Schneider Electric onderzoekt 800 VDC voor AI
Met de razendsnelle opkomst van AI-toepassingen schiet het stroomverbruik van high-density racks in datacenters omhoog. Om IT-racks van 400 kW en meer efficiënt van energie te voorzien, stappen hyperscalers op grote schaal over op 800 VDC-stroomarchitecturen (gelijkstroom). Schneider Electric heeft nu een van de eerste praktische onderzoeken gepubliceerd over het beoordelen en beheersen van vlamboogrisico’s binnen deze nieuwe hoogspanningsomgevingen.
De transitie naar 800 VDC, die mede onder aanvoering van NVIDIA en technologiepartners zoals Schneider Electric vorm krijgt, is cruciaal voor de bouw van grootschalige AI-fabrieken. De hogere spanningen brengen echter ook nieuwe veiligheidsvraagstukken met zich mee op het gebied van storingsgedrag en onderhoud. Uit de simulaties en analyses van Schneider Electric – uitgevoerd met behulp van geavanceerde digital twin-software van ETAP – blijkt dat de risico's op vlambogen (arc flash) in 800 VDC-systemen zeer goed beheersbaar zijn en in veel gevallen vergelijkbaar met traditionele AC-systemen (wisselstroom).
Huidige normen overschatten het risico
Tot op heden ontbreken specifieke sectornormen voor vlamboogrisico's in 800 VDC-omgevingen met vermogensconverters. Hierdoor wordt het risico met traditionele rekenmethodes vaak te conservatief en te hoog ingeschat.
In het onderzoek werden twee representatieve architectuurmodellen geanalyseerd: een configuratie op rackniveau (power rack/sidecar) en een gecentraliseerde architectuur op datacenterniveau. Op rackniveau bleek de vrijkomende vlamboogenergie ruimschoots onder de drempelwaarde van 1,2 cal/cm² voor persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM) te blijven. Ook op datacenterniveau blijkt de energie, wanneer standaard overstroombeveiliging en snelle afschakeling worden ingezet, af te nemen tot een veilig niveau voor onderhoudspersoneel.
Cruciale rol voor simulatie en digital twins
De impact van een eventuele vlamboog wordt met name bepaald door transiënt gedrag – de ontlading van condensatoren in de eerste milliseconden van een storing – en slimme ontwerpkeuzes zoals de plaatsing van blokkeerdiodes.
“800 VDC-stroomdistributie betekent een ingrijpende verandering in het ontwerp van datacenters. Tegelijkertijd brengt het ook veiligheidsvraagstukken met zich mee die grondig moeten worden onderzocht,” stelt Manish Kumar, Executive Vice President Secure Power & Data Centers bij Schneider Electric. “Onze samenwerking met ’s werelds grootste hyperscalers biedt engineers een van de eerste praktische kaders om vlamboogrisico’s te beoordelen. Ons doel is om de sector in staat te stellen met vertrouwen én op een veilige manier de overstap naar hogere spanningsarchitecturen te maken.”
Tanuj Khandelwal, CEO van ETAP, vult aan: “Om het werkelijke risico te bepalen, moeten engineers kijken naar de systeemtopologie, het gedrag van foutstromen en de coördinatie van beveiligingssystemen. Met ETAP maken teams de stap van conservatieve aannames naar nauwkeurigere, fysisch onderbouwde veiligheidsbeslissingen.”
De resultaten, die eveneens aantonen dat live-swapping (het onderhouden van modules onder spanning) veilig mogelijk is, zijn door Schneider Electric gebundeld in de whitepaper ‘DC Arc Flash Analysis: A Practical Study on 800 VDC in Data Centers’.
Meer over datacenter
Over Witold Kepinski
