فتوولتائیک انرژی سبز نیرومند AIDCها

گسترش سریع مدل‌های زبان بزرگ و هوش مصنوعی مولد باعث رونق ساخت و ساز جهانی برای مراکز داده هوش مصنوعی (AIDC) شده است. کلاسترهای GPU غول پیکر 24/7 بدون توقف کار می کنند و باعث افزایش تصاعدی در مصرف برق می شوند. منبع تغذیه حرارتی سنتی اکنون با سه گلوگاه عمده مواجه است: تشدید محدودیت‌های انتشار کربن، افزایش هزینه‌های برق و تاخیر در توسعه ظرفیت شبکه.

PV و AIDCها یک منطق طبیعی سودمند متقابل دارند. از یک طرف، PV برای برآورده کردن الزامات انطباق کربن و کاهش هزینه‌های عملیاتی، برق-کم‌کربن را به خوشه‌های محاسباتی با چگالی بالا- ارائه می‌کند. از سوی دیگر، AIDCها تقاضای برق پایدار و سفت و سخت را در تمام ساعات شبانه روز حفظ می‌کنند، و به طور کامل مشکلات پایدار صنعت PV مانند مازاد برق ظهر، تولید صفر در شب، و کاهش انرژی تجدیدپذیر را برطرف می‌کنند. این یک چرخه صنعتی-حلقه بسته ایجاد می کند که تولید برق و مصرف محاسباتی را به هم مرتبط می کند.

پروژه های جهانی PV Green Power AIDC

آمریکای شمالی

آمریکای شمالی میزبان بزرگترین تمرکز ظرفیت محاسباتی هوش مصنوعی در جهان است. Google، AWS و Meta به طور جامع امکانات پشتیبانی PV را به کار گرفته‌اند، و دو مدل اصلی را اتخاذ کرده‌اند:-قراردادهای خرید برق بلندمدت (PPA) و ایستگاه‌های برق ذخیره‌سازی PV-خود مالکیت.

1.گوگل
Google یک پروژه PV اختصاصی 1 گیگاواتی را در تگزاس راه‌اندازی کرد که نیروگاه‌های PV 805 مگاواتی ویچیتا و 195 مگاواتی موستانگ کریک را تحت یک PPA انرژی سبز 15{8}} ساله ترکیب می‌کند. این پروژه 28 تراوات ساعت برق در مدت قرارداد تولید خواهد کرد تا به طور کامل خوشه های AIDC برای آموزش مدل های بزرگ در تگزاس را تامین کند. در همین حال، Google خرید 2.2 گیگاوات دارایی های PV عملیاتی و در حال ساخت به اضافه 2.4 گیگاوات ساعت ذخیره انرژی را تکمیل کرد. ایستگاه‌های PV خود{13}}را مستقیماً پارک‌های AIDC در ویرجینیا و تگزاس را تغذیه می‌کنند و مجهز به سیستم ذخیره‌سازی 800 ولت جریان مستقیم مستقیم (HVDC) PV{16}}. ذخیره‌سازی انرژی نوسانات برق لحظه‌ای خوشه‌های GPU را تثبیت می‌کند، اتکا به گواهی‌های انرژی تجدیدپذیر خریداری‌شده (REC) را از بین می‌برد و منبع تغذیه PV خودکفا را برای بارهای کاری محاسباتی ممکن می‌سازد.

https://datacenters.google/intl/zh-CN_ALL/operating-sustainably/

2.Amazon AWS
AWS یک پروژه ذخیره سازی انرژی 1.2 گیگاواتی PV به اضافه 1.2 گیگاوات ساعت در اورگان برنامه ریزی می کند که به طور انحصاری به خوشه های آموزشی محلی هوش مصنوعی خدمت می کند. پارک محاسباتی Reno AI در نوادا توسط یک آرایه PV 600 مگاواتی روی زمین- با ذخیره انرژی منطبق پشتیبانی می‌شود، که در آن PV 70٪ از نیاز روزانه انرژی را برای بارهای محاسباتی خنک‌شده مایع- پوشش می‌دهد. AWS با استفاده از نور فراوان خورشید بیابان برای کاهش هزینه های برق، نسبت برق سبز PV را بیش از 75 درصد در سراسر پارک هدف قرار می دهد.

3. متا
مرکز داده‌های هوش مصنوعی کاملاً PV{0}}متا در هانتسویل، آلاباما، کاملاً فعال است. با مجموع سرمایه گذاری 1.5 میلیارد دلاری، این مرکز به عنوان پایگاه اصلی آموزشی برای سری مدل های بزرگ Llama عمل می کند. این سایت با پشتیبانی یک نیروگاه برق فتوولتائیک زمینی-تخصصی، کاملاً با انرژی تجدیدپذیر تحت سلطه PV کار می‌کند و به PUE کمتر از 1.12 می‌رسد. تولید PV در سایت به طور کامل اوج بارهای محاسباتی در طول روز را جبران می کند.

https://www.cnbeta.com.tw/articles/tech/1475214.htm

4. پردیس محاسبات غول پیکر مستقل
دلتا گیگاسایت در یوتا، یک هاب ابر محاسباتی با ظرفیت کل توان 10 گیگاواتی برنامه ریزی شده، 280 مگاوات PV بیابانی همراه با ذخیره انرژی طولانی مدت را مستقر خواهد کرد. Desert PV که برای مطابقت با استانداردهای GW{4}}Scale AI Factory NVIDIA طراحی شده است، به عنوان منبع برق اولیه در طول روز عمل می کند تا هزینه کلی انرژی عملیات محاسباتی را به شدت کاهش دهد.

خاورمیانه

خاورمیانه که دارای تابش شدید خورشیدی است، زیرساخت محاسباتی صفر{0}}کربن صفر را با تمرکز بر مقیاس PV گیگاوات- همراه با ذخیره‌سازی طولانی مدت گیگاوات ساعت-سطح ذخیره‌سازی طولانی- ساخته است. ابوظبی، امارات متحده عربی، یک تأسیسات PV زمینی بزرگ 5.2 گیگاواتی را در نظر دارد- همراه با 19 گیگاوات ساعت ذخیره‌سازی طولانی-، که 1 گیگاوات برق پایدار را منحصراً به ابررایانه‌های هوش مصنوعی محلی تحویل می‌دهد.

با اتخاذ یک آرایه PV بزرگتر به علاوه طراحی ذخیره سازی با ظرفیت بزرگ، سیستم منبع تغذیه مستقیم PV را به خوشه های محاسباتی در ساعات اوج نور خورشید اولویت می دهد، در حالی که الکتریسیته اضافی برای تخلیه-ساعتی پس از تاریکی هوا ذخیره می شود. با قابلیت اطمینان منبع تغذیه 99.6٪، این اولین- پروژه AIDC در مقیاس بزرگ در جهان است که قادر به تحویل پایدار برق 24 ساعته از PV و ذخیره‌سازی، پشتیبانی از مدل‌های بزرگ عمومی و محاسبات هوشمند برای بخش نفت و گاز است.

چین

با پشتیبانی از منابع فراوان بیابان و گوبی PV و استراتژی ملی انتقال محاسبات شرق به{1}غرب، چین بزرگترین مجموعه AIDCهای نمایشی جهان را توسعه داده است که با منبع تغذیه مستقیم PV تغذیه می‌شوند، که در سه مدل قابل تکرار قرار می‌گیرند: خطوط ولتاژ بالا اختصاصی-از خطوط ولتاژ بالا اختصاص داده شده از سقف‌های پایه یکپارچه، و بیابان‌ها در مقیاس بزرگ{3} منبع-شبکه-بار-ریزشبکه‌های ذخیره‌سازی.

Zhongwei، Ningxia: اولین مایع در چین-هاب محاسباتی هوش مصنوعی خنک‌شده با تامین ۱۰۰٪ مستقیم PV
راه اندازی شده در مه 2026. این هاب توسط یک نیروگاه 500,000 کیلوواتی Gobi PV پشتیبانی می شود که از طریق یک خط انتقال اختصاصی 220 کیلو ولت به اتاق های محاسباتی متصل شده است تا تلفات ترانزیت شبکه را حذف کند. با ده‌ها هزار پتافلاپ ظرفیت محاسباتی که از آموزش مدل‌های بزرگ برای Tencent و Meituan Cloud پشتیبانی می‌کند، این تاسیسات سالانه 1.2 میلیارد کیلووات ساعت برق PV تولید می‌کند و به PUE 1.15 دست می‌یابد که به عنوان یک پروژه نمایشی رسمی ملی برای محاسبات هماهنگ و تولید برق است.

2. Sanjiangyuan Green Power Computing Park، Qinghai (همکاری با Alibaba Cloud)
این پارک PV توزیع شده روی پشت بام را با پایه‌های فتوولتائیک Gobi خارجی ادغام می‌کند و یک ریزشبکه ذخیره‌سازی بادی-خورشیدی- را تشکیل می‌دهد که کاملاً از انرژی‌های تجدیدپذیر تأمین می‌شود. خوشه محاسباتی 150000 PetaFLOPS آن 85 درصد توان روزانه خود را از PV می گیرد. برق مازاد برای حفظ بارهای کاری استنتاج بی وقفه هوش مصنوعی در طول شب ذخیره می شود.

3. مرکز محاسباتی شائوگوان در گوانگدونگ-هنگ کنگ-منطقه خلیج بزرگ ماکائو
سیاست های محلی حداقل 80 درصد نسبت برق سبز PV را برای تمام AIDC های تازه ساخته شده الزامی می کند. PV کوهستانی همراه با ذخیره‌سازی انرژی، توان اختصاصی را به خوشه محاسباتی 30000-راک هوش مصنوعی Tencent ارائه می‌کند، در حالی که Huawei یک پایلوت محاسباتی PV-ذخیره{{7} یکپارچه راه‌اندازی کرده است. سیستم‌های فتوولتائیک نصب‌شده روی پشت‌بام و زمین{8}}تکمیلی با نیازهای نوسانی توان در خوشه‌های GPU با چگالی بالا مطابقت دارند.

چهار مدل اصلی استقرار برق PV برای AIDCها بر اساس شیوه های جهانی

پروژه‌های جهانی چهار مدل استقرار PV قابل تکرار برای AIDCها را استاندارد کرده‌اند که با منابع منطقه‌ای مختلف، مقیاس‌های محاسباتی و شرایط ساخت و ساز سازگار هستند:

1.-زمین مقیاس بزرگ-صحرای PV نصب‌شده با خطوط انتقال مستقیم اختصاصی (ترجیح برای پارک‌های محاسباتی فوق‌العاده-)
ایستگاه‌های برق PV در مقیاس گیگاوات در زمین‌های بایر در غرب چین، خاورمیانه و غرب ایالات متحده ساخته شده‌اند که از طریق خطوط ولتاژ بالا انحصاری 220 کیلوولت / 500 کیلو ولت به پردیس‌های محاسباتی متصل می‌شوند. دور زدن تبدیل ولتاژ چند مرحله‌ای در شبکه‌های عمومی تلفات انتقال را تا بیش از 30 درصد کاهش می‌دهد و هزینه‌های یکسان شده برق را به شدت کاهش می‌دهد. پروژه های نماینده شامل مرکز محاسباتی Zhongwei، مرکز ابررایانه هوش مصنوعی ابوظبی و Delta Gigasite در یوتا است.
مزایا: ظرفیت تولید انرژی عظیم، قیمت گذاری پایدار برق، و قابلیت پشتیبانی از ده{0}}هزار-گروه گرافیکی- در مقیاس فوق العاده.
محدودیت ها: به زمین بیکار گسترده نیاز دارد که در هسته های متراکم شهری غیرممکن است.

2. قراردادهای خرید برق PV بلند مدت (ترجیح داده شده برای گسترش سریع توسط غول های اینترنتی)
اپراتورهای محاسباتی قراردادهای بلندمدت 10 تا 15- ساله با توسعه دهندگان انرژی جدید امضا می کنند تا حجم برق ثابت PV را بدون ساختن نیروگاه های مستقل، که برای افزایش سریع ظرفیت محاسباتی ایده آل است، قفل کنند. پروژه های نماینده: پروژه PV تگزاس گوگل و پردیس محاسباتی هانتسویل متا.
مزایا: هزینه سرمایه اولیه پایین و جدول زمانی کوتاه ساخت و ساز.
محدودیت ها: کنترل مستقل محدود بر منبع تغذیه. گواهینامه های تکمیلی انرژی تجدیدپذیر برای رسیدن به اهداف کربن مورد نیاز است.

3. ذخیره‌سازی انرژی در مقیاس-PV + متوسط{3}}در سایت (برای AIDC‌های کوچک- تا-شهری متوسط)
پانل های PV بر روی پشت بام ها و پارکینگ های مرکز داده نصب می شوند و با ذخیره انرژی در سطح مگاوات ساعت-همراه می شوند تا ریزشبکه های پردیس را به عنوان برق تکمیلی برای شبکه های شهری تشکیل دهند که الزامات نسبت انرژی تجدیدپذیر محلی را برآورده می کند. پروژه های نماینده: مرکز محاسباتی منطقه خلیج بزرگ شائوگوان، مراکز محاسباتی استنتاج لبه شهری کوچک.
مزایا: الزامات زمین انعطاف پذیر و فرآیندهای تایید ساده.
محدودیت ها: توان خروجی محدود، تنها 30٪ تا 60٪ از بارهای محاسباتی در طول روز را پوشش می دهد.

4. ریزشبکه‌های ذخیره‌سازی-حلقه‌ای یکپارچه-شبکه-بار-بسته (پروژه‌های کربن صفر{5} پرچمدار):
پردیس‌های PV، ذخیره‌سازی انرژی، تبدیل نیرو، و پردیس‌های محاسباتی به‌طور همزمان با یک پلت‌فرم توزیع هوشمند هوش مصنوعی، برنامه‌ریزی و ساخته شده‌اند، که یک حلقه کاملاً بسته از تولید PV، بافر ذخیره‌سازی انرژی، و مصرف محاسباتی را تشکیل می‌دهد که می‌تواند خاموش-شبکه با تقریباً 100%{2}}خودافزایی{3}تجدیدپذیر{3}سایت، کار کند. پروژه های نماینده: پردیس هوش مصنوعی پانتئون در کرواسی، پارک محاسباتی Sanjiangyuan در چینگهای.
مزایا: عملکرد بهینه کاهش کربن، واجد شرایط بودن برای تراشیدن پیک شبکه و آربیتراژ قدرت.
محدودیت ها: سرمایه گذاری دارایی های سنگین و چرخه کلی ساخت و ساز.

PV یکپارچه اصلی-ذخیره-فناوری‌های محاسباتی: رفع عدم تطابق بین تولید PV و تقاضای محاسباتی

متناوب بودن و نوسانات برق PV ذاتاً با نیاز AIDCها برای یک منبع تغذیه پایدار و بدون وقفه 24/7 در تضاد است. پروژه های جهانی این تنش را از طریق سه ستون اصلی فناوری کاهش می دهند: بافرهای ذخیره انرژی، توزیع برق 800 ولت HVDC، و توزیع مشترک هوش مصنوعی برای محاسبات و دارایی های قدرت.

ذخیره اجباری انرژی به عنوان بافرحامل:
همه دستگاه‌های AIDC با-مگاوات PV ذخیره‌سازی انرژی را برای ایجاد مکانیزم تطبیق زمان- مستقر می‌کنند: توان PV به خوشه‌های GPU در ساعات نور خورشید اولویت می‌دهد، در حالی که نیروی اضافی ذخیره می‌شود. تخلیه با ظرفیت کامل برای حمل بارهای کامل پس از تاریک شدن هوا. پروژه ابوظبی از 19 گیگاوات ساعت ذخیره‌سازی طولانی-استفاده می‌کند که می‌تواند به طور مستقل 1 گیگاوات توان محاسباتی را به مدت 19 ساعت بدون وقفه حفظ کند. پروژه های داخلی چین معمولاً ذخیره سازی را با ظرفیت 4 تا 8 ساعت برای حذف خطرات قطع برق برای بارهای کاری محاسباتی مستقر می کنند.

یکپارچه 800 ولت HVDC PV-توزیع توان ذخیره سازی
توزیع جریان متناوب (AC) سنتی متحمل تلفات انرژی بالا و سازگاری محدود با بارهای محاسباتی با چگالی بالا-می‌شود. AIDCهای نسل بعدی به طور جهانی از یک معماری جریان مستقیم 800 ولتی استفاده می‌کنند که در آن آرایه‌های PV، ذخیره‌سازی انرژی و بارهای محاسباتی خنک‌شده مایع- مستقیماً از طریق پیوندهای DC به هم متصل می‌شوند. این کار چرخه‌های تبدیل متناوب AC{6}DC مکرر را حذف می‌کند، تلفات کلی انرژی را تا بیش از 15% کاهش می‌دهد و در عین حال پاسخ سریع به افزایش لحظه‌ای برق GPU را در طول آموزش مدل‌های بزرگ ممکن می‌سازد.

پلتفرم توزیع مشترک هوش مصنوعی برای محاسبات و دارایی های نیرو
الگوریتم‌های هوش مصنوعی اختصاصی تعبیه‌شده در پلت‌فرم، پیش‌بینی‌های زمانی واقعی از خروجی PV و منحنی‌های بار محاسباتی را ایجاد می‌کنند، به‌طور پویا شارژ ذخیره‌سازی و تخلیه توان را تنظیم می‌کنند تا تولید PV و تقاضای محاسباتی را در سطح دقیق‌تر-تراز کنند. هزینه های ذخیره سازی در هنگام بارهای محاسباتی کم و تخلیه در زمان پیک تقاضا. توان اضافی PV را می توان به شبکه بازگرداند تا در عملیات نیروگاه مجازی شرکت کند و مزایای دوگانه کاهش هزینه برق و درآمد اضافی از نیروی مازاد را به ارمغان آورد. AIDCها از بارهای توان مصرفی بالا{4} سنتی به منابع قابل تنظیم قابل انعطاف برای سیستم قدرت جدید تبدیل می‌شوند.

نتیجه گیری

در برابر پس‌زمینه دوگانه اهداف بی‌طرفی کربن جهانی و رشد انفجاری در زیرساخت‌های محاسباتی هوش مصنوعی، نیروی سبز PV از یک مرکز کمکی اختیاری به یک پایه انرژی هسته‌ای تبدیل شده است که توسعه پایدار هوش مصنوعی را حفظ می‌کند. پروژه‌های جهانی-جهان واقعی-از برنامه‌های بلندمدت خرید برق PV که توسط غول‌های فناوری آمریکای شمالی اجرا می‌شوند، تا گیگاوات-پی وی بیابانی در مقیاس{5}}ذخیره‌سازی مرکز ابررایانه‌ای در خاورمیانه، و میلیون‌ها-کیلووات مستقیم-تولید برق چینی طرح انتقال محاسبات شرق به{9}}غرب{10}}مدل محاسباتی یکپارچه PV{11}}ذخیره- را به طور کامل اعتبارسنجی می‌کند.

با پیشرفت‌های تکنولوژیکی مستمر در ذخیره‌سازی انرژی، توزیع برق HVDC، و توزیع هوشمند، در کنار سیاست‌های جهانی در حال بلوغ برای محاسبات هماهنگ و انرژی تجدیدپذیر، PV عمیقاً در زیرساخت‌های محاسباتی هوش مصنوعی در سراسر جهان تعبیه خواهد شد. این انتقال چالش‌های دوگانه انتشار کربن بالا و هزینه‌های عملیاتی بیش از حد برای امکانات محاسباتی را حل می‌کند، در حالی که بازار رشد جدید تریلیون دلاری را برای صنعت PV باز می‌کند. در نهایت، پیشرفت هم افزایی بین اقتصاد دیجیتال و انتقال انرژی جهانی را به همراه خواهد داشت و زمینه را برای یک اکوسیستم صنعتی هوش مصنوعی جهانی بدون کربن-پایدار فراهم می کند.