توفير الطاقة لمراكز بيانات الذكاء الاصطناعي: متى يُنصح باستخدام شبكات الغاز الطبيعي الصغيرة وأنظمة الديزل الاحتياطية؟

عندما يكون مركز بيانات الذكاء الاصطناعي جاهزًا قبل توصيله بشبكة الكهرباء، يمكن لمصدر طاقة احتياطي أن يضمن الالتزام بجدول التشغيل. ولا يقتصر القرار على اختيار الغاز الطبيعي أو الديزل، بل يشمل أيضًا تحديد ما إذا كان المشروع يحتاج إلى طاقة أساسية، أو توليد مؤقت، أو طاقة احتياطية للطوارئ، أو بنية متكاملة يمكن ربطها لاحقًا بالشبكة. وتشير تقديرات وكالة الطاقة الدولية إلى أن استهلاك الكهرباء العالمي لمراكز البيانات قد يصل إلى حوالي 945 تيراواط/ساعة بحلول عام 2030، في حين أن قيود الشبكة قد تؤخر نحو 20% من السعة المخطط لها.

لماذا تحتاج مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي إلى طاقة جسرية قبل أن تصبح الشبكة الكهربائية جاهزة؟

تُسدّ الطاقة المُجمّعة الفجوة بين تاريخ بدء التشغيل المطلوب وتوافر الشبكة الكهربائية. ويصف معهد أبحاث الطاقة الكهربائية (EPRI) تقنية الربط بالشبكة بأنها تشغيل مؤقت خارج الشبكة يتبعه ربط مرن بالشبكة؛ وقد تُسرّع هذه التقنية عملية بدء التشغيل، ولكنها تزيد التكلفة والتعقيد.

يُعدّ توليد الطاقة في الموقع خيارًا مناسبًا عندما يكون تأخير الشبكة كبيرًا، ويمكن إنجاز أعمال الوقود والتصاريح والتبريد والكهرباء في وقت أقرب. وقد لا يكون مناسبًا عندما تكون فترة تجاوز التأخير قصيرة أو عندما تمنع الظروف المحلية التشغيل لساعات طويلة. قارن تكاليف المعدات والوقود بالإيرادات المتأخرة.

أي بنية جسر الطاقة تناسب مركز البيانات؟

شبكات الغاز الطبيعي الصغيرة لتوفير الطاقة المؤقتة لعدة أشهر أو عدة سنوات

تُناسب شبكة الغاز الطبيعي المصغرة المواقع التي تتمتع بإمدادات موثوقة عبر خطوط الأنابيب وتشغيل ممتد بأحمال متغيرة. وقد تدعم الوحدات المعيارية النشر المرحلي والصيانة الجزئية للأحمال.

قبل الطلب أنظمة توليد الطاقة بالغاز الطبيعي لتوليد الطاقة الرئيسيةاحصل على بيانات مكتوبة تشمل الضغط، والتدفق، وتركيب الغاز، والتقليص، وجدول التوصيل. تأكد من تصنيف التشغيل، وساعات التشغيل السنوية، والانبعاثات، والتبريد، والجهد، وأجهزة التحكم المتوازية. وجود خط أنابيب بالقرب من الموقع لا يثبت توفر سعة كافية.

مولدات ديزل لتوفير الطاقة المؤقتة أو كطاقة احتياطية في حالات الطوارئ

قد يكون توليد الطاقة بالديزل مناسبًا لفترات قصيرة، أو أحمال التشغيل، أو كنسخة احتياطية مستقلة في حالات الطوارئ. كما أنه عملي في حال عدم توفر الغاز عبر خطوط الأنابيب.

يُعدّ استخدام تصنيف احتياطي لتشغيل المحرك الأساسي بشكل منتظم أحد المخاطر الرئيسية. لذا، ينبغي على المشترين التحقق من تصنيف التشغيل، وسعة الخزان، وتواتر التزود بالوقود، وإدارة جودة الوقود، وقواعد التخزين، ونطاق التحميل المقبول. في فترات التشغيل الطويلة، قد تفوق تكاليف لوجستيات الوقود انخفاض سعر الشراء.

الطاقة الأساسية للغاز الطبيعي مع مولد احتياطي يعمل بالديزل ونظام UPS أو BESS

لا يُشترط أن يكون الغاز الطبيعي والديزل بديلين مباشرين. يمكن لمولدات الغاز توفير الطاقة الاحتياطية، ويمكن لوحدات الديزل توفير احتياطي للطوارئ، ويمكن لأنظمة الطاقة غير المنقطعة أو تخزين البطاريات دعم استمرارية التيار الكهربائي وتغييرات الأحمال قصيرة المدة.

يتطلب هذا الترتيب مخططًا أحادي الخط وتسلسل تشغيل محددين. يجب أن تحدد وثائق الشراء مسؤولية بدء التشغيل من الصفر، وترتيب بدء تشغيل المولد، والمزامنة، وتقاسم الأحمال، والحماية، والجهة المسؤولة عن دمج عناصر التحكم. قد تؤدي حدود التكامل غير الواضحة إلى تقويض النظام بأكمله.

شبكة الغاز الطبيعي المصغرة مقابل نظام الديزل الاحتياطي: كيف ينبغي للمشترين مقارنتهما؟

يعتمد الاختيار الصحيح على مدة الجسر، وملف تعريف الحمل، وعقد الوقود، وحدود الانبعاثات، وهدف التكرار، ونمط تشغيل الشبكة المستقبلي.

ما الذي قد يتسبب في فشل مشروع جسر الطاقة؟

التحقق من الوقود، واستجابة الحمل، والتكامل الكهربائي

ينبغي التحقق من افتراضات الوقود بناءً على ذروة الطلب، وليس متوسط ​​الطلب. تحتاج مشاريع الغاز إلى تأكيد ضغط وتدفق المدخل. أما مشاريع الديزل، فتحتاج إلى استقلالية قابلة للاستخدام بعد تجاوز مستويات الاحتياطي وقيود التوريد.

كما أن سعة الميغاواط الثابتة غير كافية. إذ يمكن أن تؤثر أحمال الذكاء الاصطناعي، وإعادة شحن وحدات الإمداد بالطاقة غير المنقطعة، ومحركات التبريد على استعادة الجهد والتردد. لذا، ينبغي على المهندسين التحقق من أكبر تغير في الحمل، وسلوك N+1، وتصنيفات لوحات المفاتيح والمحولات، ومتطلبات الجهد المتوسط، وضوابط التزامن. أما حسابات تحديد الحجم التفصيلية، فينبغي أن تبقى ضمن مراجعة هندسية منفصلة.

تأكد من التصاريح، ومتطلبات التبريد، ومستوى الضوضاء، والجدول الزمني قبل الطلب.

لا يُعد تاريخ تسليم المولد تاريخًا لتوافر الطاقة. قد يشمل المسار الحرج الحصول على التصاريح، وتوصيل الوقود، والأساسات، والتهوية، والعادم، والمعالجة الصوتية، ومفاتيح التبديل، والمحولات، والكابلات، والتشغيل.

يجب اختيار الهياكل المفتوحة أو الصامتة أو المغلقة وفقًا لبيئة التركيب الفعلية. ولا يُغني استخدام الغلاف عن ضرورة التأكد من تدفق الهواء، وتصريف الحرارة، وسهولة الوصول للصيانة، وحدود الضوضاء في الموقع. حدد جميع المنافذ قبل الشراء.

ماذا يحدث لنظام المولدات بعد ربطه بالشبكة؟

حدد الاستخدام المستقبلي قبل طلب محطة الجسر. بناءً على القوانين المحلية والتصميم الكهربائي، قد تصبح المولدات طاقة احتياطية، أو تدعم إدارة ذروة الطلب المعتمدة، أو تبقى جزءًا من شبكة كهربائية مصغرة في الموقع، أو يتم نقلها. يتطلب التشغيل المتوازي مع شبكة الكهرباء العامة حماية مناسبة، واتفاقيات، وموافقة.

يقلل التخطيط المبكر للانتقال من مخاطر تعطل المعدات. ينبغي على المشترين التأكد مما إذا كانت مفاتيح التبديل والمحولات ومعدات التزامن والوحدات المعبأة في حاويات قادرة على العمل في كل من أوضاع التشغيل المؤقتة والنهائية.

ما الذي يجب تضمينه في طلب عرض أسعار الطاقة لجسر مركز البيانات؟

ينبغي أن يتضمن طلب عرض الأسعار المفيد معلومات عن القدرة الحرجة بالكيلوواط والكيلو فولت أمبير، ومعامل القدرة، والجهد، والتردد، وأكبر خطوة تحميل، وخصائص نظام الإمداد غير المنقطع للطاقة، ومدة الجسر، والساعات السنوية، وتواريخ التشغيل والشبكة، والتكرار، وظروف الموقع، وحدود الضوضاء والانبعاثات، والهيكل المفضل.

تُعدّ بيانات الوقود بنفس القدر من الأهمية: ضغط الغاز، وتدفقه، وتركيبه، أو مدى استقلالية الديزل المطلوبة. يجب أن تفصل المقترحات نطاق عمل المولد، والوقود، والمحول، ولوحة التوزيع، والمزامنة، والتركيب، والتشغيل، والصيانة. قارن بين القدرة المقدرة للموقع، ومعدل التشغيل، وبيانات التشغيل العابر، واستهلاك الوقود، وحدود الإمداد، ووثائق الاختبار، وشروط الخدمة - وليس فقط القدرة الاسمية (ميغاواط).

كيف ينبغي للمشترين اختيار مورد مولدات الطاقة الجسرية؟

ينبغي على المورد المناسب تقديم تصنيفات خاصة بكل طراز، وتخفيضات في القدرة، ومتطلبات الوقود، والبيانات الكهربائية، وأنظمة التحكم، والأبعاد، ونطاق عمل محدد. كما تتطلب المشاريع متعددة الوحدات تحديدًا واضحًا لمسؤوليات التزامن والحماية والتشغيل.

تُصنّع شركة شاندونغ أولين للمولدات الكهربائية مجموعات المولدات الذكية منذ عام 2011. تشمل منتجات أولين جين المنشورة مجموعات مولدات الديزل والغاز، والهياكل المفتوحة والصامتة والمقطورة والحاويات، وخزائن التحويل التلقائي للتيار الكهربائي وخزائن التزامن، وتكوينات الجهد المتوسط/العالي. يمكن للمشترين الاطلاع على المنتجات. حلول الطاقة من أولين جين والشركة قدرات تصنيع المولدات والقدرات التقنية عند تقييم ما إذا كانت خيارات الحزمة المتاحة تتناسب مع نطاق المشروع.

استنتاج

ينبغي اختيار مصادر الطاقة المؤقتة لمراكز بيانات الذكاء الاصطناعي بناءً على سرعة التشغيل، ومتطلبات التشغيل، وتوافر الوقود، وتكامل النظام، والانتقال المخطط له إلى شبكة الكهرباء العامة. قد تناسب الشبكات الصغيرة التي تعمل بالغاز الطبيعي فترات التشغيل المؤقتة الطويلة مع إمداد موثوق عبر خطوط الأنابيب، بينما يمكن استخدام مولدات الديزل لتلبية احتياجات التشغيل الأساسية قصيرة الأجل أو كنسخة احتياطية مستقلة في حالات الطوارئ. تستفيد بعض المشاريع من الجمع المنسق بين هذه المصادر.

يمكن لفرق المشاريع تقديم متطلبات المشروع للتكوين الأولي، بما في ذلك الحمل، والجهد، والتردد، ومدة الجسر، وبيانات الوقود، وظروف الموقع، والتكرار، وشكل التركيب، وتاريخ التشغيل.

الأسئلة الشائعة

ما هي طاقة الجسر لمركز البيانات؟

الطاقة المؤقتة هي طاقة توليد مؤقتة في الموقع تُستخدم قبل توفر وصلة المرافق المخطط لها. وقد تصبح فيما بعد طاقة احتياطية، أو تبقى جزءًا من شبكة صغيرة، أو يتم نقلها إلى موقع آخر.

هل يمكن لمولدات الغاز الطبيعي أن توفر الطاقة الأساسية لمركز بيانات الذكاء الاصطناعي؟

قد يكون ذلك ممكناً عندما يكون للنموذج المختار تصنيف الخدمة الصحيح ويكون للموقع ضغط غاز وتدفق وجودة وتبريد وتصاريح ودعم صيانة كافية.

هل لا تزال الشبكة المصغرة للغاز الطبيعي بحاجة إلى دعم من الديزل؟

ليس في كل مشروع، لكن الديزل قد يوفر تنوعًا في أنواع الوقود، أو دعمًا لبدء التشغيل في حالة انقطاع التيار الكهربائي، أو مصدرًا مستقلًا للطاقة في حالات الطوارئ. ويعتمد القرار على متطلبات الموثوقية، ومخاطر إمدادات الغاز، وقدرة أنظمة الطاقة غير المنقطعة (UPS) أو أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS).

ما هي المعلومات المطلوبة للحصول على عرض أسعار لإمدادات الطاقة للجسر؟

يحتاج الموردون إلى معلومات عن الحمل الحرج، بالكيلوواط والكيلو فولت أمبير، والجهد، والتردد، ومعامل القدرة، وخطوات الحمل، وفترة الجسر، والساعات السنوية، وظروف الوقود، وبيئة الموقع، والتكرار، وهيكل التركيب، وخطة الشبكة، وتواريخ التشغيل.