DC-jakeluyksikkö

Abstract

Opinnäytetyön lähtökohtana toimi datakeskusten jatkuvasti kasvava määrä sekä yleisesti lisääntynyt energiatehokkuuden arvostus. Työn tarkoituksena oli selvittää tasavirtajakelun eroja vaihtovirralla suoritettuun jakeluun sekä suunnitella jakeluyksikön prototyyppi. Tasa- ja vaihtovirralla suoritetun tehonsiirron eroja tutkittiin sekä tilankäytön puolesta saavutettavien erojen että johtimissa tapahtuvien jännite- ja tehohäviöiden mukaan. Prototyypin suunnittelussa etsittiin tasavirralle soveltuvia komponentteja sekä tehtiin ohjeistus prototyypin valmistamisesta. Tasavirralla suoritettu pienjännitejakelu osoittautui siirtohäviöiden puolesta yksivaiheista vaihtojännitejakelua tehokkaammaksi vaihtoehdoksi. Kolmivaiheiseen vaihtojännitejakeluun verrattaessa tasavirran edut eivät olleet itsestään selviä, vaan edut tulivat ilmi vasta ääritapauksissa. Datakeskuksissa suurin osa sähköenergiaa kuluttavista laitteista tarvitsevat kuitenkin yksivaiheisen syötön, jolloin siirtyminen tasavirtajakeluun on kannattavaa. Prototyypin suunnittelussa ongelmaksi muodostui tasavirtakäyttöön tarkoitettujen komponenttien vähyys. Osa komponenteista on kuitenkin hyväksytty vaihtovirran lisäksi myös tasavirralle, tietyt rajoitukset huomioon ottaen.

The purpose of this thesis was to compare direct current and alternative current in the low voltage distribution of data centers. Because the number of data centers is growing fast and the valuation of energy efficiency is high, lowering the power losses in data centers is in great value. The differences of alternating current and direct current were compared by benefits of space usage and comparing the differences in voltage and power losses. A part of the thesis was to develop the prototype of direct current distribution for Power Distribution Unit and search components that are suitable for the direct current use. Direct current distribution has advantages compared to one phase alternating cur-rent, but compared to three phase alternating current, the benefits of direct current were found only in ultimate cases. Because the servers mostly use one phase power supply, changing from alternating current to direct current is a good option. Difficulties with the prototype were mostly the low amount of components meant to use in direct current usage. Some of the components meant to use with alternating current can also be used in the direct current system, with some limitations.