Solar-plus-lagerplads til datacentre: Ikke en simpel switch

Efterhånden som datacentre vokser i størrelse og kompleksitet, har det aldrig været mere presserende at forsyne dem med billig og pålidelig strøm. Gerhard Salge, Chief Technology Officer (CTO) hos Hitachi Energy, en enhed af det japanske konglomerat Hitachi, kastede lys over forholdet mellem vedvarende energi og datacenterdrift og bemærkede, at selvom det er teknisk muligt, kræver succes omhyggelig planlægning, den rigtige infrastruktur og en holistisk tilgang.

"Når vi ser på, hvad der sker i nettene, så er vedvarende energi et aktivt element på elproduktionssiden, og datacentrene er et aktivt element på efterspørgselssiden," siger Salge til magasinet pv. "Det, du har brug for udover det, er i dimensionerne af fleksibilitet, som vi har brug for opbevaring og et gitter, der også aktivt kan agere her for at bringe alle disse elementer sammen."

Ifølge Salge er nøglen aktive net, ikke passive systemer, der blot reagerer på forhold. Med flere vedvarende energikilder, skiftende efterspørgselsmønstre, nye belastningscentre og lagermuligheder som batterier og eksisterende faciliteter såsom pumpet vandkraft, er det afgørende at koordinere disse ressourcer aktivt for at opretholde forsyningssikkerhed, strømkvalitet og omkostningsoptimering.

"Men når man taler om påvirkningen og sammenhængen mellem vedvarende energi og datacentre, skal man altid overveje dette fulde omfang af fleksibiliteten i et strømsystem af alle elementerne-efterspørgselssiden, generationssiden, lagersiden og det aktive net derimellem," sagde han og bemærkede, at svage eller overbelastede net ikke ville tjene dette formål.

AI datacentre
Salge advarede om, at ikke alle datacentre er ens. "Der er konventionelle datacentre og AI-datacentre," sagde han. "Konventionelle datacentre er i det væsentlige høje-belastningssystemer med nogle udsving oveni. De indeholder mange processorer, der håndterer anmodninger-fra søgemaskiner eller andre applikationer-så arbejdsbyrden er fordelt stokastisk på tværs af dem. Dette skaber en basisbelastning med tilfældige op- og nedture, som er det typiske belastningsmønster for et konventionelt datacenter."

AI-arbejdsbelastninger er derimod meget afhængige af GPU'er eller AI-acceleratorer, som forbruger betydelig strøm konstant. I modsætning til konventionelle datacentre kører AI-datacentre ofte med vedvarende høj belastning, nogle gange tæt på maksimal kapacitet i lange perioder.

"AI-datacentre er specielt gode til at lave parallel computing," forklarede Salge. "Så mange af dem udløses med det samme efterspørgselsmønster på samme tid, hvilket skaber disse spidser op og ned i efterspørgselsprofilen, og de kommer helt parallelt."

Disse udsving udfordrer både strømforsyningen og spændings- og frekvenskvaliteten af ​​det tilsluttede net. "Så du skal transportere aktiv strøm fra et energilagringssystem eller en superkondensator til efterspørgslen fra AI-datacentret. Og det skal så involvere reelt styringen af ​​datacentrets aktive effekt. Det, du skal bruge, er interaktionen mellem lagerenheden og AI-datacentret for at levere aktiv strøm eller for at absorbere den bagefter, når toppen går ned. Det kan også gøres af en superkondensator."

Batterier kan lagre meget mere energi end superkondensatorer, men sidstnævnte kan lagre mindre energier oftere. "Men hvis du sætter et batteri, der er mindre end belastningen, og du virkelig har brug for at cykle batteriet igennem dets fulde kapacitet, vil batteriet ikke overleve ret længe med dit datacenter, fordi frekvensen af ​​disse bursts er så høj, så ælder du batteriet meget, meget hurtigt, ja, så superkondensatorer kan lave flere cyklusser," understregede Salge.

Han bemærkede også, at batterier og superkondensatorer begge er modne teknologier, men den optimale opsætning-uanset om den ene, den anden eller en kombination med traditionelle kondensatorer-afhænger af lagerstørrelse, antal stativer, spændingsniveauer og det overordnede systemdesign.

Håndtering af AI-træningsudbrud

Salge understregede vigtigheden af ​​at overholde netkoder på tværs af geografiske områder. "Du skal blive en god borger i elsystemet," sagde han. "Du er nødt til at samarbejde med lokale forsyningsselskaber for at sikre, at du ikke krænker netkoderne, og at du ikke forstyrrer datacentret tilbage i nettet. En god måde at gøre dette på, når vedvarende energi og datacentre er-samplaceret, er at styre vedvarende energiforsyning allerede inden for datacentrets område. Desuden er det at have en klar} fremtidig fordel, fordi du har en meget} mere udviklet net.{5} fleksibilitetselementer og de aktive elementer til at administrere lagring og vedvarende integration og til at styre de dynamiske belastninger af datacentrene."

Hvis nettet ikke er fremtidigt-tilpasset moderne, aktivt udstyr, vil operatørerne opleve betydeligt mere stress. "Med holistisk planlægning kan du i stedet endda bruge noget af datacenterfleksibiliteten som en kontrollerbar og efterspørgselsrespons slags funktion," sagde Salge og tilføjede, at datacenteroperatører kunne koordinere AI-træningsudbrud til perioder, hvor strømsystemet har mere tilgængelig kapacitet. Dette gør datacentret til en forudsigelig, kontrollerbar efterspørgsel, der kun stresser nettet, når det er forberedt.

"Afslutningsvis med hensyn til teknisk gennemførlighed: ja, det er muligt, men det kræver den rigtige konfiguration," sagde Salge.

Økonomisk gennemførlighed
Med hensyn til økonomi mener Salge, at sol og vind forbliver de billigste strømkilder, selv når man tager højde for den netfleksibilitet, der er nødvendig for at integrere dem med datacentre. Solenergi er den hurtigste at installere, vind supplerer den godt, og begge kan skaleres parallelt.

"Enhver stigning i efterspørgslen efter datacentre kræver investeringer, hvad enten de er fra vedvarende energikilder eller konventionel el. Økonomi afhænger af markedet, og markedsmekanismer, reguleringer og teknisk netplanlægning hænger sammen, hvilket påvirker energiflow, prissætning og systemstabilitet," sagde han.

"Vi anbefaler udviklere at arbejde med alle interessenter-værktøjer, teknologiudbydere og planlæggere-fra starten for at sikre pålidelighed, overkommelighed og social accept. Holistisk planlægning undgår reaktive rettelser og fører til bedre langsigtede-resultater," konkluderede Salge.