باتری‌ های بزرگ در مرکز داده می‌تواند جایگزین نیروگاه ها شود

در پارکینگ دیتاسنتر مایکروسافت در ویرجینیای جنوبی، کانتینری قرار گرفته که آزمایش های مهمی در آن انجام می‌شود. پیشرفته‌ترین تلاش‌های آمریکا برای تولید انرژی‌های پاک می‌تواند در اینجا رقم بخورد. گروهی از مهندس‌ها در این محل جمع شده‌اند تا مجموعه‌ای از آزمایش‌ها را برای شبیه‌سازی برهم‌کنش بین دیتاسنتر و اپراتور شبکه انجام دهند. آن‌ها می‌خواهند به این پرسش پاسخ دهند: آیا سیستم‌های باتری عظیم در مراکز داده می‌توانند به اپراتورهای شبکه کمک کنند تا قطعی‌های کوچک و افت بار تقاضای برق را در طول روز جبران کنند؟

این کار، پژوهشی فنی و خسته‌کننده است؛ اما کاربردهای آن برای سامانه‌ی تولید الکتریسیته بسیار گسترده خواهد بود. اگر آنها موفق شوند، شرکت‌های تولید برق نیازی به ساخت نیروگاه‌های گاز طبیعی جدید نخواهند داشت. فراهم کردن الکتریسیته موردنیاز دیتاسنترها با کمک انرژی باد و خورشید امکان‌پذیر خواهد شد. مهندسان مایکروسافت حتی به تجدیدنظر در راه‌های خرید و فروش برق فکر می‌کنند.

شون جیمز، سرپرست پژوهش‌های انرژی مایکروسافت می‌گوید:

 در آینده شما یک دیتاسنتر یا نیروگاه برق نخواهید داشت بلکه چیزی حد واسط، به‌عنوان مثال یک نیروگاه دیتا در اختیار خواهید داشت. در این حالت این نیروگاه دیتا نه تنها باری اضافه بر شبکه نخواهد بود بلکه به تامین‌کننده‌ی آن بدل می‌شود. ما محاسبات بسیاری را انجام می‌دهیم و با شرکای زیادی همکاری می‌کنیم تا همه‌چیز به‌درستی پیش رود؛ اما به‌واقعیت پیوستن این ایده، لحظه‌ای بسیار خاص برای ما خواهد بود.

در سالهای اخیر شرکت‌های فناوری به انرژی‌هایروی آورده‌اند و قراردادهای طولانی‌مدت با پروژه‌های بادی و خورشیدی بسته‌اند تا نشر کربن دی‌اکسید مرتبط با مصرف الکتریسیته خود را جبران کنند؛ اما بسیاری از شرکت‌هایی که صرفا جبران نشر کربن دی‌اکسید برایشان کافی نیست، به چالش تولید مستقیم انرژی موردنیاز عملیات‌هایشان از خورشید و باد روی آورده‌اند.

شون جیمز، سرپرست پژوهش‌های انرژی مایکروسافت

سال گذشته گوگل اعلام کرد که همه‌ی نشر کربن دی‌اکسید خود را با تولید انرژی تجدیدپذیر جبران کرده است و قصد دارد تا مصرف الکتریسیته خود را با تولید انرژی تجدیدپذیر همگام‌سازی کند.

یکی از مشخصه‌های این ابتکار، ایجاد پروژه‌های انرژی تجدیدپذیر در مناطق استقرار گوگل است؛ اقدامی که به‌طوری موثر سبب تامین پاک برق منطقه می‌شود. این کار تغییری عمده برای گوگل است؛ چراکه گوگل پیش از این بر پروژه‌هایی در مناطق بادخیز مانند دشت‌های بزرگ و شمال اروپا تمرکز داشت تا نشر کربن دی‌اکسید خود در دیگر مناطق جهان را جبران کند.

آمازون و مایکروسافت نیز اقدامات مشابهی انجام داده‌اند. آمازون نخستین پروژه‌ی انرژی بادی شمال کارولینا را راه‌اندازی کرد و مایکروسافت قراردادی امضا کرده است تا به توسعه‌ی یک مزرعه خورشیدی ۵۰۰ مگاواتی در ویرجینیا کمک کند. این قرارداد، بزرگ‌ترین خرید خورشیدی است. حتی سامسونگ نیز قصد دارد تا سال 2020 در دفترهای خود از انرژی تجدیدپذیر استفاده کند.

شرکت PJM Interconnection، الکتریسیته منطقه‌ای شامل ۱۳ ایالت، از کارولینای شمالی تا ایلینویز را تامین می‌کند. اندرو لویت، استراتژیست ارشد بازار این شرکت می‌گوید:

چنین خریدهایی بسیار سریع‌تر از آن چه که از دست ما (شرکت PJM Interconnection) برمی‌آمد، به توسعه‌ی انرژی تجدیدپذیر کمک می‌کنند. شرکت‌ها به‌صورت روزافزون به‌دنبال تطبیق ساعت‌به‌ساعت مصرف خود هستند.

شرکت‌های فناوری، بزرگ‌ترین خریداران الکتریسیته هستند. گوگل، مصرف جهانی انرژی خود را با مصرف شهر سان فرانسیسکو برابر می‌داند. طبق آمار شرکت دامینیان انرژی، نیروگاه محلی بویتون، مصرف الکتریسیته‌ی تاسیسات مایکروسافت در این شهر، ۲۴ درصد در سال گذشته افزایش یافته است. دامینیان انرژی تخمین می‌زند که تقاضای کلی الکتریسیته‌ی دیتاسنتر ویرجینیا نسبت به سال گذشته، ۱۸ درصد افزایش خواهد یافت.

افزایش شدید مصرف برق یکی از دلایلی است که شرکت‌های فناوری به انرژی‌های تجدیدپذیر روی آورده‌اند. انرژی باد و خورشید دو فایده‌ی عمده برای این شرکت‌ها دارند: انرژی‌های تجدیدپذیر به شرکت‌ها کمک می‌کنند تا به اهداف خود در پایداری خدمات دست یافته و در عین حال، به قیمت نفت وابسته نیستند. انرژی‌های بادی و خورشیدی هزینه‌های سوخت ندارند که بدین معنا است شرکت‌ها می‌توانند از قطعیت قیمت در بازه‌ی زمانی طولانی‌مدت اطمینان داشته باشند.

سوال اساسی برای مایکروسافت این است که آیا باتری‌های یک مرکز داده می‌توانند هم نقش پشتیبانی خود را ایفا کرده و در عین حال، بخشی از بار شبکه را تامین کنند؟

برندون میدو، از مدیران ارشد برنامه‌ریزی برای توزیع انرژی در مایکروسافت، سیستم را به نوعی دارایی مهجورمانده تشبیه می‌کند؛ منبعی ارزشمند که به‌ندرت استفاده می‌شود. میدو می‌گوید که شرکت در تلاش است تا ضمن به‌دست آوردن ارزش بیشتری از سرمایه خود، به اهداف انرژی پاک خود دست پیدا کند:

ما به منبع‌های پشتیبان خود که در دیتاسنترها نصب کرده‌ایم، نگاه می‌کنیم و می‌پرسیم: چه کاری می‌توان انجام داد تا این دارایی‌های استفاده‌نشده، به منبعی برای شبکه‌ی برق و به‌خصوص یکپارچه‌سازی و تعادل انرژی‌های تجدیدپذیر تبدیل شوند؟

این باتری‌ها به‌دلیل انعطاف‌پذیری خود، گزینه‌ای جذاب برای بخش برق هستند. برخلاف نیروگاه‌های گاز طبیعی که تزریق برق به شبکه را با تاخیر انجام می‌دهند، باتری چنین فرایندی را به‌سرعت انجام می‌دهد. به همین دلیل، این باتری‌ها منبعی ارزشمند در جبران کمبودهای ناگهانی منبع‌های تولید برق محسوب می‌شوند.

از سوی دیگر، این باتری‌ها بخشی از پازل وارد کردن انرژی‌های تجدیدپذیر بیشتر به شبکه برق هستند. به‌عنوان مثال، اگر ابر بخشی از تاسیسات خورشیدی را بپوشاند، باتری‌ها سریعا به شبکه متصل شده و کمبود الکتریسیته را جبران می‌کنند.

به همین دلیل است که باتری‌های دیتاسنترها برای این کاربری این چنینی مناسب هستند.

کایل هریسون، ناظر استراتژی انرژی شرکت در Bloomberg New Energy Finance می‌گوید:

من فکر می‌کنم که این باتری‌ها با کاربردی‌تر شدن انرژی‌های تجدیدپذیر، شبکه‌ی پایدارتری فراهم می‌کند. این شرکت‌ها نشان می‌دهند که درکی عمیق از بازار انرژی دارند؛ اما آن‌ها می‌خواهند ضمن حفظ انعطاف‌پذیری، امنیت و عوامل دیگر، شبکه‌ی الکتریسیته پاک‌تری فراهم کنند.

این طرح برای مایکروسافت مزایای اقتصادی قابل‌توجهی دارد. پژوهشگران دانشگاه واشنگتن، یکی از دیتاسنترهای مایکروسافت را به‌منظور سنجش توانایی عملکرد دو منظوره‌ی باتری‌ها، هم به‌عنوان پشتیبان دیتاسنتر و هم به‌عنوان بخشی از شبکه تامین الکتریسیته، بررسی کردند.

آن‌ها نتیجه گرفتند که مایکروسافت با کاهش مصرف انرژی خود در ساعات پیک مصرف برق می‌تواند هزینه‌های الکتریسیته خود را به میزان ۱۱ درصد کاهش دهد و در عین حال، با ارائه‌ی خدمات به شبکه، درآمد جدیدی کسب کند.

البته قطعا فناوری باتری در شکل کنونی خود، محدودیت هایی برای عملی کردن اهداف دارد.

باتری پشتیبان دیتاسنتر می‌تواند الکتریسیته را فقط برای چند دقیقه به شبکه تزریق کند؛ بنابراین آن‌ها راه‌حلی بالقوه برای نوسانات کوتاه‌مدت برق محسوب خواهند شد. از سوی دیگر، این پروژه هنوز در مراحل مقدماتی قرار دارد. آزمایش‌هایی که در کانتینر حمل‌ونقل مایکروسافت انجام می‌شوند، بخشی از پروژه‌ی آزمایشی شرکت ایتون، شرکت مدیریت برق، و PJM است.

نتایج اولیه نشان دادند که باتری‌ها در پاسخ به سیگنال PJM نسبت به یک نیروگاه برق معمول، موثرتر عمل می‌کنند؛ اما هنوز مسائلی باقی مانده است که باید بهبود داده شود. جیمز می‌گوید:

ممکن است شما فقط چند خط ببینید؛ اما برای ما، مثل روشن شدن لامپ حبابی برای اولین بار است.