La transformation numérique mondiale est bien engagée, sous l'impulsion de l'intelligence artificielle, d'un réseau sans fil 5G qui monte en puissance, et de l’Internet des objets (IoT) qui permet de déployer des milliards de capteurs Edge (périphérie du réseau) intelligents pour envoyer des données temps-réel vers le Cloud. Mais vous êtes-vous déjà demandé comment alimenter tous ces appareils et toutes ces technologies ?
VoltServer, un fabricant américain de produits de distribution d'énergie d'East Greenwich, dans l’état de Rhode Island, est en train de changer l’avenir de la distribution d'énergie avec sa technologie unique brevetée Digital Electricity, qui permet de transmettre en toute sécurité jusqu'à 2 kW de puissance sur de longues distances (jusqu'à 2 km), en utilisant des câbles de données bon marché disponibles dans le commerce.
À ce jour, la technologie Digital Electricity de VoltServer a été déployée dans des centaines de lieux prestigieux, notamment des stades, des aéroports, des centres de congrès, des tours de bureaux, des hôtels, des résidences, des hôpitaux et des jardins intérieurs, pour alimenter des systèmes de communication sans fil 4G, 5G et Wi-Fi, de l'éclairage Led et des applications IoT.
Exploiter la puissance, une impulsion à la fois
En quoi consiste exactement la technologie Digital Electricity ? La « Digital Electricity » (électricité numérique) est un système d'alimentation par ligne, qui permet d'alimenter des équipements distants, à partir d'un emplacement centralisé, au moyen d’un câble structuré en cuivre. Le système fait passer en toute sécurité une alimentation haute tension sur un câble de données léger, et fournit un courant faible en aval pour alimenter les charges. Il s'agit d'une forme nativement numérique de transmission d’électricité, qui peut être considérée comme un troisième format d'énergie, en plus des formats alternative courant alternatif (CA) et courant continu (CC) qui sont utilisés depuis près de 150 ans.
Comment cela fonctionne-t-il ? VoltServer part de l'électricité conventionnelle et la décompose en petites impulsions, ou « paquets d'énergie ». Chaque paquet est envoyé à un récepteur depuis un émetteur doté d’un système de traitement local intégré. Chaque paquet d'énergie est analysé à l'aide d'un moteur DSP qui détermine si l'énergie est bien distribuée avec précision et en toute sécurité. Si un défaut est détecté, le paquet d'énergie suivant n'est pas envoyé.
Chaque paquet ne contient qu'une très faible quantité d'énergie, de sorte qu'individuellement, ces paquets sont sans danger pour les personnes, les animaux, les systèmes et les bâtiments. Le récepteur reconvertit l'électricité numérique en CA ou en CC analogique pour alimenter les charges locales.
« Imaginez qu’un puissant jet d'eau soit envoyé dans votre plomberie. Si un tuyau venait à éclater, la haute pression pourrait blesser quelqu'un. Il vaut mieux décomposer le flux en millions de gouttelettes, » explique Stephen Eaves, cofondateur et président exécutif de VoltServer. « Les gouttelettes peuvent être regroupées pour obtenir la quantité d'eau nécessaire, mais chaque gouttelette d'eau est sûre. L'électricité numérique est similaire dans la mesure où il s’agit de petites quantités d'énergie en paquets. Chaque paquet devient sûr, mais le besoin global en énergie peut toujours être satisfait. »
L'énergie numérique permet de disposer de sources d'énergie prêtes à l'emploi
En raison de sa conception intrinsèquement sûre en matière de transfert d'énergie, la plateforme VoltServer Digital Electricity peut envoyer de l'énergie sur une distance pouvant atteindre 2000 mètres, en utilisant un câble de communication structuré en cuivre du commerce et des méthodes de câblage basse tension de classe 2. Comme dans le cas de l'alimentation par Ethernet (PoE), cela permet à VoltServer de transporter à la fois des données numériques et de l'énergie au sein d’une même infrastructure de câblage hybride, ce qui rend son installation beaucoup plus facile et plus économique que celle de systèmes électriques classiques 110 ou 220 V.
Cette simplicité permet aux architectes, aux concepteurs et aux gestionnaires d'installations de configurer et de reconfigurer rapidement et facilement les réseaux sans fil, les plans de bureaux ou les serres de culture. Et dans la mesure où la plateforme est nativement numérique, elle est capable de fournir des informations inédites sur la consommation d'énergie grâce à un tableau de bord centralisé. Les exploitants et le personnel d'entretien des bâtiments disposent ainsi d'une vue granulaire de leur réseau électrique, pour gérer au mieux les charges critiques, tout en éliminant le besoin de panneaux de disjoncteurs traditionnels.
Les convertisseurs Vicor à haut rendement énergétique éliminent le besoin de refroidissement supplémentaire
Vicor a travaillé en étroite collaboration avec VoltServer depuis le début du développement du produit. Les robustes convertisseurs de bus BCM de Vicor, à refroidissement passif et rapport de transformation fixe CC-CC, sont intégrés aux récepteurs, et transforment la tension élevée transmise en basse tension sûre pour alimenter les charges. Leur rendement énergétique de 97% permet un refroidissement fiable, sans ventilateur, dans un boîtier plus petit. Ils offrent un rendement énergétique permettant d’installer les récepteurs dans des espaces étroits et fermés, trop exigus pour accueillir des ventilateurs de refroidissement. Cela permet à la plateforme VoltServer de fonctionner efficacement avec des dissipateurs thermiques de petite taille et de réduire considérablement l'empreinte du récepteur.
« Avec les convertisseurs Vicor, les pertes thermiques sont 43% plus faibles qu’avec un convertisseur classique, et la taille du dissipateur thermique diminue proportionnellement » déclare Dan Lowe, cofondateur et Directeur Commercial de VoltServer. « Nos clients comprennent les trois premiers opérateurs de réseaux mobiles aux États-Unis, dont les exigences en matière de fiabilité sont extrêmement élevées. C'est là que Vicor entre en jeu de manière très, très nette. »
VoltServer utilise le convertisseur de bus compact Vicor BCM6123 (25,1 x 61,0 x 7.3 mm) à rapport fixe dans les récepteurs de terminaison pour convertir efficacement les paquets de puissance. Les BCM Vicor utilisent une topologie exclusive de convertisseur à amplitude sinusoïdale (SAC), assurant un faible bruit et un haut rendement, qui nécessite peu de filtrage électromagnétique. Cela réduit encore l'empreinte du système d'alimentation et simplifie la conception, tout en respectant les normes CEM.
« Le filtrage électromagnétique nécessaire étant minime, le récepteur Digital Electricity peut être très compact et installé quasiment n'importe où, » déclare M. Lowe. « Tout autre convertisseur générerait davantage de chaleur. Le boîtier du récepteur devrait donc être beaucoup plus gros et nécessiterait un refroidissement beaucoup plus important. Au final, il coûterait beaucoup plus cher et serait plus difficile à installer dans les endroits où la place est limitée. »
La plateforme brevetée VoltServer Digital Electricity permet de distribuer l'électricité sous un format numérique et sécurisé. Cette technologie est simple à déployer, moins coûteuse, résiliente et éprouvée par plusieurs grands opérateurs de réseaux mobiles sur des sites très étendus. VoltServer permet aux organisations de poursuivre une véritable transformation numérique, quelle que soit la complexité et les besoins du site.
VoltServer est un leader technologique qui réinvente la manière de distribuer l'énergie électrique. Brevetée et éprouvée, Digital Electricity est une méthode innovante de distribution d'énergie combinant la puissance élevée du courant alternatif, et la sécurité et la simplicité de l'alimentation par Ethernet (PoE). La société est le principal fournisseur de solutions de distribution d'énergie intelligentes et basées sur les locaux, tirant parti de Digital Electricity™, de la source centralisée aux charges de points de terminaison distribuées pour améliorer les applications commerciales essentielles du client. La plate-forme Digital Electricity™ fournit de l'électricité sûre où, quand et comment elle est nécessaire, et peut être fournie à l'aide d'un câble de données standard, à un coût considérablement réduit et avec une vitesse, une puissance, une distance, une efficacité, une intelligence accrue, et la flexibilité, par rapport aux installations électriques concurrentes.
