人工智能如何管理數據中心電池儲能系統
很多人都在主流媒體上看到了關于人工智能的文章,以及人工智能為電網上的數據中心帶來的需求激增。去年,人工智能已經戲劇性地接管了數據中心和運營商之間的對話,而就在幾年前,可持續性還風靡一時。因此,對話需要轉向解決人工智能和即將到來的權力平衡的“完美風暴”,同時仍要牢記可持續性。
人工智能驅動的數據中心的電力需求增加,加上可再生能源發電的間歇性,氣候變化導致的自然災害增加,電動汽車充電加入電網,以及日常生活的電氣化,正在給電力平衡帶來巨大壓力。在一個理想的世界里,電力消耗必須等于發電量才能達到平衡。然而,不完美的行為導致了電力的不平衡。
在理想的世界里,電力消耗應該與發電量相等,以達到平衡,但不完美的行為導致了電力的不平衡。
許多媒體文章得出結論,目前沒有足夠的電力來支持不斷增長的需求,我們需要更快地將可再生能源發電并網。
在世界上的一些地區,老舊的化石燃料發電廠正在重新投入使用,以填補可再生能源發電的空白。例如,路透社最近引用ERCOT需要滿足2023年至2024年夏季高峰需求增長6%的需求,可能依賴化石燃料來源,這可能會向環境增加7500萬噸的排放量。
對于數據中心運營商來說,通過人工智能需求來管理這種功耗是非常困難的。福布斯最近的一篇文章指出,由于人工智能的加速發展,到2030年,數據中心的耗電量預計將達到390TWh,占美國總耗電量的7.5%。但所有這些炒作對數據中心意味著什么呢?運營商必須為未來的未知情況做好準備,確保可靠性、安全性和可持續性,而不是等待法規的出臺。
福布斯表示,到2030年,數據中心的電力預計將達到390TWh,占美國總電力消耗的7.5%
除了適應更高效的電力硬件組件外,應對未知的準備還包括使用可靠且經過驗證的能源存儲技術,以滿足每個中心的備份要求,同時平衡可持續性與極端電力需求。
電池對于在沒有發電源的情況下保持數據中心的功能至關重要。幸運的是,今天有技術存在,而且更多的技術正在發展中,可以讓數據中心運營商安心。
一些大型超大規模數據中心使用的功率在20~100MW之間,單個服務器機架的功率輸出不斷增長,最高可達75-100kW。這種極端功率輸出產生的越來越多的熱量推動了液體冷卻系統的采用,以防止故障。
此外,高電力需求以及電力供應的波動可能導致潛在的限電或停電。經過驗證的電池技術對于管理這些電涌至關重要,能夠安全快速地(在30秒到15分鐘內)放電高水平的安培,從而在高峰需求間隔期間提供可靠的正常運行時間電源。
像閥控鉛酸(VRLA)和其他鎳基化學物質這樣的技術可以以最低的成本實現這一目標,同時又可靠且可持續。此外,能夠運行超過高功率放電(一小時以上)的電池可以使用能量存儲而不是電力存儲來彌合代溝。
由于公用事業電網的中斷可能變得更加頻繁和持續時間更長,因此這種能力至關重要。長壽命蓄電池可以減少對化石燃料發電機的依賴,節省燃料成本,減少排放。它們還提供環境效益和輔助電網交互服務,如批發發電轉售和需求能源響應(DER)。
隨著人工智能變得更加一體化,儲能容量和能量密度也必須擴大,以抵御“完美風暴”。
對于數據中心應用來說,曾經是陌生的概念,但在用于公用事業規模可再生能源的儲能系統(ESS)中被廣泛接受,現在正在全球范圍內成為現實。如今,具有循環能力的鋰離子電池和鉛碳電池等技術可以幫助解決這個問題。
隨著人工智能越來越多地融入日常生活和數字基礎設施,儲能容量和能量密度也必須擴大,以抵御“完美風暴”。根據美國能源信息署(EIA)2023年10月的報告,美國停電事件的系統平均中斷時間指數(SAIDI)從2013年的227.2分鐘增加到2022年的333.0分鐘,增長了46%。在未來的報告中,平均停機時間可能會繼續增加。
對電池制造領域不斷的創新感到鼓舞,并對這個行業在過去10年里的發展速度感到驚訝。鈉離子、固態鋰離子電池、鋰離子技術的硅添加劑、雙極鉛酸,甚至導電聚合物等技術。
如果電池行業可以幫助數據中心運營商確保備用發電,他們的重點就可以轉移到最有效地利用這些電力上。也許有一天,人工智能將準確地預測何時何地使用這種能力。未來可能比我們想象的更近。