De snelle groei van digitale diensten, cloud computing en AI stimuleert de wereldwijde uitbreiding van de datacenterinfrastructuur. Datacenters zijn nu al verantwoordelijk voor ongeveer 1 à 2% van het mondiale elektriciteitsverbruik. Energie-infrastructuur speelt in deze context een cruciale rol, aangezien conversieverliezen alleen al 5 tot 10% van het energieverbruik van datacenters vertegenwoordigen, naast het hoge materiaalgebruik, de grote fysieke voetafdruk en de beperkte schaalbaarheid.

Toekomstige energie-infrastructuur voor datacenters

Datacenters moeten steeds vaker met een hogere energie-efficiëntie werken, hernieuwbare energiebronnen en lokale energieopslag integreren en een hoge betrouwbaarheid en beschikbaarheid garanderen. Power Electronics Transformer (PET)-systemen worden algemeen erkend als een belangrijke bouwsteen voor de energie-infrastructuur van de volgende generatie datacenters, waardoor een verschuiving naar compacte, modulaire en software-controleerbare energiesystemen mogelijk wordt.

Uitdagingen van de toekomstige data centre infrastructuur

Om het volledige potentieel van PET-systemen te ontsluiten is een systeemgedreven aanpak nodig, waarbij modelgebaseerd ontwerp, multi-domein simulatie en datagestuurde optimalisatie op zowel component- als systeemniveaus worden geïntegreerd. Twee grote technische uitdagingen beperken momenteel de inzet van PET-systemen: het bieden van hoogspanningsisolatie in de transformator (terwijl deze werkt op hoge schakelfrequenties en een verminderd volume) en de introductie van bidirectionele stroomomvormers die een hoge efficiëntie en vermogensdichtheid bereiken (en tegelijkertijd grote spanningsvariaties kunnen verwerken, een aanzienlijke complexiteit in de besturing en de algehele systeemwerking).

Doel

Dit project zal modulaire Power Electronics Transformer-systemen ontwikkelen voor datacenter- en industriële toepassingen met behulp van een system-engineering-aanpak, waarbij complexe ontwerpuitdagingen worden aangepakt van componentniveau tot systeemniveau. Op componentniveau richt het project zich op het ontwerp van transformatoren onder hoogspanningsisolatie, hoogfrequente werking, hoge vermogensdichtheid en beperkingen zonder gedeeltelijke ontlading. Op systeemniveau zal de back-end stroomomvormer worden onderzocht met als doel een consistent ontwerpraamwerk te ontwikkelen dat robuuste architecturale beslissingen ondersteunt. De uiteindelijke oplossing zal worden gevalideerd door middel van laboratoriumdemonstraties