Solární{0}}plus-úložiště pro datová centra: Není to jednoduchý přepínač

S rostoucí velikostí a složitostí datových center nebylo nikdy naléhavější dodávat jim levnou a spolehlivou energii. Gerhard Salge, technologický ředitel (CTO) ve společnosti Hitachi Energy, což je jednotka japonského konglomerátu Hitachi, osvětlil vztah mezi obnovitelnými zdroji energie a provozem datových center a poznamenal, že ačkoli je to technicky proveditelné, úspěch vyžaduje pečlivé plánování, správnou infrastrukturu a holistický přístup.

„Když se podíváme na to, co se děje v sítích, pak jsou obnovitelné zdroje aktivním prvkem na straně výroby elektřiny a datová centra jsou aktivním prvkem na straně poptávky,“ řekl Salge magazínu pv. "Co k tomu potřebujete navíc, je v dimenzích flexibility, pro kterou potřebujeme úložiště a mřížku, která zde může také aktivně působit, aby všechny tyto prvky spojila."

Klíčem jsou podle Salgeho aktivní mřížky, nikoli pasivní systémy, které jednoduše reagují na podmínky. Vzhledem k většímu množství obnovitelných zdrojů, měnícím se vzorcům poptávky, novým centrům zatížení a možnostem skladování, jako jsou baterie a stávající zařízení, jako jsou přečerpávací vodní elektrárny, je zásadní tyto zdroje aktivně koordinovat, aby byla zachována bezpečnost dodávek, kvalita energie a optimalizace nákladů.

„Když ale mluvíte o dopadu a korelaci mezi obnovitelnými zdroji a datovými centry, vždy musíte vzít v úvahu celý rozsah flexibility v energetickém systému všech prvků-strany poptávky, strany výroby, úložiště a aktivní sítě mezi nimi,“ řekl s tím, že slabé nebo přetížené sítě by tomuto účelu nesplnily.

datová centra AI
Salge varoval, že ne všechna datová centra jsou stejná. "Existují konvenční datová centra a datová centra AI," řekl. "Konvenční datová centra jsou v podstatě systémy s vysokou-zátěží s určitými výkyvy navíc. Obsahují mnoho procesorů, které zpracovávají požadavky-z vyhledávačů nebo jiných aplikací-, takže pracovní zátěž je mezi ně rozložena stochasticky. To vytváří základní zátěž s náhodnými vzestupy a poklesy, což je typický vzorec zatížení konvenčního datového centra."

Naproti tomu pracovní zátěže AI se do značné míry spoléhají na GPU nebo akcelerátory AI, které nepřetržitě spotřebovávají značné množství energie. Na rozdíl od konvenčních datových center, datová centra s umělou inteligencí často běží při trvalém vysokém zatížení, někdy blízkém maximální kapacitě po dlouhou dobu.

„Datová centra AI jsou specificky dobrá v provádění paralelních výpočtů,“ vysvětlil Salge. "Tolik z nich je spouštěno stejným vzorem poptávky ve stejnou dobu, což vytváří tyto špičky nahoru a dolů v profilu poptávky a přicházejí paralelně."

Tyto výkyvy jsou výzvou jak pro napájení, tak pro kvalitu napětí a frekvence připojené sítě. "Potřebujete tedy přenést aktivní energii ze systému pro uchovávání energie nebo superkondenzátoru k poptávce datového centra AI. A to pak musí skutečně zahrnovat kontrolu aktivního výkonu datového centra. Potřebujete interakci mezi úložnou jednotkou a datovým centrem AI, abyste získali aktivní energii nebo ji absorbovali poté, když špička klesne. To lze také provést pomocí superkondenzátoru."

Baterie mohou uchovat mnohem více energie než superkondenzátory, ale superkondenzátory mohou ukládat menší energie častěji. "Pokud však vložíte baterii, která je menší než zátěž, a opravdu potřebujete cyklovat baterii přes její plnou kapacitu, baterie s vaším datovým centrem moc dlouho nevydrží, protože frekvence těchto výbuchů je tak vysoká, pak velmi, velmi rychle stárnete baterii, ano, takže superkondenzátory mohou udělat více cyklů," zdůraznil Salge.

Také poznamenal, že baterie a superkondenzátory jsou vyspělé technologie, ale optimální nastavení-ať už jednoho, druhého nebo kombinace s tradičními kondenzátory-závisí na velikosti úložiště, počtu stojanů, úrovních napětí a celkovém návrhu systému.

Správa shluků školení AI

Salge zdůraznil důležitost dodržování kódů sítě napříč zeměpisnými oblastmi. "Musíte se stát dobrým občanem energetického systému," řekl. "Musíte spolupracovat s místními utilitami, abyste se ujistili, že neporušujete kódy sítě a nenarušujete datové centrum zpět do sítě. Dobrým způsobem, jak toho dosáhnout, když jsou obnovitelné zdroje a datová centra společně-umístěny, je řídit dodávku energie z obnovitelných zdrojů již na území datového centra. Navíc, pokud máte budoucí-flexibilitu přizpůsobenou vyvinuté síti, máte mnohem jasnější výhodu pro správu těchto prvků obnovitelných zdrojů a aktivní integraci. a ke správě dynamického zatížení datových center."

Pokud síť nebude v budoucnu-vybavena moderním, aktivně pracujícím vybavením, budou operátoři pociťovat výrazně větší stres. „S holistickým plánováním můžete místo toho dokonce využít určitou flexibilitu datového centra jako ovladatelnou funkci typu odezvy na poptávku,“ řekl Salge a dodal, že operátoři datových center by mohli koordinovat nácvik AI do období, kdy má energetický systém více dostupné kapacity. Díky tomu je datové centrum předvídatelným, kontrolovatelným požadavkem, který zatěžuje síť pouze tehdy, když je připravena.

"Na závěr, pokud jde o technickou proveditelnost: ano, je to možné, ale vyžaduje to správnou konfiguraci," řekl Salge.

Ekonomická proveditelnost
Pokud jde o ekonomiku, Salge věří, že solární a větrné elektrárny zůstávají nejlevnějšími zdroji energie, i když vezmeme v úvahu flexibilitu sítě potřebnou k jejich integraci s datovými centry. Nejrychleji se nasazuje solární, vítr jej dobře doplňuje a obojí lze škálovat paralelně.

"Jakýkoli nárůst poptávky v datových centrech vyžaduje investice, ať už z obnovitelných zdrojů nebo konvenční energie. Ekonomika závisí na trhu a tržní mechanismy, regulace a technické plánování sítě jsou vzájemně propojeny, což ovlivňuje tok energie, ceny a stabilitu systému," řekl.

„Doporučujeme vývojářům, aby od začátku spolupracovali se všemi zúčastněnými-službami, poskytovateli technologií a plánovači-, aby byla zajištěna spolehlivost, dostupnost a společenská akceptace. Holistické plánování se vyhýbá reaktivním opravám a vede k lepším dlouhodobým-výsledkům,“ uzavřel Salge.