Yazar: Conrad NICHOLAS / IDTechEx
Veri merkezlerinde, veri kaybını önlemek ve kritik yükleri karşılamak için kesintisiz güç kaynağı sistemlerinin (UPS) bir parçası olarak piller kullanılır. Ancak, yapay zeka veri merkezleri daha yaygın hale geldikçe, güç yüklerindeki dalgalanmayı yönetme ihtiyacı da artmaktadır. Lityum iyon piller, küresel olarak mevcut ve baskın pil enerji depolama sistemi (BESS) olsa da, gözlemlenen bozulmaları ve bu uygulama için güvenlik riskleri nedeniyle en iyi uzun vadeli çözümü sunmayabilirler. Diğer pil depolama teknolojileri, çok çeşitli teknik hususlar arasında daha sağlam çözümler sunabilir. Dahası, bu enerji depolama teknolojilerinin daha uzun süreli varyasyonları, uzun vadede dizel jeneratörlere olan bağımlılığı azaltmak ve şebeke istikrarını desteklemek için benimsenebilir.
Yapay zeka veri merkezlerinin hızla büyümesiyle birlikte, bu yeni altyapıyı desteklemek için yerinde kullanılacak pil enerji depolama sistemlerine (BESS) olan talep de artmaktadır. Şebeke ölçekli pazarlarda Li-ion BESS teknolojilerinin mevcut hakimiyeti ve tedarik zincirleri, bu teknolojiyi kolay bir erken rakip haline getirmektedir. Bununla birlikte, Li-ion pillerin bozulması ve güvenlik riskleri, veri merkezi uygulamalarında alternatif pil depolama teknolojilerinin ortaya çıkması için fırsatlar yaratmaktadır.
Yapay zeka veri merkezlerinde daha uzun süreli BESS teknolojilerine olan talep de ortaya çıkabilir; bu, yerinde dizel jeneratörlere olan bağımlılığı azaltmak ve elektrik şebekesi operatörlerinin şebeke elektriği arz ve talebini daha güvenilir bir şekilde dengelemelerini sağlamak içindir. Veri merkezleri için BESS talebi, IDTechEx’in “Veri Merkezleri , Ticari ve Endüstriyel Uygulamalar için Pil Depolama 2026-2036: Pazar, Tahminler, Oyuncular, Teknoloji ” adlı pazar raporunda belirtildiği gibi, 2036 yılına kadar 21 milyar ABD doları değerine ulaşması beklenen genel ticari ve endüstriyel (C&I) BESS pazarına önemli ölçüde katkıda bulunacaktır.
Veri Merkezlerinde Batarya Uygulamaları
Bir veri merkezindeki batarya sistemi, elektrik kesintisi durumunda sürekli güç sağlamak için kritik yükü (MW) karşılamalıdır. Bu genellikle veri merkezinin toplam güç talebinden daha azdır. Kritik yük, veri kaybını veya hizmet kesintisini önlemek için çalışır durumda kalması gereken sunucular, depolama ve ağ donanımı da dahil olmak üzere temel BT ekipmanlarını ifade eder. Bu, tipik olarak bataryanın kesintisiz güç kaynağı (UPS) sisteminin bir parçası olarak bağlanması ve elektrik kesintilerinin önlenmesi gerektiğinde, yani sürekli çalışmayı sürdürmek veya veri kaybını önlemek (örneğin bir veri merkezinde veri bozulmasını önlemek) için kullanılması anlamına gelir.
Veri merkezlerindeki bataryalar, şebekeden gelen elektriğin en yüksek kullanım dönemlerinde dengelenmesinde de kullanılabilir. Bu, veri merkezi operatörü için elektrik maliyetlerinde optimizasyon sağlar ve ticari ve endüstriyel son kullanıcıların benimsediği tipik bir sayaç arkası mekanizmasıdır.
Özellikle, veri merkezlerinde pillerin yeni bir uygulama alanı, değişken yapay zeka yüklerini yönetmektir. MW ölçeğindeki yük dalgalanmalarını yönetmek zor olabilir ve veri merkezi, şebekeden sürekli ancak daha yüksek bir güçle çalışabilmek için ek hesaplamalar yapabilir. Ancak bu, elektrik israfına yol açabilir; bu nedenle pil teknolojileri, gerektiğinde veri merkezi yüküne ek, kısa süreli güç patlamaları sağlamak için kullanılabilir ve veri merkezinin şebekeden gelen daha düşük sürekli bir güçle çalışmasına olanak tanır. Bu MW ölçeğindeki dalgalanmalar dakikada birkaç kez meydana gelebilir. Aynı şekilde, veri merkezi yükü aniden düşerse, piller şebekeden gelen fazla güç kullanılarak şarj edilebilir.
Lityum İyon Pillerin Eksiklikleri ve Alternatif Pil Teknolojilerinin Avantajları
Genellikle, düşük maliyetleri nedeniyle veri merkezlerindeki UPS uygulamaları için valf kontrollü kurşun asit (VRLA) bataryalar ve lityum iyon batarya (LIB) teknolojileri benimsenmiştir. Bununla birlikte, yükteki ani dalgalanmalar LIB’leri hızla bozabilir; bazı LIB’lerin bu nedenle veri merkezlerinden altı ay gibi kısa bir sürede kullanım dışı kaldığına dair raporlar bulunmaktadır. Buna karşılık, şebekeye kurulan BESS’ler günde yalnızca bir kez daha düşük C oranlarında çalıştırılabilir ve bu da bu bataryaların ömrünü uzatmaya yardımcı olur. Daha hızlı bozulma aynı zamanda artan güvenlik riskini de beraberinde getirir ve veri merkezlerindeki LIB yangınları gözden kaçmamıştır . Veri merkezi operatörleri, bunun sonucunda LIB teknolojileri için artan sigorta primleri veya azalan teminatlarla karşılaşabilirler.
Veri merkezlerinde pil depolama teknolojisinin evrimi
Bunun yerine, bu sorunlarla mücadele edecek alternatif pil depolama teknolojileri ortaya çıkabilir. Örneğin, redoks akışlı piller (RFB), yanıcı olmayan elektrolit, minimum bozulma sergiler ve 20.000’den fazla çevrim ömrüne sahip oldukları iddia edilmektedir. Daha ucuz vanadyum içermeyen kimyasalların teknolojiye hazır olması, daha geniş ticari kullanım için hala önemli bir husustur, ancak teknoloji veri merkezi uygulamaları için bu önemli avantajları vaat etmektedir.
Daha uzun süreli RFB teknolojileri, dizel jeneratörlere olan bağımlılığı azaltmak ve elektrik kesintisi sonrasında şebeke elektriği talebinde büyük düşüşleri önlemek için benimsenebilir. Elektrik kesintisi meydana geldiğinde, bir veri merkezi operatörü, geçici elektrik tedarikini yerinde bulunan dizel jeneratörden şebeke elektriğine geri geçirmekte tereddüt edebilir. Yerinde daha büyük ve daha uzun süreli bir BESS (Batarya Enerji Depolama Sistemi) uygulayarak, BESS, veri merkezi operatörü tedarikini şebekeye geri geçirebileceğinden emin olana kadar daha uzun bir süre boyunca şebeke elektriğiyle şarj edilebildiğinden, şebeke operatörü için yük talebi daha öngörülebilir bir şekilde yönetilebilir. Bu, şebeke operatörünün, aksi takdirde şebeke istikrarsızlığına neden olabilecek büyük bir talep düşüşüyle uğraşmak yerine, elektrik arzı ve talebini daha güvenilir bir şekilde dengelemesine yardımcı olur.
Sodyum iyon teknolojileri, hem yüksek C-oranı hem de güç yoğunluğu özelliklerine sahip olma potansiyeli nedeniyle, veri merkezlerindeki değişken yapay zeka yüklerini yönetmek için de uygulanabilir bir teknoloji seçeneği olarak değerlendirilebilir. Tiamat Energy, Endeavour ile stratejik bir ortaklığa sahiptir ve Endeavour’un veri merkezleri için (iddia edilen 60 C-oranı ile) bir sodyum iyon batarya enerji depolama sistemi (BESS) teknolojisi geliştirmektedir; ilk hedef Avrupa pazarıdır.
IDTechEx’in Veri Merkezleri için Bataryalara İlişkin Görüşü
Lityum iyon batarya enerji depolama (BESS) teknolojilerinin, şebeke ölçekli pazarlardaki geniş bulunabilirliği göz önüne alındığında, kısa vadede veri merkezlerinde benimsenmeye devam etmesi muhtemeldir ve bu teknolojiler potansiyel olarak daha düşük maliyetli düşük enerji tüketimli (LFP) çözümler olabilir. Alan kısıtlaması olan veri merkezleri, bu lityum iyon pil kimyasının daha yüksek enerji yoğunluğu sergilemesi nedeniyle NMC teknolojilerini benimseyebilir. Bununla birlikte, son zamanlarda yaşanan lityum iyon pil yangınları ve ticari ortamlardaki yapay zeka veri merkezlerinde hızla kullanım dışı bırakılmaları, bu uygulama için teknolojilerin zayıf yönlerini ortaya koymuştur.
Akışlı bataryalar ve Na-iyon BESS gibi alternatif batarya depolama teknolojileri, daha az bozulma, yanmazlık, güç yoğunluğu ve C-oranı gibi temel performans ölçütlerinde benzersiz avantajlar sunabilir. Bu teknolojilerin daha uzun süreli varyasyonları, veri merkezlerinde dizel jeneratörlere olan bağımlılığı azaltmak ve ayrıca elektrik dağıtım şirketlerinin elektrik arz ve talebini daha öngörülebilir bir şekilde dengelemelerine yardımcı olmak için faydalı olacaktır.
