Datakeskusten sähkönjakelu- ja tietoverkkojen rakentaminen

Abstract

Suomessa datakeskusten rakentaminen on merkittävästi kasvava markkina. Useat kansainväliset ja suomalaiset yrityksen tarkastelevat mahdollisuuksia rakentaa datakeskuksensa Suomeen, sillä Suomi on houkutteleva maa vakaan sähköverkon, sähkön hintatason ja viileän ilmaston vuoksi. Datakeskusoperaattorit suosivat juuri näitä kriteerejä ylläpidon ja kustannusten kannalta.

ARE Oy on tiedostanut tilanteen ja antanut toimeksiannon tälle diplomityölle. Työn tavoitteena on selvittää datakeskuksen rakentamiseen liittyviä asioita ja seikkoja sähkönjakeluinfrastruktuuriin sekä tietoverkkoihin liittyen. ARE Oy on erityisen kiinnostunut sähkönjakeluinfrastruktuurissa kiskosiltojen ja jakelukiskostojen rakentamisesta sekä suojausmenetelmistä. Erityisen tutkinnan alla on myös verkkotopologian periaatteet ja kaapelointi. Työssä annetaan tarkempien tutkimusaiheiden lisäksi yleistietoutta datakeskuksen sisällöstä ja sähköisten järjestelmien toimintaperiaatteista.

Tämä työ on selvitystyyppinen tutkimus. Tutkimuksessa käytetään tiettyjen valmistajien tuotteita havainnollistamaan todellisia asennustilanteita, jotka voivat auttaa tulevaisuudessa kohdeyrityksessä. Työssä annetaan havainnollistavia esimerkkejä sekä laskelmia todellisista tilanteista, jotka antavat lukijalle todellisen käsityksen asioista.

Työn lopussa pohditaan datakeskusten rakentamista Suomessa ja vastataan tutkimuskysymyksiin. Sähköliittymien osalta todetaan, että toteutus muistuttaa tavanomaista keskijänniteliittymää, mutta datakeskuksissa on usein useita liittymispisteitä ja korkeamman jännitetason käyttö on suositeltavaa energiatehokkuuden vuoksi. Sähkönjakelussa kiskosillat ja jakelukiskot parantavat sähkönjakelun tehokkuutta, muunneltavuutta ja kustannustehokkuutta. Todetaan myös, että tietoverkko toteutetaan moniasteisena tähtiverkkona optisilla valokuitukaapeleilla. Kokonaisuudessaan datakeskuksessa laitteistovalinnat sekä vaatimustenmukaisuus vaikuttavat merkittävästi datakeskuksen kustannuksiin ja käyttövarmuuteen.

In Finland, the construction of data centers is a significantly growing market. Several international and Finnish companies are exploring opportunities to build their data centers in Finland. Country is attractive due to its stable power grid, electricity price level, and cool climate. Data center operators favor these criteria in terms of maintenance and cost efficiency.

ARE Oy has recognized this situation and has commissioned this master’s thesis. The aim of the thesis is to investigate matters related to the construction of a data center, particularly concerning electrical distribution infrastructure and data networks. ARE Oy is especially interested in the construction of busbar bridges and distribution busbar systems within the electrical distribution infrastructure, as well as protection methods. Network topology principles and cabling are also under detailed examination. In addition to the more specific research topics, the thesis provides general knowledge about the contents of a data center and the operating principles of electrical systems.

This work is an exploratory study. The research uses products from specific manufacturers to illustrate real installation scenarios that may be beneficial for the commissioning company in the future. The thesis includes illustrative examples as well as calculations based on real-life situations, providing the reader with a practical understanding of the subject.

In the end of thesis discusses the construction of data centers in Finland and answers the research questions. Regarding electrical connections, it is stated that the implementation resembles a conventional medium-voltage connection, but data centers often have multiple connection points and the use of a higher voltage level is recommended for energy efficiency. In power distribution, busbars and busway systems improve efficiency, flexibility, and cost- effectiveness. It is also noted that the data network is implemented as a multi-tier star topology using optical fiber cables. Overall, equipment choices and compliance with requirements significantly affect the costs and reliability of a data center.