini göz önünde bulundurarak, Avrupa florlu gaz düzenlemelerine ve iklim nötrlüğü hedeflerine uyum sağlayarak.

Bu yeniliklerle, elektrik şebekelerinin sürdürülebilir dönüşümünü sağlayan, yenilenebilir enerjinin entegrasyonunu ve toplumun elektriklenmesini kolaylaştıran ürünleri pazara sunuyoruz ve SF6’sız bir geleceğe doğru şebekelerin dönüşümüne öncülük etme taahhüdümüzü güçlendiriyoruz.

Sonuçlar

Veri Merkezlerinden gelen artan güç talebi ve sürdürülebilirliğin ön planda tutulması gerekliliği, trafo merkezlerindeki gerilim seviyesinin 24 kV civarına çıkarılması gerekliliğini ortaya koymaktadır.

Gerilim seviyesinin 11 kV’tan 24 kV’a çıkarılması kayıplarda %80’e varan azalma sağlayabilir.

Şimdiye kadar yüksek gerilim seviyeleri, hava yalıtımlı (vakum anahtarlama) şalt cihazlarının hacimli, bakımının karmaşık ve operasyonel riskler oluşturması nedeniyle SF6 yalıtımlı GIS şalt cihazlarına ihtiyaç duyuyordu.

Gerilim seviyesinin yükseltilmesi aynı zamanda iletken boyutunun optimize edilmesine olanak vererek maliyet tasarrufu sağlar.

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