De bedrijfszekerheid van datacenters begint bij het onderstation

Kunstmatige intelligentie en rekenkracht met een hogere dichtheid veranderen de belastingprognoses terwijl projecten nog in de ontwerpfase zitten.

Rekening houden met verdichting en veranderende wetgeving

Een datacenter dat twee jaar geleden is ontworpen, heeft mogelijk al meer capaciteit, een andere fasering of extra ruimte nodig tegen de tijd dat de bouw klaar is. Het ontwerp van het onderstation moet dus flexibel zijn, zonder dat de opdrachtgever vastzit aan onnodige infrastructuur.

Voor een groot datacenter is het onderstation meer dan een aansluitpunt: het is de kritieke schakel tussen het elektriciteitsnet en de digitale infrastructuur die hierop draait. Naarmate faciliteiten een steeds hogere vermogensdichtheid krijgen, kunnen de beschikbaarheid en betrouwbaarheid van stroom bepalend zijn voor de haalbaarheid van een locatie, de planning en de operationele bedrijfszekerheid.

De uitfasering van zwavelhexafluoride (SF₆) maakt het extra complex. SF₆ werd lang gebruikt als isolatie- en schakelmedium, maar de stapsgewijze Europese beperkingen raken vanaf 2032 ook schakelinstallaties voor hoogspanning. De alternatieven zijn niet voor elk spanningsniveau en elke toepassing even ver doorontwikkeld. Hierdoor moeten projecten hun specificaties, indelingen of vergunningen mogelijk aanpassen aan wat technisch haalbaar is en binnen de planning past.

Dat brengt uitdagingen met zich mee in een markt die kampt met een tekort aan hoofdaannemers en specialisten met aantoonbare hoogspanningservaring. In het onderstation komen eisen samen op het gebied van elektrotechniek, civiele techniek, constructie, brandveiligheid, akoestiek en besturingssystemen. Als een van deze disciplines tekortschiet, dan kan dat de planning verstoren, de kosten opdrijven en uiteindelijk de inbedrijfname in gevaar brengen.

De beschikbaarheid, technische geschiktheid en levertijd van apparatuur moeten in samenhang worden beoordeeld. Bij Deerns beschouwen we de planning en bouw van het onderstation als een integraal onderdeel van de ontwikkeling van datacenters.

Casestudy:

Bij een groot Europees datacenterproject ondersteunde Deerns de realisatie van een omvangrijk onderstation in de openlucht, van het vroege ontwerp via aanbesteding en inkoop tot en met het bouwtoezicht. Deerns coördineerde de disciplines, beoordeelde de aannemers en bewaakte de planning. Dit zorgde ervoor dat het ontwerp van het onderstation technisch robuust bleef en aansloot op het bredere datacenterproject, ook toen de bouw gestart was.

De planning volgt het beschikbare vermogen

De eerste vraag is of er voldoende vermogen beschikbaar is en wanneer dit geleverd kan worden. Vroeg contact met de netbeheerder is essentieel, omdat aansluitwerkzaamheden onder meer grondaankopen, zakelijke rechten en werkzaamheden op de openbare weg met zich mee kunnen brengen.

Een eerste verkenning legt 5 uitgangspunten vast:

• Beschikbare capaciteit en leveringsplanning
• Aansluitspanning en transformatiestrategie
• Mogelijkheden voor redundante voedingsbronnen
• Kabeltracés, raakvlakken en aansluitkosten
• Verantwoordelijkheden van de netbeheerder, opdrachtgever en het projectteam

Deze overwegingen geven vanaf de eerste fase richting aan het masterplan en de businesscase. Door aansluittermijnen, tracébeperkingen en de benodigde grond vroeg in het proces mee te nemen, is de kans groter dat de gekozen locatie de vermogensbehoefte en de opleverplanning van het project kan ondersteunen.

Ontwerpen voor de gehele levensduur

Boven 40 MWe is een eigen onderstation nodig dat de hoogspanning van het transportnet (400 kV of 225 kV) omzet naar middenspanning voor gebruik op de campus (11 kV, 20 kV of 33 kV). Het is aan de ingenieur om te beoordelen of een opstelling in de openlucht of een compacte, gesloten variant over de gehele levensduur het beste resultaat oplevert.

Inpandige gasgeïsoleerde schakelinstallaties (GIS) zijn compact en kunnen het ruimtebeslag van het onderstationsgebouw beperken op krappe locaties, vooral in stedelijke gebieden. Openluchtonderstations (AIS) hebben meer grond nodig, maar kunnen technisch, bij de inkoop of in het onderhoud voordeliger zijn. Bij de keuze wordt niet alleen de aanschafkosten van de apparatuur meegewogen, maar ook de kosten over de volledige levensduur.

7 belangrijke overwegingen om mee te nemen:

• Capaciteit, redundantie en toekomstige groei van de belasting
• Locatie van het terrein en positie van het onderstation binnen het masterplan van de campus
• Veiligheidsafstanden en raakvlakken met gebouwen
• Aanvoerroutes
• Toegang voor onderhoud en vervanging
• Transformatorgeluid en brandbeveiliging
• Ruimte voor toekomstige uitbreidingen

Bij transformatoren en schakelinstallaties is het zaak om al in de planning rekening te houden met onderhoud, bereikbaarheid en vervanging op termijn. Door vanaf het begin voldoende ruimte en vrije routes in te plannen, blijft het onderstation gedurende de hele levensduur betrouwbaar in bedrijf.

Toezicht borgt de ontwerpuitgangspunten

Een goed ontworpen onderstation komt het best tot zijn recht als een ervaren team de bouw begeleidt, de raakvlakken bewaakt en de tests uitvoert. Fabriekstesten brengen problemen al voor de levering aan het licht, wanneer ze nog eenvoudig op te lossen zijn. Zorgvuldige installatie en commissioning zorgen er bovendien voor dat het systeem overeenkomt met het goedgekeurde ontwerp, de eisen van de netbeheerder, de lokale voorschriften en de instructies van de fabrikanten. Door op locatie te testen, wordt bevestigd dat het complete systeem in zijn definitieve opstelling goed werkt.

Toezicht omvat het volledige traject, van de tests bij de fabrikant tot de ingebruikname:

• De beoordeling van technische documenten en installatiemethoden
• Fabrieksacceptatietesten voor de verzending
• Verificatie van de installatie en de kwaliteit op locatie
• Acceptatietesten op locatie en commissioning
• Herstel van gebreken voor de inbedrijfname
• Volledige as-built- en onderhoudsdocumentatie

Documentatie hoort bij bedrijfszekerheid

Nauwkeurige documentatie is de basis voor veilig gebruik en onderhoud, voor het opsporen van storingen en voor goed assetmanagement. Toch beginnen veel projecten op bestaande locaties met onvolledige of verouderde gegevens. Het is dan cruciaal om ter plekke te inventariseren wat er werkelijk is geïnstalleerd en hoe de bestaande systemen zijn opgezet.

Het einddossier is een verzameling van goedgekeurde tekeningen, apparatuurgegevens, beveiligingsinstellingen, testresultaten, handleidingen van fabrikanten en onderhoudsprocedures. Samen leveren deze gegevens de informatie die nodig is om het onderstation gedurende de gehele levensduur in bedrijf te houden, te onderhouden en te beheren. Dit verdient net zoveel discipline als de fysieke installatie.

Geïntegreerde expertise voor een kritieke schakel

Onderstations liggen op het snijvlak van netplanning, engineering, inkoop, vergunningen, bouw en exploitatie. Een geslaagde oplevering vraagt om multidisciplinaire coördinatie, hoogspanningservaring en inzicht in hoe de eisen aan datacenters zich ontwikkelen.

Deerns zet ruime ervaring in om de strategie voor de stroomvoorziening te verbinden met het masterplan, een robuust ontwerp, het bouwtoezicht, de tests en de documentatie. Dit helpt opdrachtgevers om een complexe netaansluiting om te zetten in betrouwbare, aanpasbare infrastructuur. Nu datacenters krachtiger en zwaarder belast worden, is deze geïntegreerde aanpak onmisbaar om capaciteit veilig te stellen en de bedrijfszekerheid op lange termijn te waarborgen.