הקמת דאטה סנטר מתחילה הרבה לפני שרוכשים שרתים, מערכות קירור או גנרטורים.
למעשה, אחת השאלות הראשונות שיזם של Data Center צריך לפתור היא פשוטה לכאורה:
האם ניתן לקבל באתר את כמות החשמל שהפרויקט צריך ומתי?
בפרויקטים של דאטה סנטר התשובה לשאלה הזאת יכולה לקבוע אם הקרקע מתאימה לפרויקט, כמה הון יהיה צורך להשקיע בתשתיות,
מה יהיה לוח הזמנים להקמה, ואפילו אם הפרויקט כולו כלכלי.
דאטה סנטר בהספק של עשרות מגה־וואט אינו עוד צרכן חשמל רגיל.
מדובר במתקן בעל עומס גבוה, רציף וקריטי, שלרוב דורש גם רמת שרידות גבוהה, הזנות נוספות, מערכות UPS, גנרטורים, אגירה ומערכות מתח גבוה או מתח עליון.
לכן תהליך קבלת אספקת החשמל צריך להתחיל כבר בשלב בדיקת ההיתכנות של האתר.
חשוב גם לדייק במונחים: בישראל אין בהכרח מסמך יחיד ששמו הרשמי הוא “היתר חשמל לדאטה סנטר”.
בפועל מדובר במספר תהליכים מקבילים ומשלימים: בירור היתכנות לחיבור, בקשת חיבור לרשת, סקרים ותיאום טכני, הקמת תשתיות החשמל,
אישורי מתקנים ובדיקות לקראת חשמול והפעלה.
כאשר מדובר במתקן המחובר לרשת ההולכה, אמות המידה של רשות החשמל ותקנון הרשת של נגה מגדירים את מסגרת החיבור.
למה אספקת החשמל היא אחד הסיכונים המרכזיים בפרויקט Data Center?
במבנה מסחרי רגיל ניתן לעיתים להתחיל בתכנון המבנה ורק בהמשך להשלים את פרטי חיבור החשמל.
בדאטה סנטר הסדר הזה עלול להיות מסוכן.
צריכת החשמל היא חלק מהותי מהמוצר עצמו.
שרתים, מערכות תקשורת, מערכות קירור, משאבות, UPS, תאורה, מערכות בטיחות ומערכות עזר פועלים סביב השעון.
ככל שצפיפות המחשוב עולה , ובמיוחד בדאטה סנטרים המיועדים ל־AI ולמערכות GPU , גם צפיפות ההספק עולה משמעותית.
לכן אתר שנראה מצוין מבחינת קרקע, נגישות, מחיר או תכנון סטטוטורי עלול להתגלות כבעייתי אם אין בסביבתו יכולת רשת מספקת.
השאלה איננה רק:
האם יש קו חשמל ליד המגרש?
אלא:
האם מערכת החשמל יכולה לספק את ההספק הנדרש, ברמת האמינות הנדרשת ובמועד שבו הפרויקט צריך להתחיל לפעול?
אלו שאלות שונות לחלוטין.
השלב הראשון: הגדרת ההספק הנדרש לדאטה סנטר
לפני שמגישים בקשה לגורם כלשהו, צריך להגדיר בצורה הנדסית את צריכת החשמל הצפויה.
טעות נפוצה היא לקחת את הספק ה־IT ולהתייחס אליו כאילו הוא גודל החיבור הנדרש.
לדוגמה, Data Center המתוכנן להכיל עומס IT של 20MW לא בהכרח זקוק לחיבור של 20MW בלבד.
צריך להביא בחשבון בין היתר:
- מערכות הקירור;
- UPS והפסדי המרה;
- מערכות חשמל פנימיות;
- משאבות וצ’ילרים;
- מערכות בקרה;
- תאורה ושירותי מבנה;
- רזרבות תפעוליות;
- גידול עתידי;
- ארכיטקטורת ה־redundancy של המתקן.
אחד המדדים המקובלים בענף הוא PUE , Power Usage Effectiveness.
לדוגמה בלבד, אם עומס ה־IT הוא 20MW וה־PUE המתוכנן הוא 1.3, צריכת המתקן הכוללת יכולה להיות בסדר גודל של:
20 × 1.3 = 26MW
ועל כך עשויה להידרש גם רזרבה עתידית.
לכן אחד הצעדים הראשונים בתהליך הוא הכנת Load Forecast מסודר הכולל לפחות את שלב ההקמה הראשון ואת שלבי ההתרחבות העתידיים.
גם במסמכי החיבור של רשות החשמל נדרש מידע על העומס הראשוני ועל התפתחותו בשנים הקרובות, לצד אופי הצריכה ומחזור השימוש הצפוי בחשמל.
מי מאשר את החשמל לדאטה סנטר בישראל?
התשובה תלויה בין היתר בגודל החיבור ובנקודת החיבור לרשת.
במערכת החשמל בישראל פועלים מספר גורמים בעלי תפקידים שונים.
רשות החשמל
רשות החשמל היא הרגולטור הקובע בין היתר את אמות המידה, הכללים והתעריפים החלים על חיבור צרכנים ויצרנים לרשת.
היא אינה בהכרח הגוף שאליו יזם Data Center שולח את כל התכנון ההנדסי היומיומי, אבל המסגרת הרגולטורית של החיבור נקבעת מכוח החלטותיה ואמות המידה שהיא מפרסמת.
נגה , ניהול מערכת החשמל
נגה היא מנהל מערכת החשמל בישראל.
כאשר מדובר בחיבור למערכת ההולכה במתח עליון או מתח על, נגה ממלאת תפקיד מרכזי בבדיקת יכולת המערכת לקלוט את החיבור ובקביעת אופן החיבור.
תקנון הרשת של נגה מגדיר “מבקש חיבור מתח עליון או על” כצרכן או יצרן המבקש להתחבר לרשת ברמות מתח אלה.
חברת החשמל / בעל רישיון ההולכה או המחלק
בהתאם למיקום, לרמת המתח ולמבנה החיבור, חברת החשמל או מחלק חשמל רלוונטי עשויים להיות אחראים על חלקים מהתכנון, ההקמה, החיבור והתפעול של התשתית.
לכן בפרויקט Data Center גדול אי אפשר להסתפק בשאלה “כמה חשמל חברת החשמל יכולה לתת לנו”.
צריך להבין קודם לאיזו מערכת אמור הפרויקט להתחבר ומהי ארכיטקטורת החיבור המתאימה.
מתח גבוה או מתח עליון?
אחת ההחלטות המשמעותיות בפרויקט היא רמת המתח שבה יחובר הדאטה סנטר.
מתקנים קטנים יחסית יכולים להתחבר לרשת החלוקה, בעוד פרויקטים גדולים עשויים לדרוש חיבור במתח עליון ומערכת השנאה פרטית.
ההחלטה אינה מתקבלת רק לפי מספר שרירותי של מגה־וואטים. היא תלויה בין היתר ב:
- גודל החיבור;
- יכולת רשת החלוקה באזור;
- יכולת מערכת ההולכה;
- מרחק מתשתיות קיימות;
- אמינות האספקה הנדרשת;
- עלויות הקמת קווים;
- מגבלות תכנון;
- שלבי ההתרחבות העתידיים.
לכן כדאי לבצע את בדיקת מבנה החיבור בשלב מוקדם מאוד.
בחירה לא נכונה באתר יכולה לחייב בהמשך הקמת קילומטרים של קווים, תחנת משנה פרטית או עבודות רשת משמעותיות.
איזה מידע נדרש לצורך בדיקת חיבור?
המסמכים המדויקים משתנים לפי סוג החיבור ושלב התהליך, אבל בבקשה רצינית צריך להגיע עם חבילת מידע הנדסית מסודרת.
באמות המידה לחיבור מתקני צריכה למתח עליון מופיעים בין היתר פרטים כגון:
- פרטי מבקש החיבור;
- גוש וחלקה;
- תוכניות סטטוטוריות ומפת האזור;
- מיקום תחנת המשנה הפרטית;
- צורת ההתחברות לתחנה;
- גודל החיבור המבוקש ב־MVA;
- דרישות לגיבוי;
- לוחות זמנים להקמת המתקן;
- מועד החיבור המבוקש;
- ציוד חשמלי בעל מאפיינים מיוחדים;
- תרשים חד־קווי;
- עומס התחלתי;
- תחזית התפתחות העומס;
- פרופיל הצריכה הצפוי לאורך היממה והעונות.
בדאטה סנטר כדאי בדרך כלל להכין מעבר לכך גם תיאור ברור של ארכיטקטורת החשמל.
לדוגמה:
Utility → HV/MV Switchgear → Transformers → UPS → PDU → IT Load.
אם הפרויקט מיועד להיבנות במספר שלבים, רצוי להציג כבר בשלב הבקשה את התמונה המלאה.
לדוגמה:
Phase 1 , 12MW
Phase 2 , 24MW
Phase 3 , 40MW
Ultimate capacity , 60MW
הדבר מאפשר לבחון לא רק את החיבור הראשוני אלא גם את האפשרות להתרחב בעתיד.
סקר חיבור: אחת הנקודות הקריטיות בפרויקט
לאחר שהוגדר הצורך החשמלי ונבחר כיוון חיבור, נדרש במקרים הרלוונטיים לבצע תהליך של בדיקת מערכת וסקר חיבור.
מטרת התהליך היא להבין כיצד ניתן לחבר את המתקן לרשת ומהן ההשלכות של החיבור.
הבדיקה יכולה לכלול בין היתר:
- נקודת החיבור האפשרית;
- קווים חדשים הנדרשים;
- הרחבת תחנת משנה;
- שינויים ברשת;
- מגבלות תפעוליות;
- זמינות הספק;
- לוחות זמנים;
- דרישות הגנה ובקרה;
- מערכות תקשורת;
- איכות חשמל.
תקנון הרשת מציין כי סכמת החיבור נקבעת בהתאם למבנה מערכת ההולכה באזור, הזמן הדרוש לפרויקטי הרשת הנדרשים, גודל החיבור, אופי הצריכה ורמת האמינות המבוקשת.
עבור יזם Data Center מדובר בהחלטה בעלת השלכות עסקיות עצומות.
ייתכן ששני מגרשים המרוחקים רק מספר קילומטרים זה מזה יהיו שונים לחלוטין מבחינת עלות וזמן החיבור לחשמל.
האם קרבה לקו מתח עליון מבטיחה שניתן לקבל חשמל?
לא.
וזו אחת הטעויות הנפוצות ביותר בבדיקת קרקע לדאטה סנטר.
אפשר לראות על המפה קו 161kV סמוך למגרש ולהניח כי קיים “חשמל זמין”.
אולם עצם קיומו של קו אינו אומר שקיימת בו קיבולת זמינה לחיבור.
יש לבדוק בין היתר:
- עומסי הרשת באזור;
- מצב התחנות;
- מגבלות הולכה;
- פיתוחי רשת עתידיים;
- אפשרות פיזית להתחברות;
- אמינות המערכת;
- עבודות הנדרשות כדי לאפשר את החיבור.
מכאן נובע כלל חשוב מאוד בפיתוח Data Center:
Electrical Due Diligence צריך להיעשות לפני החלטה סופית על רכישת הקרקע , ולא אחריה.
שרידות: Data Center לא יכול להסתפק בחיבור חשמל רגיל
זמינות חשמל לדאטה סנטר היא רק חלק מהמשוואה.
החלק השני הוא Reliability.
דאטה סנטרים מתוכננים לפעול 24/7, והפסקה של מספר שניות יכולה להיות אירוע משמעותי.
לכן התכנון עשוי לכלול:
- שתי הזנות רשת;
- מסלולי הזנה נפרדים;
- שנאים בתצורת N+1;
- UPS;
- סוללות;
- גנרטורים;
- STS;
- ATS;
- Busways;
- יתירות בין אולמות;
- Ring topology;
- מערכות בקרה וניהול אנרגיה.
נגה מציינת בתקנון הרשת כי מתכונת חיבור חדשה למערכת ההולכה נקבעת גם בהתחשב ברמת האמינות המבוקשת, ובמסגרת התכנון נקבעת סכמת החיבור המתאימה.
חשוב להדגיש:
שתי כניסות כבל אינן בהכרח שתי הזנות עצמאיות.
אם שתי ההזנות מגיעות מאותו מקור או תלויות באותה נקודת כשל ברשת, רמת השרידות בפועל עלולה להיות נמוכה מהמצופה.
איכות חשמל והרמוניות
דאטה סנטר הוא גם צרכן אלקטרוני משמעותי.
UPS, ספקי כוח, ממירים, VFDs ומערכות נוספות יכולים להשפיע על איכות החשמל.
בין הפרמטרים שנבדקים בפרויקטים מסוג זה:
- Harmonics;
- Flicker;
- Voltage variation;
- Power factor;
- Unbalance;
- transient events.
נגה מבצעת ניטור של איכות החשמל אצל צרכנים במתח עליון ומשווה את הנתונים לדרישות אמות המידה ולתקנים הרלוונטיים. במקרה של חריגות נדרש הצרכן לפעול להסרתן.
לכן תכנון מערכת החשמל של Data Center אינו מסתיים בבחירת גודל השנאי.
תחנת משנה פרטית
בפרויקטי Data Center גדולים ייתכן שיהיה צורך בהקמת תחנת משנה בתוך האתר.
זה כבר פרויקט תשתית בפני עצמו.
הוא עשוי לכלול:
- מסדר מתח עליון;
- שנאים ראשיים;
- מסדרי מתח גבוה;
- מערכות הגנה;
- SCADA;
- מערכות תקשורת;
- מדידה;
- הארקות;
- מערכות שירות DC;
- מערכות בטיחות וכיבוי;
- מבנה או חצר ייעודית.
במסגרת התיאום הטכני נבחנים גם היבטי הגנות, פיקודים, ניעולים, תקשורת ומערכות העזר של התחנה.
לתכנון המיקום של התחנה יש משמעות כבר בתכנון המגרש: כניסת קווים, רדיוסים, דרכי שירות, מרחקים, שטחי תפעול וגישה לצוותי התחזוקה.
היתר קרינה למתקני החשמל
בנוסף למסלול החיבור לרשת, מתקני חשמל מסוימים כפופים גם לחוק הקרינה הבלתי מייננת.
המשרד להגנת הסביבה מפעיל הליך לקבלת היתר הקמה למתקן חשמל שהוא מקור לקרינה בתדרי רשת החשמל.
לבקשה נדרש בין היתר דוח הערכת רמות חשיפה.
לאחר הקמת המתקן קיימת גם פרוצדורה לקבלת היתר הפעלה, שבמסגרתה נדרשים בין היתר דוח מדידות קרינה והיתר בנייה.
לכן חשוב להבדיל בין:
אישור/תהליך החיבור לרשת החשמל
לבין:
היתר הקמה והפעלה למתקן החשמל מבחינת קרינה בלתי מייננת.
אלה אינם אותו הליך.
שלבי תהליך קבלת אישורי חשמל לדאטה סנטר
בפועל ניתן לחשוב על התהליך כמספר שכבות.
שלב 1 , Electrical Feasibility
עוד לפני רכישת האתר:
- אומדן MW;
- תחזית גידול;
- זיהוי רשתות קיימות;
- איתור תחנות וקווים באזור;
- הערכת רמת המתח;
- זיהוי חלופות חיבור.
המטרה: למנוע השקעה באתר שבו החיבור לחשמל יהיה החסם העיקרי.
שלב 2 , Conceptual Electrical Design
מגדירים:
- עומס IT;
- PUE;
- Critical load;
- Facility load;
- יתירות;
- UPS;
- גנרטורים;
- מתחי חלוקה;
- מספר שנאים;
- שלבי התרחבות.
שלב 3 , הכנת חבילת בקשת החיבור
מכינים את הנתונים הטכניים והתכנוניים הנדרשים להגשה.
ככל שהבקשה מדויקת יותר, כך ניתן לצמצם סבבי שאלות והשלמות.
שלב 4 , תיאום עם מנהל המערכת / בעל הרשת
נבדקות חלופות החיבור ונקודת החיבור האפשרית.
שלב 5 , סקר ותכנון מפורט
במקרים המתאימים מתבצעים סקרי מערכת, עבודות תכנון ותיאום טכני.
במסגרת עבודות התכנון המקדימות יכולים להיבחן גם תוואי קווים, תוכניות תחנה, כניסת קווים, ציוד GIS ומערכות הגנה.
שלב 6 , תכנון תחנת המשנה והתשתיות
מתחילים בתכנון ההנדסי המפורט של מתקני החשמל.
שלב 7 , הקמה
מוקמים:
- הקווים;
- התחנה;
- שנאים;
- מערכות הגנה;
- מערכות תקשורת;
- מערכות החלוקה הפנימיות.
שלב 8 , בדיקות וחשמול
לפני הכנסת המתקן לניצול מבוצעות בדיקות קבלה ובדיקות לפני מתן מתח בהתאם למסגרת הרלוונטית.
כמה זמן לוקח לקבל חשמל לדאטה סנטר?
אין תשובה אחידה.
חיבור שניתן לבצע באמצעות תשתית קיימת שונה לחלוטין מחיבור המחייב:
- הקמת תחנת משנה חדשה;
- הרחבת תחנה קיימת;
- קו מתח עליון חדש;
- שינוי במערכת ההולכה;
- תכנון סטטוטורי;
- הפקעות או זכויות דרך;
- תשתית תת־קרקעית.
במקרים מסוימים לוח הזמנים של רשת החשמל עלול להפוך ל־critical path של הפרויקט כולו.
כלומר, אפשר לסיים לבנות את מבנה הדאטה סנטר ועדיין לא להיות מסוגלים להפעיל אותו בהספק המתוכנן.
לכן לא נכון להפריד בין:
Real Estate Strategy
לבין
Power Strategy.
בדאטה סנטר אלו למעשה שתי החלטות שחייבות להתקבל יחד.
אחת הטעויות היקרות ביותר: לבקש מעט מדי חשמל
נניח שיזם מתכנן:
Phase 1 , 10MW.
הוא מגיש בקשה ל־10MW בלבד.
שלוש שנים לאחר מכן הוא רוצה להרחיב ל־30MW , ואז מגלה שהרשת באזור אינה יכולה לספק עוד 20MW ללא פרויקט תשתית משמעותי.
לכן כבר בבקשה הראשונית צריך לחשוב על:
Ultimate Site Capacity.
לא תמיד נכון להזמין את מלוא ההספק מהיום הראשון, אבל חובה להבין את מסלול ההתרחבות.
וגם ההפך: אין סיבה לנפח את הבקשה ללא בסיס
בקשה גדולה מאוד שאינה מבוססת על תכנון אמיתי אינה בהכרח יתרון.
היא יכולה ליצור:
- עלויות מיותרות;
- תכנון יתר;
- דרישות תשתית יקרות;
- בעיות בהצדקת ההספק;
- פער בין התכנון העסקי לתכנון החשמלי.
המטרה אינה לבקש את המספר הגדול ביותר האפשרי.
המטרה היא לבנות Power Roadmap אמין.
שילוב ייצור ואגירת אנרגיה
בדאטה סנטרים מודרניים עולה יותר ויותר האפשרות לשלב:
- BESS;
- מערכות PV;
- גנרטורים;
- Microgrid;
- Demand Response;
- Energy Management Systems.
מערכות אגירה יכולות לשמש למגוון מטרות כגון גיבוי, ניהול שיאי ביקוש ואופטימיזציה של צריכת האנרגיה.
אבל שילוב מתקן אגירה או ייצור מוסיף שכבה נוספת של תכנון, רגולציה ותיאום מול מערכת החשמל, ולכן צריך לבחון אותו כבר בשלב
ארכיטקטורת האנרגיה ולא כתוספת מאוחרת לפרויקט.
מה צריך לבדוק לפני רכישת קרקע לדאטה סנטר?
בדיקת נאותות לאתר Data Center צריכה לכלול לפחות:
Power availability , כמה MW ניתן לקבל?
Connection voltage , באיזו רמת מתח?
Point of Connection , איפה צפויה להיות נקודת החיבור?
Distance , כמה רחוקה התשתית מהאתר?
Redundancy , האם קיימת אפשרות להזנות ברמת השרידות הנדרשת?
Timeline , מתי ניתן לקבל את ההספק?
Upgrade requirements , אילו עבודות רשת נדרשות?
Substation , האם נדרשת תחנת משנה פרטית?
Future expansion , האם ניתן יהיה להגדיל את ההספק?
Planning constraints , האם קיימים תוואי קווים אפשריים?
Environmental constraints , האם קיימות מגבלות קרינה, סביבה או שימושי קרקע?
השאלה העסקית שצריכה לצאת מהבדיקה אינה רק:
“יש או אין חשמל?”
אלא:
כמה חשמל, באיזו רמת אמינות, באיזה מחיר תשתיתי ובאיזה מועד?
שירות ליווי בקשת חיבור חשמל לדאטה סנטר של קורל טכנולוגיות
קורל טכנולוגיות מסייעת ליזמים ולחברות טכנולוגיה בשלב המוקדם והקריטי של הקמת Data Centers , מהגדרת הדרישות ועד גיבוש תיק הנדסי לקידום החיבור.
התהליך יכול לכלול:
- אפיון צריכת החשמל של הדאטה סנטר;
- בניית Load Forecast;
- הערכת עומס IT ו־Facility Load;
- תכנון שלבי הגדלת ההספק;
- בניית Power Roadmap;
- בחינת חלופות חיבור;
- בחינת רמות מתח;
- אפיון שרידות החשמל;
- גיבוש Single Line Diagram ראשוני;
- תיאום יועצים ומהנדסי חשמל;
- הכנת החומר ההנדסי להגשת בקשת חיבור;
- ליווי התהליך מול הגורמים הרלוונטיים;
- ניהול השלמות ותשובות מקצועיות;
- בחינת פתרונות תחנת משנה;
- שילוב UPS, גנרטורים ו־BESS;
- השוואת אתרים מבחינת Power Availability;
- ליווי טכנולוגי והנדסי עד לשלב התכנון המפורט.
המטרה היא ליצור כתובת אחת המחברת בין הצד העסקי, ההנדסי, התכנוני והרגולטורי של הפרויקט.
מדוע כדאי להתחיל את תהליך החשמל עוד לפני תכנון הדאטה סנטר?
מפני שבפרויקט Data Center החשמל אינו עוד מערכת במבנה.
החשמל הוא אחת מתשתיות הליבה שעל בסיסן מתכננים את הפרויקט כולו.
הוא משפיע על:
- בחירת הקרקע;
- תכנון המבנה;
- CAPEX;
- לוחות זמנים;
- מספר אולמות המחשוב;
- צפיפות השרתים;
- מערכות הקירור;
- רמת ה־Tier;
- שרידות;
- אפשרויות הרחבה;
- הכלכליות של הפרויקט.
לכן פרויקט Data Center נכון אינו מתחיל בשאלה:
“איזה מבנה אנחנו רוצים לבנות?”
אלא בשלוש שאלות בסיס:
כמה MW אנחנו צריכים?
מאיפה נקבל אותם?
ומתי הם יהיו זמינים?
רק לאחר שיש תשובה אמינה לשלוש השאלות האלה ניתן להתחיל לתכנן בביטחון את יתר הפרויקט.
צריכים לקדם בקשת חיבור חשמל לדאטה סנטר?
קורל טכנולוגיות מלווה יזמים וחברות בתכנון והקמה של מערכות טכנולוגיות מורכבות, כולל פרויקטי Data Center ותשתיות עתירות חשמל.
אנחנו יכולים להיכנס לפרויקט כבר בשלב בדיקת הקרקע, להגדיר את דרישות ההספק, לגבש את הקונספט החשמלי, לרכז את היועצים והגורמים ההנדסיים
ולהכין את הפרויקט לתהליך בקשת החיבור מול הגורמים הרלוונטיים.
בפרויקט Data Center, בדיקת זמינות החשמל מוקדם יכולה לחסוך חודשים ואף למנוע השקעה של מיליוני שקלים באתר שאינו מתאים מלכתחילה.
