مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي: طفرة بطاريات متوقعة
تُعاد شحن مسألة البنية التحتية لتزويد مراكز البيانات بالطاقة. لم يعد الأمر يتعلق فقط بتوافر الكهرباء، بل بتوفيرها بشكل مستقر وسريع ومحلي، خاصة عندما تقوم مراكز البيانات بتشغيل أحمال عالية على المدى القصير. يتشابك تطوران هنا: التوسع العالمي لمراكز البيانات، بما في ذلك أعباء الذكاء الاصطناعي، وإصلاحات سوق الكهرباء التي تجعل مخازن الطاقة جذابة اقتصاديًا.
المصدر: تصوير خاص
مقدمة
يتزايد الطلب على مراكز البيانات، وخاصة بسبب KI-Workloads, ، مما يؤدي إلى إعادة تقييم البنية التحتية للطاقة. لا تكمن التحديات فقط في كمية الكهرباء المطلوبة، بل في القدرة على توفيرها بشكل مستقر وسريع ومحلي. يحدث هذا في وقت تجعل إصلاحات سوق الكهرباء مخازن الطاقة جذابة اقتصاديًا.
الحاجة إلى مخازن الطاقة
لا تنمو مراكز البيانات بشكل متساوٍ، بل تتركز في عدد قليل من العقد. هناك، يصبح توسيع الشبكة عنق الزجاجة. تتوقع وكالة الطاقة الدولية (IEA), أن يرتفع الاستهلاك العالمي للكهرباء لمراكز البيانات إلى حوالي 945 تيراواط ساعة بحلول عام 2030، وهو ما يمثل ضعف ما هو عليه اليوم. هذه الزيادة خطيرة لأنها تحدث بشكل مركّز محليًا وتضع الشبكات عند حدود اتصالها. في أوروبا، يتم وصف مشكلة مماثلة: غالبًا ما يصطدم عبء مراكز البيانات المتزايد بنقص القدرة الصافية المتاحة، مما يزيد من تعقيد تخطيط النظام. تقدم فرجينيا مثالًا ملموسًا، والذي يصفه دومينيون إنرجي بأنه أكبر سوق لمراكز البيانات في العالم ، حيث يدفع العملاء الكبار الأفراد الطلب بقوة. بالنسبة لمشغلي الشبكات، يعد هذا إدارة للمخاطر. تصف NERC "الأحمال الكبيرة الناشئة", ، بما في ذلك مراكز البيانات، كتحدٍ جديد للتخطيط وعمليات الاتصال واستقرار النظام. بمجرد أن يصبح الحمل كبيرًا بما يكفي للتأثير على ديناميكيات الشبكة، تصبح المخازن مثيرة للاهتمام. فهي لا تعمل فقط كإضافة، بل كأداة لتقليل الذروات، وتنعيم التحولات، وكسب الوقت في حالة حدوث اضطراب.
المصدر: tycorun.com
الجوع للطاقة لمراكز بيانات الذكاء الاصطناعي يدفع الطلب على مخازن البطاريات عالية الأداء إلى الارتفاع.
البطاريات في مركز البيانات
تقليديًا، تعمل البطاريات في مركز البيانات كـ USV-Systeme, ، التي تقوم بتخزين الكهرباء على المدى القصير حتى تتولى المولدات. ما يتغير هو المقياس ومنطق الاستخدام. يستبدل المشغلون بشكل متزايد بطاريات الرصاص الحمضية VRLA بحلول أيون الليثيوم، لأنها توفر عمرًا أطول، واستهلاكًا أقل للمساحة، وصيانة أقل، وتتوافق بشكل أفضل مع إلكترونيات الطاقة الحديثة. إن انتشار بطاريات UPS المصنوعة من أيون الليثيوم في مراكز البيانات هو واقع، وكذلك Uptime Institute bestätigt. الخطوة الثانية الحاسمة هي أن تصبح أنظمة البطاريات "تفاعلية مع الشبكة". تصف Microsoft تجاربها الخاصة، حيث تُقدم بطاريات UPS خدمات دعم الشبكة في التشغيل العادي. مفترضًا. هذا ممكن تقنياً: Eaton beschreibt, ، كيف يمكن لنظام UPS الحديث مع وحدات تحكم مناسبة التحكم في طاقة البطارية بالتوازي مع الشبكة، بما في ذلك الاستجابة للطلب، دون فصل مركز البيانات عن الشبكة. وكذلك يقدم مقدمو الخدمات المشتركة مثل Digital Realty und Enel X يسعون إلى استخدام بطاريات UPS المدمجة لخدمات موازنة الشبكة. يحدث هذا لأن ذروات الحمل وقيود الشبكة تعمل في الحياة اليومية كمشكلة توافر ثانية. لا تقتصر التكاليف على الأعطال فقط، بل تشمل أيضًا قيود القدرة، وشروط الاتصال، ورسوم الطاقة الذروة المكلفة التي تكون محسوسة اقتصاديًا.
المصدر: takomabattery.com
تدمج مراكز البيانات الحديثة البطاريات مباشرة في رفوف الخوادم لضمان إمداد طاقة غير منقطع.
دور الصين
Reuters beschreibt den aktuellen Schub in China كمزيج من بناء مراكز البيانات العالمية وإصلاح سوق الكهرباء الذي يجعل تخزين الطاقة مربحًا. يمكن للشركات الصينية زيادة شحناتها العالمية من خلايا أيون الليثيوم لمخازن الطاقة الثابتة بنسبة 75٪ بحلول عام 2025. بحلول عام 2025، تكون الصين قد صدرت بالفعل أكثر من 65 مليار دولار أمريكي من البطاريات لمخازن الطاقة والمركبات الكهربائية. بالتوازي مع ذلك، تلحق الصين بالركب حكوميًا: أفادت الحكومة الصينية عن خطة من NDRC و NEA تهدف إلى تحقيق أكثر من 180 مليون كيلوواط من "تخزين الطاقة من النوع الجديد" بحلول عام 2027، ومن المتوقع أن تحفز استثمارات المشروع بحوالي 250 مليار يوان. Reuters hat diese Zielgröße ebenfalls aufgegriffen. لا تعزز الإصلاحات القدرة فحسب، بل تغير أيضًا منطق السوق. من المتوقع أن تعتمد مشاريع الطاقة الجديدة بشكل أكبر على المزادات الموجهة نحو السوق بدلاً من شروط الشراء الثابتة، مما يزيد من ساعات تشغيل المخازن. تصف معهد روكي ماونتن, أن المعاملات الموجهة نحو السوق في سوق الكهرباء تتوسع، وبالتالي تزداد تقلبات الأسعار والمتطلبات الجديدة للمرونة. تبيع المخازن هذه المرونة بالضبط - احتياطي الدقائق، دعم التردد، تخفيف الذروة، تحويل فائض الطاقة الشمسية. وهكذا، يلتقي إصلاح السوق بواقع مراكز البيانات.
تطورات جانب الشبكة
الضغط لا يأتي فقط من الذكاء الاصطناعي. تشير IEA erwartet, إلى أن الطلب العالمي على الكهرباء سينمو بمتوسط 3.3٪ في عام 2025 و 3.7٪ في عام 2026، مع ذكر مراكز البيانات بشكل صريح كمحرك. بالنسبة للولايات المتحدة، فإن EIA den Speicherausbau greifbar: 2024 شهد إضافة 10.3 جيجاوات من مخازن البطاريات الجديدة على نطاق المرافق، ولعام 2025، تتوقع EIA إضافة 18.2 جيجاوات من سعة تخزين البطاريات - عام قياسي. تقدر نفس الوكالة سعة تخزين البطاريات المجمعة على نطاق المرافق في الولايات المتحدة بنهاية عام 2024 بأكثر من 26 GW. تصف هذه الأرقام "طبقة أساسية" جديدة للشبكة: الطاقة المتجددة متقلبة، والشبكات تتقادم، والأحمال الكبيرة تنمو محليًا - وتصبح البطاريات أسرع خيار مرونة يمكن نشره، إذا سمح التصريح والاتصال بذلك. يوضح مثال أيرلندا إلى أي مدى أصبحت قواعد الاتصال تقنية سياسية: أصدرت هيئة التنظيم CRU "Large Energy Users Connection Policy" ، والتي تعيد تنظيم مسار اتصالات مراكز البيانات. توضح الملخصات القانونية أنه بحلول 31 مارس 2026 على أبعد تقدير، يجب نشر العمليات والحد الأدنى من المتطلبات، بما في ذلك الأداء/التوافر المتوقع للتوليد أو التخزين لدى المتقدمين. هذه هي النقطة التي تلتقي فيها "مقياس الشبكة" و "خلف العداد": يمكن أن يكون المخزن إما في الشبكة، أو في المحطة الفرعية، بجوار محطة الطاقة الشمسية - أو مباشرة بجوار تكنولوجيا المعلومات، مع قواعد يمكن أن تجعله شرطًا للاتصال.
المصدر: techzeitgeist.de
تلعب مخازن البطاريات الكبيرة دورًا حاسمًا في استقرار شبكة الكهرباء ودمج الطاقة المتجددة لتلبية الطلب المتزايد على الطاقة لمراكز البيانات.
تداعيات عملية
من يخطط لمركز بيانات اليوم، يخطط للكهرباء كمسألة موقع ثانية، مع عقود وتقنيات وشهادات أمان كانت تعتبر "رائعة" قبل بضع سنوات. على جانب الشراء، يرى المرء المزيد من الطاقة الشمسية المتصلة بالبطاريات، لأن البطاريات يمكن أن تحسن اقتصاديات المشروع وتوافق الشبكة. Amazon nennt zum Beispiel Projekte, ، التي تقترن الطاقة الشمسية بمخازن البطاريات، وتقدر حجم هذه المشاريع المشتركة بحوالي 1.5 جيجاوات من سعة تخزين البطاريات عبر عشرة مشاريع. على جانب التشغيل، يصبح "التفاعل مع الشبكة" أكثر واقعية بمجرد أن يقوم المزودون بتشغيل بطارياتهم بشكل متوافق مع اللوائح وآمن. UL beschreibt UL 9540A كطريقة اختبار تم تطويرها لمواصفات السلامة من الحرائق ومتطلبات البناء لأنظمة تخزين طاقة البطاريات (BESS). NFPA beschreibt NFPA 855 كمعيار لتركيب أنظمة تخزين الطاقة الثابتة وكإطار للتخفيف من المخاطر. هذا يجعل التخزين ليس مجرد مسألة كيلوواط ساعة وميجاوات، بل مسألة مسافات، وفواصل الحريق، والكشف، ومفاهيم الإطفاء، وإثباتات - أي من نوع "الأعمال الورقية" التي تسرع المشاريع أو توقفها في الواقع. لا تنشأ طفرة البطاريات لأن البطاريات "رائعة"، بل لأن الشبكات والأسواق وميزانيات مراكز البيانات تدفع في نفس الاتجاه في نفس الوقت.