데이터 센터를 위한 태양광{0}}+-스토리지: 단순한 스위치가 아닙니다

데이터 센터의 규모와 복잡성이 증가함에 따라 저렴하고 안정적인 전력을 공급하는 것이 그 어느 때보다 시급해졌습니다. 일본 대기업 Hitachi의 계열사인 Hitachi Energy의 최고 기술 책임자(CTO)인 Gerhard Salge는 재생 가능 에너지와 데이터 센터 운영 간의 관계를 조명하면서 기술적으로는 가능하지만 성공하려면 신중한 계획, 올바른 인프라 및 전체적인 접근 방식이 필요하다고 지적했습니다.

Salge는 pv 매거진과의 인터뷰에서 "그리드에서 무슨 일이 일어나고 있는지 살펴보면 재생 가능 에너지는 발전 측면에서 활발한 요소이고, 데이터 센터는 수요 측면에서 활발한 요소"라고 말했습니다. "추가로 필요한 것은 유연성의 차원입니다. 이를 위해서는 이러한 모든 요소를 ​​하나로 모으기 위해 여기에서도 적극적으로 작동할 수 있는 스토리지와 그리드가 필요합니다."

Salge에 따르면 핵심은 단순히 조건에 반응하는 수동 시스템이 아니라 능동 그리드입니다. 더 많은 재생 가능 에너지, 변화하는 수요 패턴, 새로운 로드 센터, 배터리와 같은 저장 옵션 및 양수와 같은 기존 시설을 통해 이러한 자원을 적극적으로 조정하여 공급 보안, 전력 품질 및 비용 최적화를 유지하는 것이 중요합니다.

"그러나 재생 가능 에너지와 데이터 센터 사이의 영향과 상관 관계에 대해 이야기할 때는 수요 측면, 발전 측면, 저장 측면 및 활성 그리드 사이의 모든 요소-를 포함하는 전력 시스템의 유연성 전체 범위를 항상 고려해야 합니다."라고 그는 말하면서 약하거나 혼잡한 그리드는 이러한 목적을 달성할 수 없다는 점을 지적했습니다.

AI 데이터 센터
Salge는 모든 데이터 센터가 동일하지는 않다고 경고했습니다. 그는 “기존 데이터센터와 AI 데이터센터가 있다”고 말했다. "기존 데이터 센터는 본질적으로 약간의 변동이 있는 고{2}}부하 시스템입니다. 여기에는 검색 엔진이나 기타 애플리케이션의 요청을 처리하는 많은 프로세서가 포함되어 있습니다.-따라서- 작업 부하가 확률적으로 분산됩니다. 이로 인해 무작위 기복이 있는 기준 부하가 생성되는데, 이는 기존 데이터 센터의 일반적인 부하 패턴입니다."

반면 AI 워크로드는 지속적으로 상당한 전력을 소비하는 GPU 또는 AI 가속기에 크게 의존합니다. 기존 데이터 센터와 달리 AI 데이터 센터는 지속적으로 높은 부하로 실행되는 경우가 많으며 때로는 장기간 동안 최대 용량에 근접하기도 합니다.

"AI 데이터 센터는 특히 병렬 컴퓨팅을 수행하는 데 능숙합니다."라고 Salge는 설명했습니다. "너무나 많은 수가 동시에 동일한 수요 패턴으로 촉발되어 수요 프로필의 급등과 하락을 일으키고 완전히 병행하게 됩니다."

이러한 변동은 연결된 그리드의 전원 공급 장치와 전압 및 주파수 품질 모두에 영향을 미칩니다. "따라서 에너지 저장 시스템이나 슈퍼커패시터에서 AI 데이터 센터의 수요로 유효 전력을 전송해야 합니다. 그리고 여기에는 실제로 데이터 센터의 유효 전력을 제어해야 합니다. 필요한 것은 유효 전력을 제공하거나 나중에 피크가 내려갈 때 이를 흡수하기 위한 저장 장치와 AI 데이터 센터 간의 상호 작용입니다. 이는 슈퍼커패시터로도 수행할 수 있습니다."

배터리는 슈퍼커패시터보다 훨씬 더 많은 에너지를 저장할 수 있지만 슈퍼커패시터는 더 작은 에너지를 더 자주 저장할 수 있습니다. "그러나 부하보다 작은 배터리를 장착하고 실제로 배터리를 전체 용량까지 순환해야 하는 경우 배터리는 데이터 센터에서 오래 지속되지 않습니다. 이러한 버스트 빈도가 너무 높기 때문에 배터리가 매우 빠르게 노화되므로 슈퍼커패시터는 더 많은 사이클을 수행할 수 있습니다."라고 Salge는 강조했습니다.

그는 또한 배터리와 슈퍼 커패시터는 모두 성숙한 기술이지만 최적의 설정은{0}}둘 중 하나인지 기존 커패시터와의 조합인지-저장 크기, 랙 수, 전압 수준 및 전반적인 시스템 설계에 따라 다르다고 언급했습니다.

AI 훈련 버스트 관리

Salge는 여러 지역에 걸쳐 그리드 코드를 준수하는 것이 중요하다고 강조했습니다. “전력 시스템에 대해 좋은 시민이 되어야 한다”고 그는 말했다. "그리드 코드를 위반하지 않고 데이터 센터를 그리드로 다시 연결하는 데 방해가 되지 않도록 지역 유틸리티와 협력해야 합니다. 이를 위한 좋은 방법은 재생 가능 에너지와 데이터 센터가 같은 위치에 있을 때 이미 데이터 센터 영역 내에 재생 가능 에너지 공급을 관리하는 것입니다. 더욱이 미래에 적합한 개발 그리드를 갖는 것은 분명한 이점입니다. 이러한 유연성 요소와 활성 요소를 훨씬 더 많이 사용하여 저장 및 재생 가능 통합을 관리하고 동적 부하를 관리할 수 있기 때문입니다. 데이터 센터의."

그리드가 미래에 -현재 활발하게 작동하는 장비에 적합하지 않다면 운영자는 훨씬 더 많은 스트레스를 받게 될 것입니다. Salge는 "전체적인 계획을 사용하면 데이터 센터 유연성 중 일부를 제어 가능하고 수요 대응 기능으로 사용할 수도 있습니다."라고 Salge는 말했습니다. 또한 데이터 센터 운영자는 전력 시스템의 가용 용량이 더 많은 기간에 AI 훈련 버스트를 조정할 수 있다고 덧붙였습니다. 이로 인해 데이터 센터는 예측 가능하고 제어 가능한 수요가 되며, 준비된 경우에만 그리드에 스트레스를 줍니다.

"결론적으로 기술적 타당성에 관해 말하자면 가능합니다. 하지만 올바른 구성이 필요합니다"라고 Salge는 말했습니다.

경제성
경제성 측면에서 Salge는 태양열과 풍력이 데이터 센터와 통합하는 데 필요한 그리드 유연성을 고려하더라도 여전히 가장 저렴한 전력원으로 남아 있다고 믿습니다. 태양광은 배치가 가장 빠르고, 풍력은 이를 잘 보완하며, 두 가지 모두 병렬로 확장할 수 있습니다.

"데이터 센터 수요가 증가하려면 재생 가능 에너지든 기존 전력이든 투자가 필요합니다. 경제는 시장에 따라 다르며 시장 메커니즘, 규정 및 기술 그리드 계획이 상호 연결되어 에너지 흐름, 가격 책정 및 시스템 안정성에 영향을 미칩니다."라고 그는 말했습니다.

"신뢰성, 경제성, 사회적 수용을 보장하기 위해 개발자는 처음부터 모든 이해관계자-공익사업, 기술 제공업체, 기획자-와 협력하여 신뢰성, 경제성 및 사회적 수용을 보장할 것을 권장합니다. 전체론적 계획은 대응적 수정을 피하고 더 나은 장기적 결과로 이어진다"고 Salge는 결론지었습니다.