用電量不容小覷的資料中心,已成為地區電網能否穩定運作的新考驗。如果資料中心運作所需的電力,能有一部分透過結合綠電的綠色微電網提供,不僅能有效減輕地區電網的壓力,同時也能讓資料中心更有效地運用再生能源,實現社會、電力公司與資料中心擁有者三贏的局面。
因此,資料中心建置時,同步規劃導入綠色微電網,將是不可避免的趨勢。
創揚科技總經理李泰安(圖)表示,從美國能源部發布的資料中心用電報告白皮書可知,資料中心用電量已占全美用電量的4%,預估到2030年時,可能成長到9.1%。但資料中心不只用電量巨大,同時在地理上也有很高的群聚性。美國全國資料中心用電負載的80%,集中在美國國內的15個州,其中,維吉尼亞州的情況最極端,當地有25%的用電需求,是來自資料中心。因此,在這些資料中心密集的地方,資料中心的用電,對當地電網的運作帶來極大影響。台灣可能也會有類似的情況,因此台電董事長曾文生日前表示,考量電網負荷能力,以及台灣的電廠多半位於中南部,未來桃園以北將不再核供用電量超過5MW以上的資料中心,希望能引導資料中心往靠近電廠的地方設置,減少電網的負荷。
因此,綠色微電網將是未來大型資料中心不可或缺的配套。綠色微電網是由再生能源發電系統、儲能系統、控制系統、配電網路所組成。藉由導入儲能系統,將風力、太陽能儲存起來,可以讓資料中心得到相對穩定的零碳電力,可以大幅降低資料中心運作所產生的碳足跡。同時,資料中心附設的儲能系統,也可以成為電網的緩衝,不會讓資料中心對電網造成那麼大的負擔。同時,以智慧能源管理系統為核心的控制系統,也可以讓資料中心在維持自身運作的前提下,扮演虛擬電廠的角色,創造出額外的經濟價值。
不過,要建置綠色微電網,有兩個主要的技術議題需要克服,一是PCS系統必須能創造出人工慣量,二是必須設法提高儲能電池的安全性。創揚在這兩個議題上,都已經有相當的準備。
李泰安解釋,在傳統電網中,發電機組本身具有物理慣量,可以在負載出現波動時協助穩定電壓和頻率。但太陽能或風力發電則沒有這項特性,因此任何電力需求或供應快速變化時,會造成供電品質不穩定,進而損害AI伺服器或是機房設備。因此,PCS系統必須能人為地模擬出類似慣量的特性,才能維持電網頻率穩定,從而增強微電網獨立運作的可靠性。
而在提升儲能電池的安全性方面,創揚則認為,浸沒式冷卻設計才是預防電池熱失控,進而爆炸起火的最有效方法。因此,創揚已經與電池領域的夥伴合作,投入浸沒式冷卻電池模組的開發。採用浸沒式冷卻系統的電池不僅更安全,而且壽命也更長,因為電池組可以一直在最佳溫度環境中工作。使用壽命更長的電池,不僅可以協助資料中心業者節省部分電池更新的成本,而且對環境也更友善。