Le architetture di alimentazione a 800 V in corrente continua (800 VDC) rappresentano una delle principali evoluzioni tecnologiche per i data center dedicati all'intelligenza artificiale. Per accompagnarne l'adozione, Schneider Electric ha pubblicato uno studio che analizza il rischio di arco elettrico in queste infrastrutture, offrendo uno dei primi riferimenti pratici a disposizione del settore.

La ricerca, sviluppata in collaborazione con alcuni dei principali hyperscaler mondiali e con il supporto delle tecnologie di simulazione di ETAP, mette a disposizione di progettisti e operatori un framework per valutare i rischi, progettare adeguate strategie di protezione e definire procedure operative sicure.

Alimentare i rack ad alta densità dell'intelligenza artificiale

La crescente diffusione dell'intelligenza artificiale sta modificando profondamente le esigenze energetiche dei data center. I nuovi carichi di lavoro richiedono infatti rack sempre più potenti, con densità che possono raggiungere e superare i 400 kW.

In questo contesto, la distribuzione elettrica a 800 VDC viene considerata una soluzione in grado di migliorare l'efficienza nella distribuzione dell'energia e di supportare i futuri data center su larga scala e le AI Factory. La transizione, guidata anche dall'evoluzione delle piattaforme NVIDIA e dei principali operatori del settore, richiede tuttavia una maggiore attenzione agli aspetti legati alla sicurezza elettrica.

Il rischio di arco elettrico dipende dall'architettura

Uno degli elementi centrali dello studio riguarda la valutazione del rischio di arco elettrico nelle nuove architetture in corrente continua.

Attraverso simulazioni avanzate e digital twin sono state analizzate due configurazioni rappresentative dei sistemi a 800 VDC: una distribuzione a livello di rack e una centralizzata a livello di infrastruttura.

I risultati mostrano che gli effetti di un eventuale arco elettrico dipendono da diversi fattori progettuali, tra cui la configurazione dell'impianto, la posizione dei condensatori e la rapidità con cui il sistema riesce a rilevare e interrompere il guasto.

Secondo la ricerca, anche negli scenari più severi il rischio può essere gestito efficacemente e, nella maggior parte dei casi, risulta comparabile a quello delle tradizionali architetture di alimentazione in corrente alternata.

Simulazioni e digital twin migliorano la progettazione

Lo studio evidenzia il ruolo delle piattaforme di simulazione nella valutazione dei rischi.

Grazie ai software avanzati e ai digital twin sviluppati da ETAP è possibile riprodurre con maggiore precisione il comportamento dell'intero sistema elettrico, simulando l'evoluzione temporale dei guasti e definendo strategie di protezione più efficaci.

L'approccio consente di superare i limiti dei metodi tradizionali di analisi, che nei sistemi in corrente continua tendono spesso a sovrastimare il rischio di arco elettrico, soprattutto nelle configurazioni caratterizzate dalla presenza di condensatori.

Le scelte progettuali fanno la differenza

L'analisi conferma che la sicurezza delle architetture a 800 VDC dipende soprattutto dalle scelte progettuali.

Tra gli elementi più rilevanti figurano il posizionamento dei condensatori, l'impiego di dispositivi per il blocco della corrente inversa e l'adozione di sistemi di protezione in grado di intervenire nell'ordine dei millisecondi.

Nelle configurazioni analizzate a livello di rack, anche utilizzando criteri particolarmente conservativi, i valori di energia incidente risultano inferiori alla soglia di riferimento per i dispositivi di protezione individuale. Nelle architetture centralizzate, invece, i livelli di energia possono essere più elevati, ma rientrano entro valori comparabili a quelli delle infrastrutture tradizionali quando vengono adottati adeguati sistemi di protezione.

Schneider Electric: "Un framework per progettare in sicurezza"

"La distribuzione elettrica a 800 VDC rappresenta un cambiamento significativo nella progettazione dei data center, ma introduce anche aspetti di sicurezza che devono essere analizzati con attenzione", afferma Manish Kumar, Executive Vice President Secure Power & Data Centers di Schneider Electric.

Secondo Kumar, il lavoro sviluppato insieme ai principali hyperscaler mette a disposizione del settore uno dei primi strumenti pratici per comprendere il comportamento dei guasti, progettare sistemi di protezione efficaci e accompagnare la diffusione delle nuove architetture elettriche in modo sicuro.

Verso nuovi standard per i data center del futuro

Attualmente non esistono standard specifici dedicati alla valutazione del rischio di arco elettrico nei sistemi di alimentazione a 800 VDC basati su convertitori, mentre le analisi sono ormai consolidate nelle infrastrutture in corrente alternata.

Lo studio di Schneider Electric rappresenta quindi un primo contributo tecnico per colmare questo vuoto, dimostrando come l'impiego di strumenti di simulazione avanzata consenta di valutare con maggiore accuratezza il rischio reale e di progettare data center capaci di sostenere la crescente domanda di potenza richiesta dall'intelligenza artificiale senza compromettere i livelli di sicurezza.

I risultati della ricerca sono raccolti nel white paper "DC Arc Flash Analysis: A Practical Study on 800 VDC in Data Centers", che mette a disposizione del settore indicazioni operative per la progettazione delle future infrastrutture digitali ad alta densità.