Πώς οι μπαταρίες περνούν από τον ρόλο του εφεδρικού UPS σε ενεργό εργαλείο εξομάλυνσης των φορτίων AI και υποστήριξης του ηλεκτρικού δικτύου
Σχετικά Άρθρα
Data centers: «Ξεκαθαρίζει» η ουρά των αιτημάτων των 6-7 GW - Μπαίνουν με αυστηρά φίλτρα για τους επενδυτές
Η εκρηκτική ανάπτυξη της τεχνητής νοημοσύνης φέρνει ένα νέο πρόβλημα στην ηλεκτροδότηση των data centers: δεν αυξάνεται μόνο η συνολική κατανάλωση, αλλά και η ταχύτητα με την οποία μεταβάλλεται το φορτίο. Όπως αναφέρεται σε νέα μελέτη των Arian Azizi, Samaneh Morovati και συνεργατών, που δημοσιεύθηκε στο International Journal of Electrical Power & Energy Systems με τίτλο “Strengthening Data Center Operations Using Grid-Forming Battery Energy Storage as a Line-Interactive Uninterruptible Power Supply”, οι GPUs μπορούν να προκαλούν απότομες μεταβολές ισχύος σε χρονικό διάστημα μόλις λίγων milliseconds, δημιουργώντας νέες απαιτήσεις για το δίκτυο.
Από το UPS στο «έξυπνο» ενεργειακό buffer
Στα παραδοσιακά data centers, το UPS έχει κυρίως έναν σκοπό: να διατηρεί την τροφοδοσία των κρίσιμων φορτίων όταν παρουσιαστεί διακοπή ή σοβαρή διαταραχή στο δίκτυο.
Στα AI data centers, όμως, η μπαταρία μπορεί να αποκτήσει πολύ πιο ενεργό ρόλο.
Ένα GFM-BESS μπορεί να αντιλαμβάνεται τις απότομες μεταβολές του φορτίου και να αυξάνει ή να μειώνει πολύ γρήγορα την ισχύ που παρέχει. Με αυτόν τον τρόπο, ένα μεγάλο μέρος των απότομων μεταβολών που προκαλούν οι GPUs δεν φτάνει αυτούσιο στο ηλεκτρικό δίκτυο.
Η μπαταρία λειτουργεί έτσι σαν ένα ηλεκτρικό αμορτισέρ ανάμεσα στο data center και το δίκτυο.
Το πλεονέκτημα του grid-forming inverter είναι ότι δεν περιορίζεται στο να «ακολουθεί» την τάση και τη συχνότητα του δικτύου. Μπορεί να ρυθμίζει ενεργά την τάση και τη συχνότητα στο σημείο που τροφοδοτεί το data center, παρέχοντας γρήγορη απόκριση σε μεταβολές του φορτίου.
Το κρίσιμο στοιχείο είναι ο inverter
Η μελέτη δεν αφορά απλώς την εγκατάσταση περισσότερων μπαταριών. Κεντρικό ρόλο έχει ο συνδυασμός BESS, grid-forming inverter και series line reactor.
Ο reactor αυξάνει την ηλεκτρική αντίσταση μεταξύ του δικτύου και του data center, με αποτέλεσμα οι πολύ γρήγορες μεταβολές φορτίου να «κατευθύνονται» σε μεγαλύτερο βαθμό προς το BESS αντί να μεταφέρονται απευθείας στο δίκτυο.
Το BESS μπορεί παράλληλα να χρησιμοποιεί τεχνικές όπως virtual impedance, frequency droop και synthetic inertia, ώστε να ανταποκρίνεται σε απότομες αλλαγές ισχύος.
Στην κανονική λειτουργία, το data center συνεχίζει να τροφοδοτείται από το δίκτυο, ενώ το BESS εξομαλύνει τις μεταβολές και παρέχει υποστήριξη τάσης και ισχύος. Σε περίπτωση σοβαρής διαταραχής, το σύστημα μπορεί να περάσει σε island mode, αναλαμβάνοντας την τροφοδοσία του data center.
Τα αποτελέσματα των ηλεκτρομαγνητικών προσομοιώσεων της μελέτης δείχνουν σημαντική εξασθένηση των γρήγορων μεταβολών ισχύος, ενώ κατά τη μετάβαση από τη διασυνδεδεμένη στη νησιδοποιημένη λειτουργία η τάση του φορτίου παραμένει εντός των ορίων που απαιτούνται για τον ευαίσθητο εξοπλισμό πληροφορικής.
Η σημασία της προσέγγισης βρίσκεται επομένως στο ότι μία υποδομή αποθήκευσης μπορεί να κάνει περισσότερα από το να περιμένει μια διακοπή ρεύματος.
Μπορεί να λειτουργεί ταυτόχρονα ως UPS, ως μηχανισμός εξομάλυνσης των AI φορτίων και ως εργαλείο υποστήριξης του ηλεκτρικού δικτύου.
Καθώς τα AI data centers εξελίσσονται σε φορτία εκατοντάδων MW και, σε ορισμένες περιπτώσεις, κλίμακας GW, αυτή η αλλαγή σχεδιασμού μπορεί να καταστήσει την αποθήκευση ενέργειας όχι απλώς εφεδρικό εξοπλισμό, αλλά βασικό μέρος της ίδιας της ηλεκτρικής αρχιτεκτονικής του data center.
www.worldenergynews.gr
