Информационни батерии - нов начин за съхранение на устойчива енергия

ВЕИ енергетикaИновацииСп. Енерджи ревю - брой 1, 2022 • 18.02.2022

Информационни батерии - нов начин за съхранение на устойчива енергия

Бъдеще, захранвано от устойчиви енергийни източници, може да спаси света от унищожителни климатични промени и да намали сметките за енергопотребление. Възобновяемите източници обаче се отличават с проблем с непрекъснатостта на генериране – слънцето не предоставя енергия през нощта, а вятърът може да спре внезапно. В допълнение електроразпределителните мрежи трябва да поддържат баланс между доставки и търсене или рискуват пренапрежения и прекъсвания на електроподаването. В резултат възобновяемата енергия се губи в периоди с излишък на производство, докато в други периоди електроцентралите трябва да работят на максимален капацитет, за да се преодолеят липсите в системата.

Подобряването на решенията за съхранение на енергия се счита за ключова стъпка в посока решаване на проблема с непрекъснатостта на доставките. Понастоящем обаче технологиите за съхранение на енергия са скъпи и трудни за мащабиране. Затова американски учени от Университета на Южна Калифорния предлагат т. нар. “информационни батерии”.

Идеята е проста – когато има излишък от възобновяема енергия, тя да се използва за извършване на изчисления в мащабни, енергийно интензивни центрове за данни. Тези центрове – от такива на Google и Meta до предназначени за рендъринг на холивудски продукции – консумират от 10 до 50 пъти повече енергия от типична търговска сграда. Съхранените резултати от изчисленията след това могат да бъдат използвани на по-късен етап, когато количествата на възобновяема енергия са по-малки.

“Установихме, че ако можем да прогнозираме възможните изчисления, които може да бъдат извършени в бъдещето, ние можем да ги проведем сега, когато енергия е налична, и да съхраним резултатите, които вече представляват енергия”, обяснява Барат Рагаван, доцент по компютърни науки в Университета на Южна Калифорния.
Всеки ден например центровете за данни на YouTube прекодират над 700 000 часа видео с различна резолюция. Много от тези изчисления са предсказуеми и могат да бъдат извършени, когато има излишък от зелена енергия. След това данните се съхраняват на сървъри и се използват на по-късен етап, когато в електроразпределителната мрежа има по-малко количество възобновяема енергия, на практика премествайки енергопотреблението от един период от време в друг. В научния смисъл, казва Рагаван, батериите съхраняват потенциална енергия за извършване на полезна работа, с електрически или друг характер. Съхранената в батериите енергия най-често преобразува един вид енергия в друг потенциална енергия, например от електрическа в гравитационна. В този случай информацията предоставя енергия по същия начин като батерия, защото електрическата енергия се превръща в "информационна потенциална енергия".

В допълнение системата е и гъвкава – предварително извършените изчисления не трябва да отговарят точно на изчисленията, извършени на по-късен етап. “Предлагаме предварително пресмятане на множество фрагменти, които впоследствие могат да бъдат сглобени бързо с цел изчисляване на изцяло нова задача”, коментира Рагаван.

За определени видове натоварване системата предлага по-добра ефективност от литиево-йонни батерии. Специфичната ефективност зависи от множество фактори, например от видовете извършвани изчисления и прогнозируемостта на електроенергията. За разлика от литиево-йонните батерии обаче, съхранението на данни е разходно ефективно от гледна точка както на финансови средства, така и на енергия. Това може да спомогне за намаляване на зависимостта от изкопаеми горива, които са причина за генерирането на 3/4 от глобалните емисии на парникови газове.



ЕКСКЛУЗИВНО


Top