Le marché mondial des data centers connaît une croissance extraordinaire : évalué entre 347 et 430 milliards de dollars en 2024, il devrait atteindre plus de 386 milliards en 2025, avec un taux de croissance annuel de 11,24%. Dans ce contexte d’expansion rapide, la continuité opérationnelle et l’efficacité énergétique représentent des atouts fondamentaux pour tout gestionnaire d’infrastructures critiques.
Pour un important projet d’expansion d’un data center en Arabie Saoudite, Ortea a fourni 22 transformateurs d’isolement pour data centers personnalisés. L’objectif était de garantir la continuité de service, la flexibilité des niveaux de tension et une efficacité énergétique maximale. Ci-dessous, nous illustrons comment nous avons transformé un défi technique complexe en une solution d’ingénierie sur mesure.
LE DEFI : GARANTIR CONTINUITE ET FLEXIBILITE DE TENSION POUR UN DATA CENTER
Pour ce grand projet en Arabie Saoudite, le client avait besoin d’une solution qui satisfasse des exigences spécifiques d’alimentation pour UPS (en ligne et en bypass) :
EXIGENCES D’ALIMENTATION
- Alimenter des charges à différents niveaux de tension pour compenser d’éventuelles chutes de ligne, tant en mode UPS qu’en mode bypass.
- Garantir une flexibilité opérationnelle maximale sans compromettre la qualité de l’énergie.
OBJECTIFS DE RENDEMENT ENERGETIQUE (≥98%)
- Un rendement de la machine ≥98%, fondamental considérant que les coûts énergétiques représentent entre 40% et 60% des coûts opérationnels d’un data center
- Conformité à la réglementation européenne EU 548/2014 sur l’efficacité des transformateurs
SPECIFICATIONS DE COURT-CIRCUIT ET FREQUENCE
- Tension de court-circuit Vcc = 3%.
- Fréquence de fonctionnement à 60 Hz.
L’objectif principal était d’alimenter des charges critiques avec des tensions multiples sans compromettre l’efficacité, en garantissant la continuité opérationnelle maximale requise par les infrastructures numériques modernes.
LA LIMITE TECHNIQUE DES TRANSFORMATEURS DZN0 STANDARD
LE ROLE DU COUPLAGE EN ZIG-ZAG (DZN0)
Dans les systèmes UPS, les transformateurs pour UPS sont typiquement en configuration Dzn0. Le secondaire en zig-zag aide à rééquilibrer d’éventuelles charges déséquilibrées, une caractéristique fondamentale pour garantir la stabilité dans l’alimentation d’équipements électroniques sensibles.
L’IMPOSSIBILITE D’INSERER DES PRISES SUR LE SECONDAIRE
Cependant, cette configuration du secondaire en zig-zag présente une contrainte technique significative : elle ne permet pas l’insertion de prises au secondaire, empêchant d’offrir plusieurs niveaux de tension comme demandé par le client. Cette limitation représentait un obstacle apparemment insurmontable avec les solutions standard du marché.
Le problème nécessitait donc une approche d’ingénierie innovante qui maintienne les avantages de la configuration Dzn0 tout en surmontant ses limites en matière de flexibilité de tension.
LA SOLUTION D’INGENIERIE : PRISES A FLUX VARIABLE (VFVV)
Pour surmonter cette contrainte technique, Ortea a développé une solution basée sur des prises à flux variable (VFVV – Variable Flux Voltage Variation).
DIFFERENCE ENTRE PRISES A FLUX CONSTANT (CFVV) ET VARIABLE (VFVV)
Dans des conditions normales, on utilise des prises à flux constant (CFVV – Constant Flux Voltage Variation) :
- Si installées sur le primaire : lorsque la tension d’entrée varie, il est possible de maintenir inchangée la tension de sortie.
- Si installées sur le secondaire : à tension d’entrée égale, il est possible d’obtenir plusieurs niveaux de tension en sortie.
Dans les prises à flux constant (CFVV), la commutation est conçue pour maintenir l’induction dans le noyau pratiquement constante : en variant le rapport de spires, on compense la variation de tension en maintenant le flux magnétique inchangé.
COMMENT LES PRISES VFVV SUR LE PRIMAIRE RESOLVENT LE PROBLEME
Étant donné l’impossibilité d’insérer des prises sur le côté secondaire avec une configuration en zig-zag, nous avons adopté des prises à flux variable (VFVV) :
- Les prises sont physiquement situées sur le côté primaire.
- À tension d’entrée égale, en changeant de prise on obtient différents niveaux de tension en sortie.
Avec les prises à flux variable (VFVV), le changement de prise modifie délibérément le flux dans le noyau ainsi que le rapport de transformation : à entrer constante, on obtient différents niveaux de sortie en acceptant une petite variation de la magnétisation, toujours dans les limites de conception sans saturation.
AVANTAGES DE LA SOLUTION ADOPTEE
Cette approche a permis de satisfaire l’exigence du client, en garantissant plusieurs niveaux de tension en sortie sans devoir recourir à des prises sur le secondaire, tout en maintenant tous les avantages de la configuration Dzn0 pour le rééquilibrage des charges.
CARACTERISTIQUES DE LA FOURNITURE : 22 TRANSFORMATEURS D’ISOLEMENT SUR MESURE
Ortea a fourni 22 transformateurs d’isolement pour data centers avec les spécifications techniques suivantes :
- Puissances : 90, 110, 140, 280 kVA.
- Groupe vectoriel : Dzn0.
- Tension d’entrée : 380V.
- Sorties sélectionnables : 380 / 400 / 415V.
- Tension de court-circuit : Vcc : 3%.
- Fréquence : 60Hz.
- Rendement : ≥98%.
- Installation : Armoires IP21 avec pieds antisismiques.
La production « Made in Italy » a garanti des standards qualitatifs élevés et une pleine conformité à la réglementation européenne EU 548/2014, qui depuis 2021 impose des niveaux encore plus stricts pour les pertes des transformateurs de puissance.
EFFICACITE ET FIABILITE : LA VALEUR D’UNE SOLUTION SUR MESURE ORTEA
L’IMPACT DU RENDEMENT >98% SUR LES COUTS OPERATIONNELS (TCO)
Les transformateurs restent toujours sous tension : dépasser 98% d’efficacité énergétique data center signifie réduire significativement les pertes et les coûts énergétiques sur l’ensemble du cycle de vie. Considérant que les investissements mondiaux dans les data centers ont dépassé 430 milliards de dollars en 2024, chaque point de pourcentage d’efficacité supplémentaire se traduit par des économies opérationnelles substantielles.
La conformité à la réglementation EU 548/2014 n’est pas seulement une obligation législative, mais un investissement stratégique : les améliorations dans l’efficacité des transformateurs d’isolement et des systèmes UPS peuvent réduire le TCO total jusqu’à 25% sur les dépenses d’alimentation et de climatisation.
DE L’ANALYSE DU PROBLEME A L’INGENIERIE DE LA SOLUTION
Ce projet démontre comment Ortea transforme des exigences complexes en solutions sur mesure : de la compréhension de l’application au choix de la topologie et de l’ingénierie des prises pour garantir flexibilité, rendement et fiabilité.
C’est grâce à notre expertise technique et à notre capacité de production sur mesure que nous réussissons, chaque jour, à résoudre des problèmes réels et à assurer continuité et qualité de l’énergie dans les data centers les plus exigeants. Notre compétence en protection électrique data center et en gestion de la distorsion harmonique nous permet d’offrir des solutions intégrées qui vont au-delà du simple transformateur d’isolement.
Vous avez une exigence similaire pour votre data center ? Nos experts sont à votre disposition pour une consultation technique personnalisée. Contactez Ortea pour découvrir comment optimiser l’efficacité énergétique de votre infrastructure critique.
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