Исследование Университета LUT (Финляндия): для обеспечения базовой нагрузки центров обработки данных за счет возобновляемых источников энергии требуется семикратное превышение мощности

Репортаж от Wedoany，Исследование, проведенное Технологическим университетом Лаппеэнранты (LUT University, Финляндия), показывает, что при наличии соответствующих резервных источников энергии и мер по управлению спросом использование центров обработки данных (ЦОД) прерывистых возобновляемых источников энергии, таких как ветер и солнце, для обеспечения непрерывной базовой нагрузки технически и экономически осуществимо.

В исследовании отмечается, что из-за ограниченной способности ЦОД адаптироваться к колебаниям солнечной генерации им необходимо иметь генерирующую мощность, как минимум в семь раз превышающую потребности базовой нагрузки. Такое избыточное резервирование солнечной или ветровой энергии для обеспечения непрерывного электроснабжения также приводит к необходимости отключения избыточной электроэнергии в периоды пиковой генерации. Кроме того, даже при наличии избыточной мощности и аккумуляторных накопителей энергии только ветер и солнце не могут гарантировать бесперебойное электроснабжение ЦОД.

Младший научный сотрудник Университета LUT Альтти Мериляйнен заявил журналу PV Magazine, что географическое положение является ключевым фактором, определяющим, сможет ли ЦОД работать рентабельно на 100% солнечной энергии с аккумуляторными накопителями. Ссылаясь на недавний отчет Международного агентства по возобновляемой энергии (IRENA), исследователь отметил, что приведенная стоимость электроэнергии (LCOE) для базовой нагрузки на основе фотоэлектрических систем и систем накопления энергии на аккумуляторах (BESS) может быть ниже 100 евро (115 долларов США) за МВт·ч во многих точках мира. Исследование Университета LUT было сосредоточено на условиях Северной Европы, обеспечивая непрерывную подачу 1 ГВт возобновляемой энергии для двух гипотетических сценариев ЦОД: один с полной базовой нагрузкой (8760 часов в год), другой — с эквивалентным числом часов использования установленной мощности не менее 8000 часов в год, имитирующим характеристики работы атомной электростанции.

В исследовании использовалась модель автономной системы, состоящей из ветровой, солнечной генерации, BESS и резервной электростанции. Обе конфигурации показали, что резервная генерация имеет решающее значение, а местоположение объектов возобновляемой энергии существенно влияет на стоимость электроэнергии. В наиболее благоприятных местах LCOE может быть на 24% ниже, чем в наименее благоприятных. LCOE для непрерывной работы с полной нагрузкой составляет около 100 евро/МВт·ч, а в сценарии с 8000 часов в год в наиболее благоприятных местах снижается до менее 80 евро/МВт·ч.

В исследовании отмечается, что выбранный в качестве конечного примера ЦОД имеет упрощенный график нагрузки с относительно постоянным потреблением мощности. Исследователи не моделировали такие детальные аспекты эксплуатации, как требования к охлаждению или динамические изменения нагрузки; их целью был только анализ того, могут ли условия Северной Европы обеспечить работу ЦОД, питаемого от возобновляемых источников энергии.

Мериляйнен сообщил PV Magazine, что исследовательская группа готовит проект под названием «Сообщества с нулевым потреблением энергии (Net Zero Energy Communities)» совместно с инвесторами и операторами ЦОД, который позволит расширить и детализировать исследование на основе анализа практических примеров. Профессор Университета LUT Самули Хонкапуро добавил в беседе с PV Magazine, что это исследование уже вызвало дискуссию в финских основных СМИ и доносит ключевые сообщения до политиков, например, состоялся обмен мнениями с финскими парламентариями, выступающими с законодательными инициативами по требованиям к подключению ЦОД к сети.

Работа исследователей также подчеркивает, что при использовании ЦОД механизмов управления спросом эксплуатационные расходы резервных электростанций могут быть снижены, однако участие в программах управления спросом может также привести к большему отключению возобновляемой энергии. В статье делается вывод, что высокая концентрация солнечной генерации в летний период подчеркивает важность накопления энергии и балансирующих мощностей. Несмотря на сильные сезонные ограничения для возобновляемой энергетики в климате Северной Европы, системы базовой нагрузки на основе возобновляемых источников могут достигать уровня затрат, сопоставимого с атомной энергетикой, что укрепляет аргумент о том, что возобновляемые источники энергии могут быть жизнеспособным вариантом для базовой нагрузки даже в сложных условиях высоких широт.

Данный материал скомпилирован платформой Wedoany. При цитировании материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта (ИИ), необходимо обязательно указывать источник — «Wedoany». В случае выявления нарушения прав или иных проблем просим своевременно информировать нас. Сайт оперативно внесёт изменения или удалит материал.Электронная почта: news@wedoany.com