Veri merkezleri, yeni nesil transformatör teknolojisi için “çığır açıcı” bir uygulama haline geldi

Veri merkezleri, yeni nesil güç transformatörü teknolojileri için “önemli bir uygulama” haline geldi

Veri merkezleri, ABD’deki elektrik şebekelerini zorlayan ve artan elektrik talebini tetikleyen en büyük faktörlerden biri haline geldi. Ancak yapay zeka veri merkezi patlaması aynı zamanda, herkesin yararına olabilecek bir teknolojiye yatırım yapılmasını hızlandırdı: endüstriyel döneme ait teknolojinin yerini modern güç elektroniğiyle değiştiren katı hal transformatörleri.

Mevcut elektrik şebekeleri, elle monte edilen ve 1880’lere dayanan temel bir tasarıma sahip olan geleneksel transformatör teknolojisine dayanıyor. İki bakır tel bobininin, uzun mesafeli iletim için alternatif akım elektriğinin voltajını yükseltmek veya evler ve işletmelerdeki elektrik kullanımının voltajını düşürmek için elektromanyetik alanlar oluşturmak üzere bir çelik çekirdeğin etrafına sarılması. En büyük güç transformatörleri seri üretilemiyor, bunun yerine her bir hizmet sağlayıcısının elektrik alt istasyonları için özel olarak tasarlanıyor.

Üretim kısıtlamaları ve ABD’deki altyapıyı iyileştirme çabası nedeniyle, hizmet sağlayıcılar ve diğer müşteriler yeni güç transformatörleri için birkaç yıl beklemek zorunda kalabiliyor. Bu sadece büyüyen elektrik talebini karşılamak için güç şebekesi altyapısını genişletmekle ilgili bir sorun değil, aynı zamanda eski transformatörlerin değiştirilmesi sürecini de geciktiriyor.

Yapay zeka veri merkezleri inşa eden teknoloji şirketleri, enerjiye aç AI çiplerinin bulunduğu sunucu raflarını desteklemek için doğrudan akım (DC) güç mimarilerini kullanıyor. Katı hal transformatörleri, yerel bir şebekenin dağıtım ağı tarafından sağlanan alternatif akımı (AC) gücü, ayrı bir elektrik cihazına ihtiyaç duymadan doğrudan DC güce dönüştürebiliyor.

“Bu, altyapının çoğunu ortadan kaldıran ve geleneksel bir veri merkezinde görülebilecek uyumluluk sorunlarını ortadan kaldıran sihirli bir kutu gibi,” diyor Kuzey Carolina Devlet Üniversitesi’nde elektrik ve bilgisayar mühendisliği profesörü Srdjan Lukic. “Şimdi, veri salonunun dışındaki tek bir dönüştürme aşaması var ve doğrudan raflara gidiyorsunuz.”

“Önemli uygulama”dan seri üretime

Veri merkezleri şu anda katı hal transformatörleri için “önemli bir uygulama”, diyor Lukic. Amperesand, Heron Power ve DG Matrix gibi birkaç ABD şirketi, katı hal transformatörü teknolojisini ticarileştirmek için geçtiğimiz yıl 280 milyon doların üzerinde fon topladı.

Katı hal transformatörleri aynı zamanda veri projelerinde gereken bakır ve diğer malzemelerin miktarını önemli ölçüde azaltabilirken, daha küçük fiziksel ayak izleri sayesinde veri merkezi geliştiricileri mevcut alanı başka amaçlarla kullanabilirler.

Uzun vadede, katı hal transformatörlerinin başarılı bir şekilde ticarileştirilmesi, aynı zamanda güç şebekesi yükseltmeleri ve genişletmeleri için de daha kolay erişilebilir hale getirebilir.

“Geleneksel transformatörlerin üretimi nispeten az sayıda uzman şirket tarafından yapılırken, katı hal transformatörleri bir elektronik cihaz gibidir,” diyor Lukic. “Bu, transformatör alanında kimin yer alabileceğini tamamen değiştiriyor ve aynı zamanda transformatörlerin nerede üretilebileceği konusunda da yeni olanaklar sağlıyor.”

Katı hal transformatörlerinin aynı avantajları, elektrikli araç şarjının DC güce olan benzer bağımlılığında da geçerlidir. Lukic ve meslektaşları yakın zamanda, canlı bir güç hattına bağlı bir katı hal transformatörünün, elektrikli araç bataryasının şarjını desteklemek için 1 megawatt güce kadar çıkarabileceğini gösterdiler; bu transformatör gerekli voltaj düşüşünü sağlarken aynı zamanda AC’yi DC’ye dönüştürdü.

NC Eyaleti’ndeki gösteri, Massachusetts’teki Electric Power Research Institute’a ait bir güç dağıtım laboratuvarında gerçekleşiyor ve 2018 yılında başlayan New York Güç Otoritesi ile yapılan bir işbirliğinin sonucu. Yaklaşık 1 metreye 1,5 metreye 2 metre boyutlarındaki katı hal transformatörü, Mayıs 2026’dan beri bu sitede bir konteynere yerleştirilmiş ve yaz aylarında test edildikten sonra Eylül ayında NC Eyaleti’ne geri dönecek.

“Bu, farklı bir form faktörüne sahip büyük bir transformatör kutusu gibi görünüyor, çelikten yapılmış büyük bir kütle,” diyor Lukic. “Üç çelik kütleyi tek bir çelik kütleye dönüştürüyor ve aynı zamanda elektrikli araç uygulamaları için tipik olarak gereken çok sayıda kabloyu ve hendeği ortadan kaldırıyor.”

Katı hal transformatörü, güç şebekesiyle etkileşim kuran aktif bir ön uç, bir AC/DC dönüştürücü ve voltajı yükselten veya düşüren yüksek frekanslı bir izolasyon transformatöründen oluşuyor. Kritik teknoloji, göreceli olarak kompakt cihazda “şebekenin tam voltajını” sürdürebilen özel yapım izolasyon bileşeniydi.

Teknolojinin önünde hala mühendislik ve ticarileştirme zorlukları bulunuyor. Ancak Lukic’in, katı hal transformatörlerinin veri merkezleri tarafından benimsenmesinin, teknolojiyi yalnızca teknoloji endüstrisindeki yapay zeka altyapısının ötesinde “riskini azaltabileceğine” inanıyor.

“Veri merkezlerinin ötesinde, yoğun nüfuslu bölgelerdeki elektrikli araç şarjını düşünebiliriz,” diyor Lukic. “Evlerimizdeki birçok cihaz artık DC ile çalışıyor, bu nedenle modern evlerde DC gücün dağıtılması bazı önemli avantajlar sağlayacaktır.”

Kaynak: Ars Technica