Le sottostazioni sono il punto di partenza della resilienza nei data centre

L’intelligenza artificiale e l’aumento della densità di calcolo stanno modificando le previsioni di carico mentre i progetti sono ancora in fase di progettazione.

Pianificare la densificazione e l’evoluzione normativa

Una struttura concepita appena due anni fa potrebbe richiedere maggiore capacità, una revisione delle fasi di sviluppo o spazi aggiuntivi prima ancora che la costruzione sia completata. La progettazione della sottostazione deve quindi garantire flessibilità senza imporre al cliente investimenti prematuri in infrastrutture non necessarie.

Per un grande data centre, la sottostazione è molto più di un semplice punto di connessione: rappresenta l’interfaccia critica tra la rete elettrica e l’infrastruttura digitale che alimenta. Con l’aumento della densità energetica delle strutture, disponibilità e affidabilità dell’alimentazione diventano fattori determinanti per la fattibilità del sito, la pianificazione dei lavori e la resilienza operativa.

Le tecnologie sostitutive disponibili presentano livelli di maturità differenti a seconda delle tensioni e delle applicazioni considerate. Per questo motivo, i progetti potrebbero dover adattare specifiche, layout o iter autorizzativi in funzione delle soluzioni concretamente disponibili e compatibili con le tempistiche previste.

A complicare ulteriormente il quadro si aggiunge la graduale eliminazione dell’esafluoruro di zolfo (SF6). Per anni utilizzato come mezzo isolante e di manovra negli impianti elettrici, sarà soggetto a restrizioni progressive in Europa, che interesseranno le apparecchiature di alta tensione a partire dal 2032.

La sfida è ancora più complessa in un mercato caratterizzato da una carenza di general contractor e specialisti con comprovata esperienza nell’alta tensione.

Le sottostazioni richiedono infatti il coordinamento di molteplici discipline:

• progettazione elettrica;
• opere civili;
• strutture;
• sicurezza antincendio;
• acustica;
• sistemi di controllo.

Una criticità in una sola di queste aree può avere ripercussioni sul programma lavori, sui costi e, in ultima analisi, sulla messa in esercizio dell’impianto.

Disponibilità delle apparecchiature, adeguatezza tecnica e tempi di approvvigionamento devono quindi essere valutati congiuntamente. In Deerns, la pianificazione e la realizzazione delle sottostazioni sono considerate parte integrante dello sviluppo di un data centre.

Caso studio

In uno dei principali sviluppi di data centre in Europa, Deerns ha supportato la realizzazione di una grande sottostazione all’aperto, seguendo tutte le fasi del progetto: dalla progettazione preliminare alla gara d’appalto, dall’approvvigionamento alla supervisione della costruzione.

L’attività ha richiesto il coordinamento multidisciplinare, la revisione dei contractor e l’allineamento del programma generale, contribuendo a garantire che il progetto della sottostazione rimanesse tecnicamente solido e perfettamente integrato con l’evoluzione del data centre durante la fase realizzativa.

La disponibilità di energia definisce il programma

La prima domanda da porsi è semplice: c’è sufficiente potenza disponibile e quando potrà essere effettivamente erogata?

Per questo motivo è essenziale coinvolgere fin dalle prime fasi il gestore della rete elettrica, poiché le opere di connessione possono richiedere acquisizioni di terreni, servitù di passaggio e interventi sulle infrastrutture pubbliche.

La valutazione preliminare dovrebbe definire cinque aspetti fondamentali:

• capacità disponibile e tempistiche di fornitura;
• livello di tensione della connessione e strategia di trasformazione;
• possibilità di alimentazioni ridondanti;
• percorsi dei cavi, interfacce e costi di connessione;
• responsabilità tra utility, cliente e team di progetto.

Questi elementi contribuiscono a definire fin dall’inizio sia il masterplan sia il business case.

Affrontare tempestivamente temi quali tempi di connessione, vincoli di tracciato e disponibilità delle aree consente di verificare che il sito selezionato sia realmente in grado di supportare il fabbisogno energetico e il programma di realizzazione del progetto.

Progettare per l’intero ciclo di vita

Per potenze superiori a 40 MWe, è generalmente necessaria una sottostazione dedicata di trasformazione da alta a media tensione, capace di ricevere energia dalla rete di trasmissione a 400 kV o 225 kV e di distribuirla al campus a 11 kV, 20 kV o 33 kV.

In questa fase il progettista deve valutare quale soluzione offra i migliori risultati nel lungo periodo: una configurazione all’aperto o una più compatta e confinata.

Le apparecchiature GIS (Gas Insulated Switchgear) consentono di ridurre significativamente l’ingombro della sottostazione e risultano particolarmente vantaggiose nei siti urbani o caratterizzati da spazi limitati.

Le sottostazioni AIS (Air Insulated Switchgear) richiedono invece superfici maggiori, ma possono offrire vantaggi in termini tecnici, di approvvigionamento o di manutenzione.

La scelta non dovrebbe basarsi esclusivamente sul costo delle apparecchiature, bensì sul costo totale lungo l’intero ciclo di vita.

Le sette considerazioni principali includono:

• capacità, ridondanza e crescita futura dei carichi;
• posizione della sottostazione all’interno del masterplan del campus;
• distanze di sicurezza e interfacce con gli edifici;
• percorsi logistici per consegna e installazione;
• accessibilità per manutenzione e sostituzioni;
• rumore dei trasformatori e protezione antincendio;
• spazio disponibile per future espansioni.

Trasformatori e quadri elettrici devono essere progettati tenendo conto fin dall’inizio delle esigenze di manutenzione, accesso e futura sostituzione. Garantire spazi adeguati e percorsi liberi significa favorire l’affidabilità dell’infrastruttura per tutta la sua vita utile.

La supervisione tutela l’intento progettuale

Una sottostazione ben progettata esprime tutto il suo potenziale solo quando costruzione, interfacce e collaudi vengono gestiti da un team esperto.

Le prove in fabbrica consentono di individuare eventuali problemi prima della consegna, quando correggerli è più semplice ed economico.

Un’installazione accurata e una messa in servizio corretta garantiscono invece che il sistema sia conforme al progetto approvato, ai requisiti dell’utility, alle normative locali e alle prescrizioni dei produttori.

Le verifiche in sito confermano infine il corretto funzionamento del sistema nella configurazione effettivamente installata.

Una supervisione efficace dovrebbe coprire tutte le fasi del percorso:

• verifica delle documentazioni tecniche e dei metodi di installazione;
• Factory Acceptance Test (FAT) prima della spedizione;
• controllo dell’installazione e della qualità esecutiva in cantiere;
• Site Acceptance Test (SAT) e commissioning;
• risoluzione delle non conformità prima della messa in tensione;
• predisposizione della documentazione as-built e dei manuali di manutenzione.

La documentazione è parte integrante della resilienza

Una documentazione accurata supporta operatività, manutenzione, ricerca guasti e gestione efficace degli asset.

Molti progetti brownfield, tuttavia, partono da documentazioni incomplete o non aggiornate, rendendo indispensabili rilievi approfonditi per comprendere l’effettiva configurazione degli impianti esistenti.

La documentazione finale dovrebbe includere:

• elaborati approvati;
• dati delle apparecchiature;
• tarature e impostazioni delle protezioni;
• risultati dei test;
• manuali dei costruttori;
• procedure di manutenzione.

Queste informazioni costituiscono la base per una gestione sicura ed efficiente dell’infrastruttura durante tutto il suo ciclo di vita e devono essere amministrate con la stessa attenzione riservata all’impianto fisico.

Competenze integrate per un asset strategico

Le sottostazioni si collocano al punto d’incontro tra pianificazione della rete, progettazione ingegneristica, approvvigionamento, autorizzazioni, costruzione e gestione operativa.

Realizzarle con successo richiede coordinamento multidisciplinare, esperienza nell’alta tensione e una piena comprensione dell’evoluzione delle esigenze dei data centre.

Deerns mette a disposizione la propria esperienza per collegare strategia energetica, masterplanning, progettazione resiliente, supervisione dei lavori, collaudi e gestione documentale.

In questo modo aiuta i clienti a trasformare una complessa interfaccia con la rete elettrica in un’infrastruttura affidabile, scalabile e pronta per il futuro.

Con data centre sempre più potenti e caratterizzati da densità di carico crescenti, questo approccio integrato sarà fondamentale per garantire la disponibilità della capacità richiesta nei tempi previsti e proteggere la resilienza operativa nel lungo periodo.