Stockage solaire-plus-pour les centres de données : pas un simple changement

À mesure que les centres de données augmentent en taille et en complexité, il n’a jamais été aussi urgent de leur fournir une énergie fiable et bon marché. Gerhard Salge, directeur de la technologie (CTO) chez Hitachi Energy, une unité du conglomérat japonais Hitachi, a mis en lumière la relation entre les énergies renouvelables et les opérations des centres de données, notant que bien que techniquement réalisable, le succès nécessite une planification minutieuse, une infrastructure adéquate et une approche holistique.

"Quand nous regardons ce qui se passe dans les réseaux, les énergies renouvelables sont un élément actif du côté de la production d'électricité, et les centres de données sont un élément actif du côté de la demande", a déclaré Salge au magazine pv. "Ce dont vous avez besoin en plus, ce sont des dimensions de flexibilité, pour lesquelles nous avons besoin de stockage et d'un réseau qui peut également agir activement ici afin de rassembler tous ces éléments."

Selon Salge, la clé réside dans les réseaux actifs, et non dans les systèmes passifs qui réagissent simplement aux conditions. Avec davantage d'énergies renouvelables, des modèles de demande changeants, de nouveaux centres de distribution et des options de stockage telles que des batteries et des installations existantes telles que l'hydroélectricité pompée, il est crucial de coordonner activement ces ressources pour maintenir la sécurité de l'approvisionnement, la qualité de l'énergie et l'optimisation des coûts.

"Mais lorsque vous parlez de l'impact et de la corrélation entre les énergies renouvelables et les centres de données, vous devez toujours prendre en compte l'ensemble de la flexibilité d'un système électrique, de tous les éléments -côté demande, côté production, côté stockage et réseau actif entre les deux", a-t-il déclaré, soulignant que des réseaux faibles ou encombrés ne répondraient pas à cet objectif.

Centres de données IA
Salge a averti que tous les centres de données ne sont pas identiques. "Il existe des centres de données conventionnels et des centres de données IA", a-t-il déclaré. "Les centres de données conventionnels sont essentiellement des systèmes à charge élevée-avec quelques fluctuations en plus. Ils contiennent de nombreux processeurs gérant les requêtes-des moteurs de recherche ou d'autres applications-de sorte que la charge de travail est répartie de manière stochastique entre eux. Cela crée une charge de base avec des hauts et des bas aléatoires, ce qui est le modèle de charge typique d'un centre de données conventionnel."

En revanche, les charges de travail d’IA dépendent fortement des GPU ou des accélérateurs d’IA, qui consomment continuellement une quantité importante d’énergie. Contrairement aux centres de données conventionnels, les centres de données IA fonctionnent souvent avec une charge élevée et soutenue, parfois proche de leur capacité maximale pendant de longues périodes.

"Les centres de données IA sont particulièrement efficaces pour effectuer du calcul parallèle", a expliqué Salge. "Un grand nombre d'entre eux sont déclenchés simultanément par le même modèle de demande, ce qui crée des pics de haut en bas dans le profil de la demande, et ils surviennent en parallèle."

Ces fluctuations mettent à l’épreuve à la fois l’alimentation électrique et la qualité de tension et de fréquence du réseau connecté. "Vous devez donc transporter la puissance active d'un système de stockage d'énergie ou d'un supercondensateur vers la demande du centre de données IA. Et cela doit alors impliquer réellement le contrôle de la puissance active du centre de données. Ce dont vous avez besoin, c'est de l'interaction entre l'unité de stockage et le centre de données IA pour fournir de la puissance active ou pour l'absorber ensuite lorsque le pic diminue. Cela peut également être fait par un supercondensateur."

Les batteries peuvent stocker beaucoup plus d’énergie que les supercondensateurs, mais ces derniers peuvent stocker plus fréquemment de plus petites énergies. "Cependant, si vous installez une batterie plus petite que la charge et que vous avez vraiment besoin de faire fonctionner la batterie jusqu'à sa pleine capacité, la batterie ne survivra pas très longtemps avec votre centre de données, car la fréquence de ces rafales est si élevée, alors vous vieillissez la batterie très, très rapidement, oui, donc les supercondensateurs peuvent faire plus de cycles", a souligné Salge.

Il a également noté que les batteries et les supercondensateurs sont tous deux des technologies matures, mais que la configuration optimale-que ce soit l'un, l'autre ou une combinaison avec des condensateurs traditionnels-dépend de la taille de stockage, du nombre de racks, des niveaux de tension et de la conception globale du système.

Gérer les rafales de formation en IA

Salge a souligné l'importance de se conformer aux codes de réseau dans toutes les zones géographiques. "Vous devez devenir un bon citoyen du système électrique", a-t-il déclaré. "Vous devez collaborer avec les services publics locaux pour vous assurer de ne pas enfreindre les codes du réseau et de ne pas perturber le retour du centre de données dans le réseau. Un bon moyen d'y parvenir, lorsque les énergies renouvelables et les centres de données sont colocalisés-, est de gérer l'approvisionnement en énergie renouvelable déjà à l'intérieur du territoire du centre de données. De plus, avoir un réseau développé adapté à l'avenir- est un avantage évident. Parce que vous disposez de beaucoup plus de ces éléments de flexibilité et d'éléments actifs pour gérer le stockage et l'intégration des énergies renouvelables, et pour gérer les charges dynamiques. des centres de données."

Si le réseau n'est pas adapté à l'avenir-avec des équipements modernes et opérationnels, les opérateurs seront confrontés à beaucoup plus de stress. "Avec une planification globale, vous pouvez même utiliser une partie de la flexibilité du centre de données comme une fonctionnalité contrôlable et répondant à la demande", a déclaré Salge, ajoutant que les opérateurs de centres de données pourraient coordonner les rafales de formation de l'IA sur les périodes où le système électrique a plus de capacité disponible. Cela fait du centre de données une demande prévisible et contrôlable, mettant le réseau à rude épreuve uniquement lorsqu'il est préparé.

"En conclusion, concernant la faisabilité technique : oui, c'est possible, mais cela nécessite la bonne configuration", a déclaré Salge.

Faisabilité économique
Sur le plan économique, Salge estime que l'énergie solaire et éolienne restent les sources d'énergie les moins chères, même en tenant compte de la flexibilité du réseau nécessaire pour les intégrer aux centres de données. Le solaire est le plus rapide à déployer, l’éolien le complète bien et les deux peuvent être développés en parallèle.

« Toute augmentation de la demande dans les centres de données nécessite des investissements, qu'ils proviennent d'énergies renouvelables ou d'énergie conventionnelle. L'économie dépend du marché, et les mécanismes de marché, les réglementations et la planification technique du réseau sont interconnectés, influençant le flux d'énergie, les prix et la stabilité du système », a-t-il déclaré.

"Nous recommandons aux développeurs de travailler avec toutes les parties prenantes-les services publics, les fournisseurs de technologie et les planificateurs-dès le début pour garantir la fiabilité, l'abordabilité et l'acceptation sociale. La planification globale évite les solutions réactives et conduit à de meilleurs résultats-à long terme", a conclu Salge.