تعزيز الاستخبارات: كيف يعمل تخزين الطاقة على تمكين ثورة الذكاء الاصطناعي

الصعود السريع للذكاء الاصطناعي (منظمة العفو الدولية) يؤثر على الصناعات في جميع أنحاء العالم. تعد تطبيقات مثل الذكاء الاصطناعي التوليدي وأنظمة التعلم الآلي المتقدمة بفرص اقتصادية، ولكنها تجلب أيضًا نموًا غير مسبوق في الطلب على الطاقة. أصبحت تلبية متطلبات الذكاء الاصطناعي من الكهرباء تحديًا كبيرًا لنظام الطاقة العالمي، بينما توفر أيضًا فرصة لتسريع الاستثمار في توليد الطاقة النظيفة., تقنيات الشبكة المتقدمة, وتخزين الطاقة.

فلوانس لديه أنتجت ورقة بيضاء مفصلة يوضح كيفية نشر أنظمة تخزين البطاريات لمواجهة هذا التحدي. يعد تخزين طاقة البطارية مناسبًا بشكل فريد لتلبية احتياجات الطاقة المركزة جغرافيًا والمتنامية بسرعة لتقنيات الذكاء الاصطناعي. من خلال توفير موثوقة, طاقة منخفضة الكربون ودعم استقرار الشبكة, أنظمة تخزين طاقة البطارية (بيس) على استعداد للعب دور مركزي في تشغيل الذكاء الاصطناعي مع تمكين عملية إزالة الكربون المستمرة من شبكات الكهرباء.

مراكز البيانات: في قلب تحدي الطاقة الذي يواجهه الذكاء الاصطناعي

يؤدي التأثير المتزايد للذكاء الاصطناعي إلى حدوث تغييرات تكنولوجية كبيرة, لكن متطلباتها الحسابية تمثل تحديًا كبيرًا بنفس القدر في مجال الطاقة. يمكن أن يستهلك تدريب نماذج الذكاء الاصطناعي الكبيرة مثل GPT-3 ما يصل إلى 1,300 ميجاوات من الكهرباء – وتستهلك مساعدة الذكاء الاصطناعي طاقة أكثر بعشر مرات من البحث القياسي على الإنترنت.

مراكز البيانات, العمود الفقري لعمليات الذكاء الاصطناعي, تشهد نموًا غير مسبوق لدعم هذه المطالب. تستضيف هذه المرافق البنية التحتية اللازمة لتطوير الذكاء الاصطناعي, تمرين, والنشر وتتوسع بمعدل هائل. وتشير تقديرات شركة ماكينزي إلى أن الطلب العالمي على الكهرباء في مراكز البيانات يمكن أن يزيد من 60 GW اليوم إلى ما يصل إلى 296 غيغاواط بواسطة 2030， بمعدلات نمو سنوية تصل إلى 27%.

إن تلبية هذا الطلب على الطاقة هو سباق مع الزمن. بينما تستغرق مشاريع التوليد واسعة النطاق سنوات حتى تصبح متاحة على الإنترنت, مراكز البيانات بحاجة إلى الطاقة الآن. البنية التحتية للشبكة في العديد من المناطق تتعرض بالفعل للضغط, تفاقم التحدي.

أثبت تخزين طاقة البطارية أنه حل محوري, معالجة الحاجة الفورية إلى موثوقة, طاقة منخفضة الكربون لدعم عمليات الذكاء الاصطناعي مع تعزيز مرونة الشبكة في المستقبل. من خلال دمج التخزين في استراتيجيات شراء الطاقة الخاصة بهم, يمكن لهذه الشركات تلبية متطلبات الذكاء الاصطناعي وتمهيد الطريق لأنظمة طاقة أنظف وأكثر استدامة.

يمكن أن يزيد الطلب العالمي على سعة مراكز البيانات بأكثر من ثلاثة أضعاف 2030

الطلب على سعة مركز البيانات, جيجاوات

ثلاثة سيناريوهات تظهر الانخفاض, منتصف, والتقديرات العليا للطلب, بناءً على تحليل اتجاهات اعتماد الذكاء الاصطناعي; النمو في شحنات أنواع مختلفة من الرقائق (الدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيقات, الرسومات, وحدات المعالجة, إلخ.) واستهلاك الطاقة المرتبطة بها; والحساب النموذجي, تخزين, واحتياجات الشبكات من أعباء عمل الذكاء الاصطناعي. يتم قياس الطلب من خلال استهلاك الطاقة ليعكس عدد الخوادم التي يمكن للمنشأة استيعابها. مصدر: نموذج الطلب على مركز بيانات ماكينزي

دور تخزين طاقة البطارية في تلبية الطلب على الذكاء الاصطناعي

مع ارتفاع الطلب على الكهرباء القائم على الذكاء الاصطناعي, تظهر أنظمة تخزين البطاريات كحل رئيسي. لا توفر هذه الأنظمة دعمًا حاسمًا لعمليات مركز البيانات فحسب، بل تلعب أيضًا دورًا مبتكرًا في تعزيز مرونة وكفاءة شبكة الكهرباء الأوسع. كما هو مفصل بمزيد من التعمق في ورقة عمل فلوينس, فيما يلي ثلاث حالات استخدام تسلط الضوء على كيفية وضع تخزين الطاقة بشكل مثالي لدفع ثورة الذكاء الاصطناعي:

1. حلول الطاقة في الموقع

يمكن نشر تخزين البطارية في مراكز البيانات أو بالقرب منها, يُشار إليه عادةً باسم "وراء العداد", ولكن لا يزال من الممكن القيام بذلك على نطاق المنفعة, توفير موثوقة, طاقة منخفضة الانبعاثات. يمكن أن يشكل تخزين الطاقة جزءًا من حل شبكة صغيرة أو مع مصدر توليد يقلل بشكل كبير من سعة الطاقة القصوى المطلوبة من الشبكة. وهذا يسمح لمراكز البيانات الجديدة المقترحة بالحصول على موافقة الربط البيني بطريقة أسرع وأقل تكلفة. في الأسواق التي بها عدد كبير من مراكز البيانات, يمكن أن يكون استخدام تخزين طاقة البطارية لتقليل احتياجات سعة الشبكة أحد أكثر الأدوات قيمة لتطوير مراكز البيانات الجديدة.  

كما تحل أنظمة التخزين محل مولدات الديزل بشكل متزايد في التطبيقات الاحتياطية. تعتبر مجموعات المولدات مكلفة في التشغيل وتنتج انبعاثات كثيفة. في تطبيقات النسخ الاحتياطي, يتيح تخزين البطارية وظائف متقدمة مثل تشكيل الشبكة والبدء باللون الأسود, السماح لمراكز البيانات بالعمل بشكل مستقل أثناء انقطاع الشبكة.

2. اتفاقيات شراء الطاقة المتجددة (اتفاقات الشراكة بين القطاعين العام والخاص) والمشاريع الهجينة

عندما يقترن بمصادر الطاقة المتجددة, يمكن لأنظمة بطاريات التخزين توفير طاقة نظيفة ثابتة للشركات الكبيرة, أجزاء مضمونة من اليوم, محتمل على مدار الساعة حسب مدة عمل البطارية والجيل المتجدد. الأهم من ذلك, يمكن أن يساعد تخزين البطارية في موقع مشترك في التغلب على تأخيرات التوصيل البيني للمشروع لطلبات الإنشاء, والتي تشكل عنق الزجاجة المستمر في شبكات الكهرباء على مستوى العالم.

3. دعم الشبكة والتحسين

ما وراء مشاريع مركز البيانات الفردية, التخزين يمكن أن يعزز شبكة الكهرباء. تعمل أنظمة التخزين الموضوعة بشكل استراتيجي على تخفيف الازدحام, تحسين البنية التحتية الحالية للإرسال, ويمكن أن تكون بمثابة أصول نقل افتراضية.

بسبب التخطيط للطوارئ لسلامة الشبكة وموثوقيتها, غالبًا ما تعمل شبكات النقل بأقل من طاقتها القصوى. يمكن أن يوفر تخزين طاقة البطارية وظيفة الطاقة الاحتياطية, تحرير خطوط النقل لاستيعاب الجيل الجديد من الطاقة المتجددة وخدمة الأحمال عالية الطلب, مثل مراكز البيانات.

اغتنام فرصة الطاقة التي يتيحها الذكاء الاصطناعي

تمثل دورة الاستثمار هذه تحديًا وفرصة كبيرة. يمكن أن يؤدي دمج تخزين طاقة البطارية في عمليات مركز البيانات ومشاريع الطاقة المتجددة إلى إطلاق العنان للمنظف, نظام طاقة أكثر مرونة. وتتجاوز هذه التقنيات تلبية الاحتياجات الفورية; أنها تعزز موثوقية الشبكة, انخفاض الانبعاثات, وخفض تكاليف الطاقة بالنسبة للمستهلكين.