Un rapport d’Aurora Energy Research explore la manière dont le stockage pourrait être colocalisé avec les installations de formation en IA.
Alors que les développeurs de centres de données au Texas et dans la plupart des autres États déploient désormais couramment des générateurs à combustibles fossiles comme sources d’énergie de secours, une industrie naissante du côté renouvelable de la production d’électricité – le stockage par batterie – a commencé à se frayer un chemin dans ce secteur en croissance rapide.
Un nouveau rapport d’Aurora Energy Research, basé à Oxford, explique comment l’ajout d’un stockage sur batterie à un site pourrait améliorer la qualité de l’énergie des centres de données, offrir de la flexibilité et réduire la congestion des transmissions, tout en offrant la possibilité de réduire les émissions.
Le stockage sur batterie fonctionne déjà comme une alimentation sans coupure (UPS) ou comme un pont entre l’alimentation du réseau et l’alimentation de secours, car la plupart des générateurs mettent entre cinq et 30 minutes à monter en puissance, a déclaré Lizzie Bonahoom, associée à Aurora Energy Research.
Il existe une longue histoire de batteries efficaces et rentables dans les applications UPS, a déclaré Jeff Reeves, vice-président de Battery Council International, un groupe commercial de premier plan en Amérique du Nord.
Mais il y a eu un changement sismique dans la manière dont fonctionnent les centres de données et les infrastructures numériques, a déclaré Reeves. Cela a amené les fabricants de batteries à réexaminer leur manière de procéder pour garantir leur pérennité, a déclaré Reeves.
« Tout le monde se précipite vraiment pour comprendre », a déclaré Reeves. « L’IA a un moment et tout le monde veut s’assurer qu’il est là pour cela. »
Certaines installations de centres de données en construction au Texas ont prévu de colocaliser leurs sites avec un stockage sur batterie. Parmi les trois nouveaux centres de données de Google à travers l’État, totalisant un investissement de 40 milliards de dollars, l’un dans le comté de Haskell sera associé à une nouvelle centrale solaire et de stockage par batterie.
La société Tesla d’Elon Musk a déployé sa propre batterie commercialisée pour les installations industrielles comme les centres de données, appelée Megapack. Il est actuellement utilisé au centre de données Colossus de Musk xAI à Memphis, Tennessee.
Le Megapack serait utilisé pour aider à lisser les charges de travail afin de répondre aux exigences des services publics et des générateurs, à améliorer la capacité du centre de données à rester en ligne pendant les perturbations de tension, à offrir une interconnexion flexible et une alimentation de secours sans émissions.
Rendre le travail plus stable permet d’arrêter les pics rapides de consommation d’électricité qui se produisent lors de l’entraînement de l’intelligence artificielle. Ces pics ressemblent à de grandes fluctuations sur un tableau de puissance et présentent des défis à gérer à la fois pour le centre de données et le réseau. Les oscillations vont souvent au-delà de ce qui est recommandé pour les générateurs de secours et peuvent endommager les équipements tout en provoquant des problèmes de stabilité du réseau électrique.
La question de savoir si les centres de données peuvent « surmonter » les perturbations de tension ou de fréquence sur le réseau électrique du Texas est déjà une préoccupation pour les responsables de l’Electric Reliability Council of Texas (ERCOT). La plupart des centres de données sont conçus pour se déconnecter du réseau en cas de perturbation afin d’éviter la corruption ou la perte de données et passer à une alimentation de secours.
Les batteries peuvent réagir immédiatement lorsque la consommation d’énergie change soudainement, indique le rapport Aurora, fonctionnant comme un service auxiliaire à action rapide qui maintient l’électricité stable et évite de fortes fluctuations de la demande.
Reeves a déclaré que le couplage des batteries avec les centres de données est un domaine encore en développement mais qui gagne en popularité.
« Ils sont un peu comme des amortisseurs et une stabilisation de charge », a déclaré Reeves à propos des batteries utilisées pour lisser la puissance.
Prasad Enjeti, professeur de génie électrique et informatique à la Texas A&M University, a déclaré qu’il existe désormais d’autres options technologiques de lissage de charge disponibles à grande échelle. L’un d’entre eux est les supercondensateurs, un parent des batteries dans leur capacité à fournir une augmentation de puissance ultra-rapide mais avec un stockage d’énergie moins bon. Enjeti a déclaré qu’il existe déjà des supercondensateurs commerciaux disponibles pour lisser la charge consommée par les centres de données pour former des modèles d’apprentissage des langues. Cela pourrait également être résolu du côté logiciel, a déclaré Enjeti.
« Il existe de nombreuses solutions », a déclaré Enjeti. « Je pense qu’ils doivent se ressaisir pour trouver la bonne approche afin de minimiser les coûts. »
Tesla rapporte que son Megapack peut rendre la consommation d’énergie beaucoup plus stable, réduisant les hauts et les bas de plus de 70 %, afin que les nouveaux centres de données puissent utiliser les systèmes électriques déjà en place et se connecter plus rapidement.
La batterie peut remplacer une mise à niveau de la transmission, a déclaré Bonahoom, évitant ainsi les embouteillages – les lignes électriques étant surchargées par la demande. Cela pourrait probablement permettre une interconnexion plus rapide du centre de données, a déclaré Bonahoom.
« Le temps presse », a déclaré Bonahoom. « L’intérêt d’une interconnexion plus rapide est si élevé » en raison de la course au développement du système d’IA le plus performant.
Aligned Data Centers, basé à Dallas, a annoncé en octobre qu’un centre de données qu’il développe dans l’Oregon sera mis en ligne des années plus tôt qu’il n’aurait été possible avec les mises à jour traditionnelles des services publics en obtenant une batterie de 31 mégawatts de Calibrant, une société qui fournit des systèmes énergétiques sur site.
La batterie sur site résout les goulots d’étranglement en matière d’emplacement et de capacité et peut restituer l’énergie lorsque le réseau a besoin d’aide, selon Aligned. Il est également conçu pour se décharger pendant les pics de demande du réseau et garantir les « cinq-neuf » de fiabilité (une alimentation fiable 99,999 % du temps) que recherchent les centres de données, a déclaré la société.
Le stockage par batterie a rapidement modifié le réseau texan ces dernières années. Le Texas a ajouté près de 1 500 mégawatts de stockage sur batterie aux capacités de demande de pointe du réseau en été, en 2023. Ce chiffre a presque triplé pour atteindre 4 374 mégawatts ajoutés en 2024.
Mais étant donné l’ampleur des projets de centres de données, le coût des batteries, pour le peu d’heures qu’elles peuvent fonctionner par rapport aux générateurs diesel, pourrait les rendre prohibitives, a déclaré Bonahoom.
Les générateurs diesel destinés à être déployés en 2028 coûtent en moyenne aux entreprises environ 1 159 dollars par kilowatt et peuvent fonctionner une ou deux semaines. En revanche, les batteries lithium-fer phosphate coûtent presque le double, à 2 371 dollars le kilowatt, et offrent une autonomie maximale d’environ 20 heures, selon Aurora.
Bien qu’il y ait des investissements dans de nouvelles technologies et dans la chimie des batteries pour améliorer le stockage de longue durée, comme les batteries à flux (des batteries rechargeables où l’énergie est stockée dans un liquide dans des réservoirs externes, plutôt que dans des cellules de batterie solides), il est encore tôt, a déclaré Reeves. Certains clients potentiels envisagent les batteries comme un moyen de ne plus dépendre uniquement des combustibles fossiles ou recherchent des solutions de transition pouvant fonctionner pendant quelques heures.
« À moins que les opérateurs de réseau n’imposent des exigences strictes en matière de congestion ou de flexibilité et qu’ils n’aient une vision claire de ce à quoi ressemblerait la compensation pour les batteries, l’adoption du stockage dans les centres de données dépendra de leur capacité à se présenter », a déclaré Bonahoom. « C’est à déterminer. »
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