Firma ABB wdraża technologię, która pozwala zmniejszyć zużycie energii w centrach danych o ponad 5 proc. W obiekcie mocy 100 MW oznacza to odzyskanie 5-6 MW mocy dla serwerów, czyli tyle, ile potrzebuje kilku tysięcy gospodarstw domowych. Rozwiązanie oparte na prądzie stałym może znaleźć zastosowanie także w przemyśle, energetyce odnawialnej czy sektorze morskim.
Według raportu Międzynarodowej Agencji Energetycznej (IEA), do 2030 r. centra danych będą zużywać ponad dwa razy więcej energii niż w 2024 r. Szacuje się, że kolejne generacje infrastruktury AI mogą wymagać nawet ponad 1 MW mocy na pojedynczą szafę serwerową. To tyle, ile jednocześnie pobiera ponad 500 czajników elektrycznych. Dla operatorów oznacza to konieczność dostarczenia ogromnej mocy do niewielkiej przestrzeni i skutecznego odprowadzania ciepła generowanego przez serwery.
Dostosowanie tradycyjnych instalacji do potrzeb pojedynczej szafy o mocy ponad 1 MW wymaga dodatkowej infrastruktury chłodzące, zabezpieczającej i zasilającej. Zajmuje ona miejsce, które mogłoby zostać przeznaczone na serwery, a jednocześnie generuje dodatkowe straty energii. Skąd one się biorą?
Sieci elektroenergetyczne dystrybuują i dostarczają przede wszystkim prąd przemienny AC. Elektronika serwerów i inne urządzenia korzysta z kolei z prądu stałego, czyli DC. Energia musi zatem zostać przekształcona, a każdy etap konwersji wiąże się ze stratami, wydzielaniem ciepła oraz wpływem na parametry energii elektrycznej – mówi Mariusz Wnuczek z biznesu Elektryfikacji ABB w Polsce.
Technologia rodem ze statków
Firma wykorzystuje doświadczenia zdobyte m.in. przy projektowaniu napędów dla statków. Systemy niskiego napięcia w technologii prądu stałego (LVDC) są stosowane w sektorze morskim od kilkunastu lat. Według obliczeń ABB, jednostki morskie wykorzystujące systemy o napięciu 1000 V DC i mocy do 20 MW, odnotowują mniejsze zużycie energii o 20-40 proc., a koszt ich utrzymania zredukowano prawie o jedną trzecią. Dziś technologia ta trafia także do centrów danych.
ABB współpracuje z NVIDIA nad rozwojem i wdrażaniem architektury zasilania 800 V DC dla przyszłych centrów danych AI. We wrześniu br. zaprezentowała portfolio dla centrów danych o nazwie Infinitus. Jego centralnym elementem jest transformator półprzewodnikowy, który przekształca prąd przemienny średniego napięcia w prąd stały 800 V przy mniejszej liczbie etapów konwersji. Rozwiązanie ma ograniczyć zużycie energii o około 5 proc. i zwiększyć powierzchnię dostępną dla serwerów. Dla operatorów oznacza to możliwość obsługi większej liczby urządzeń przy tym samym przyłączu energetycznym.
Odzyskane megawaty mają realną wartość
Raport ABB i Boston Consulting Group „The Strategic Case for Hybrid AC/DC Power” pokazuje, jak takie rozwiązanie może przełożyć się na biznes. W modelowym kampusie centrów danych o mocy 100 MW centralizacja konwersji prądu zmiennego na stały poprawia sprawność dostarczania energii od sieci do szafy o około 5 proc. Pozwala to odzyskać 5-6 MW mocy dla infrastruktury IT i około 3 tys. m3 powierzchni, która w tradycyjnych rozwiązaniach byłaby zajęta przez dodatkowe urządzenia zasilające.
Autorzy raportu szacują, że wykorzystanie odzyskanej mocy i przestrzeni na dodatkową infrastrukturę obliczeniową mogłoby zwiększyć roczne przychody centrum danych nawet o równowartość około 350 mln zł. Wyliczenia oparto na modelu nowego kampusu w północnej Wirginii i określonych założeniach dotyczących cen energii, kosztów infrastruktury oraz lokalnych regulacji. Nie należy ich traktować jako uniwersalnej prognozy, ale jako ilustrację skali potencjalnych korzyści.
AI napędza przejście na prąd stały
Za rozwojem architektury prądu stałego przemawia rosnąca rola bateryjnych magazynów energii i instalacji fotowoltaicznych, które pracują w oparciu o prąd stały. Według prognozy GlobalData „Strategic Intelligence: Batteries in Power (2026)”, globalna zainstalowana moc bateryjnych magazynów energii ma wzrosnąć około sześciokrotnie między 2025 a 2030 r. Prognozowane średnioroczne tempo wzrostu wynosi 42 proc.
W centrach danych baterie mogą wspierać ciągłość zasilania oraz uzupełniać szczyty zapotrzebowania. Ich znaczenie rośnie wraz z obciążeniami przy wykorzystaniu AI, które wymagają zarówno dużej mocy, jak i reakcji na jej dynamikę i charakter zmian. Nowoczesna infrastruktura w tym samym standardzie ogranicza liczbę konwersji i może generować niższe koszty wskaźników CAPEX i OPEX – dodaje Mariusz Wnuczek.
ABB szacuje, że 25–40 proc. nowych mocy centrów danych instalowanych w 2030 r. może wykorzystywać prąd stały. Jednak technologia DC może znaleźć zastosowanie nie tylko w centrach danych. Korzyści nie ograniczają się jednak do centrów danych. Podobne rozwiązania mogą obniżać koszty także w fabrykach i budynkach komercyjnych. Według analiz BCG i ABB w zautomatyzowanej elektrowni o mocy 10 MW przejście na zasilanie prądem stałym może przynieść około 5 mln jednorazowych oszczędności oraz około 2 mln zł oszczędności operacyjnych rocznie. Wynikają one m.in. z ograniczenia liczby urządzeń, mniejszego zużycia miedzi i lepszego wykorzystania dostępnej przestrzeni.
