به گزارش زوم تک از بلومبرگ، با گسترش روزافزون مراکز داده هوش مصنوعی در سراسر آمریکا و مصرف برق بسیار زیاد آنها، شواهد جدید نشان میدهد که این مراکز میتوانند جریان عادی برق را برای میلیونها آمریکایی مختل کنند. تحلیلهای بلومبرگ نشان میدهد که بیش از سهچهارم موارد اختلال شدید برق در سراسر کشور در فاصله ۸۰ کیلومتری مراکز داده بزرگ رخ میدهد.
مصرف برق سرسامآور مراکز داده هوش مصنوعی، کیفیت برق خانگی شما را کاهش میدهد!
این مشکل میتواند میلیاردها دلار خسارت به لوازم خانگی و تجهیزات برق قدیمی وارد کند، به خصوص در مناطقی مانند شیکاگو و “دالان مراکز داده” در شمال ویرجینیا که میزان اختلال برق بالاتر از حد مجاز است.
اما مشکل چیست؟ اصطلاح فنی این مشکل “هارمونیک بد” است. به زبان ساده، میتوان آن را مانند نویزی تصور کرد که وقتی صدای بلندگو بیش از حد مجاز بالا میرود، شنیده میشود. برق در خطوط ولتاژ بالا به صورت امواج حرکت میکند و وقتی الگوی این امواج از حالت ایدهآل منحرف میشود، برق ورودی به خانهها مختل میشود. هارمونیک بد میتواند باعث داغ شدن بیش از حد لوازم الکترونیکی خانگی یا حتی لرزش موتور یخچال و کولر شود.
مهمتر از آن، هارمونیک بد نشانهای از مشکلات عمیقتر در شبکه برق آمریکاست. وقتی کیفیت برق خوب یا پایدار باشد، به این معنی است که جریان برق برای روشنایی و لوازم خانگی با سرعت یکنواخت و قابل پیشبینی تامین میشود. هر چه کیفیت برق بدتر شود، خطرات نیز افزایش مییابد. افزایش یا کاهش ناگهانی برق میتواند منجر به جرقه و حتی آتشسوزی در خانه شود.
“هارمونیکها مانند قناری در معدن زغال سنگ، نشانههای اولیه استرس و مشکلات در شبکه برق هستند.” این نظر باب مارشال، مدیرعامل شرکت Whisker Labs است که کیفیت برق را با استفاده از حدود یک میلیون حسگر خانگی در سراسر آمریکا به طور بلادرنگ ردیابی میکند.
تحلیل دادههای این حسگرها همراه با دادههای شرکت DC Byte نشان میدهد که نزدیکی به مراکز داده با بدتر شدن هارمونیکها ارتباط قوی دارد.
کارشناسان مدتهاست درباره تأثیر مراکز داده بر شبکههای برق در سراسر جهان هشدار میدهند. رونق هوش مصنوعی این مشکل را برجستهتر کرده است: اقتصاد دیجیتال به قدری برق مصرف میکند که تقاضا در حال حاضر از عرضه برق در بسیاری از نقاط جهان پیشی گرفته است و نگرانیهایی درباره افزایش قیمت و حتی قطع برق گسترده ایجاد کرده است. و با ساخت مراکز داده بیشتر، پیشبینی میشود این وضعیت بدتر شود.
دادههای جدید هارمونیک نشان میدهد که این مشکلات در حال حاضر چگونه در سراسر آمریکا در حال خودنمایی هستند.
این مشکل فقط به این محدود نمیشود که آیا برق کافی برای روشن کردن لامپها وجود دارد یا خیر. اعوجاج به این معنی است که حتی با وجود جریان برق به خانهها، کیفیت آن میتواند به اندازهای کاهش یابد که به لوازم خانگی آسیب برساند و در صورت افزایش ولتاژ، آسیبپذیری در برابر آتشسوزی الکتریکی را افزایش دهد. کیفیت پایینتر برق در نهایت میتواند منجر به سوسو زدن لامپها و همچنین افت و قطع برق شود.
“ما باید این خطرات را درک کنیم.” این نظر هاسالا دارماواردانا، مهندس ارشد مطالعات مدلسازی سیستمهای برق در شرکت North American Electric Reliability Corp است که در حال بررسی تأثیر مراکز داده بر شبکه برق است.
شبکه برق هرگز با این نوع فشار ناشی از مراکز داده مواجه نشده بود. این مصرفکنندگان به اندازه یک شهر میتوانند به سرعت، در عرض یک یا دو سال، ظاهر شوند که بسیار سریعتر از برنامهریزی معمول شبکه است. حتی در طول رونق جمعیت، افزایش تقاضای برق در مقایسه با نصب صدها، شاید هزاران، مرکز داده جدید برای تأمین انرژی هوش مصنوعی در سالهای آینده ناچیز بود. این فشار به مشکلات زیرساختهای فرسوده، آب و هوای سخت و برقرسانی به بخشهای بیشتری از زندگی روزمره، مانند افزایش خودروهای الکتریکی، اضافه میشود.
درک تأثیر هوش مصنوعی بر سیستم برق بسیار مهم است “زیرا مانند یک چکش بزرگ بر شبکه است. مرکز داده یک بار بسیار بزرگ است. خانه خود را در نظر بگیرید و آن را در ۱۰،۰۰۰ ضرب کنید. این تفاوت بین خانه شما و یک مرکز داده است.”
امروزه آمریکا بزرگترین اپراتور مراکز داده در جهان است و قطب شمال ویرجینیا بیش از دو برابر پکن، نزدیکترین رقیب خود، ظرفیت عملیاتی دارد. اما کشورهای دیگر نیز در حال ساخت مراکز داده خود هستند و پیشبینی میشود رشد در کشورهایی مانند عربستان سعودی، ایرلند و مالزی نیز فشارهایی بر سیستمهای برق داخلی آنها وارد کند.
مشکلات در آمریکا با این واقعیت تشدید میشود که سرمایهگذاری کافی برای تقویت شبکه برق برای رونق تقاضای آینده انجام نشده است. برای دههها، مصرف برق آمریکا تقریباً ثابت بود. اکنون، در آستانه یک جهش بزرگ است. طبق گزارش اخیر شرکت Grid Strategies، تقاضای برق این کشور در پنج سال آینده تقریباً ۱۶٪ افزایش خواهد یافت که بیش از سه برابر تخمین یک سال پیش است و عمدتاً توسط مراکز داده جدید هدایت میشود.
این افزایش به این معنی است که بدون بهبود اساسی در شبکه و تجهیزات برق، مشکلات هارمونیک که امروزه مشاهده میشود احتمالاً بدتر خواهد شد.
برخی از بزرگترین خوشههای مراکز داده در نزدیکی شهرهای بزرگ هستند تا این مراکز بتوانند از شبکههای برق بزرگتر و شبکههای فیبر نوری که اغلب به دلیل مسائل تأخیر در نزدیکی مصرفکنندگان قرار دارند، استفاده کنند. به همین دلیل است که هارمونیکها اغلب در مناطق شهری بدتر هستند. اما در حالی که به نظر میرسد این تأثیر در جایی که تراکم جمعیت بیشتر است شدیدتر باشد، تحلیل بلومبرگ نشان میدهد که حتی در مناطق روستایی نیز حسگرهایی که به مراکز داده بزرگ نزدیکتر هستند بیشتر احتمال دارد برق مختل داشته باشند.
عوامل دیگری نیز مانند تولید انرژی خورشیدی، استقرار خودروهای الکتریکی و نوسانات بارهای صنعتی میتوانند در الگوهای موج نامنظم نقش داشته باشند. با این حال، تحلیل بلومبرگ نشان داد که حسگرهای با برق مختلتر لزوماً به تأسیسات خورشیدی بزرگ نزدیکتر نیستند. در حالی که دادههای Whisker Labs به تنهایی به یک علت واحد برای اعوجاج برق اشاره نمیکند، همبستگی بین هارمونیک بد و نزدیکی به مرکز داده بسیار قوی است که تصادفی باشد.
هارمونیک بد زمانی رخ میدهد که جریانهای الکتریکی از حرکت در یک الگوی موج کامل با سرعت ۶۰ دور در دقیقه منحرف شوند. حد مجاز برای انحراف از این الگو برای خطوط محلی بر اساس استانداردهای مهندسی صنعت تعیین میشود. اعوجاج مداوم بیش از ۸٪ از الگوی ایدهآل میتواند کارایی را کاهش دهد و تجهیزات را سریعتر فرسوده کند.
در نقاط داغ مانند شیکاگو و دالاس، خوانش هارمونیک به طور مداوم نشانههایی از نگرانی را نشان میدهد.
بیش از یک سوم حسگرهای Whisker Labs در منطقه شیکاگو به طور مداوم میانگین خوانش بالایی را در طول نه ماه نشان دادند. شهرستان اطراف آن تا اکتبر حدود ۱۶،۰۰۰ حسگر داشت که بیش از ۹،۳۰۰ حسگر حداقل یک خوانش ماهانه ۸٪ یا بیشتر داشتند. این منطقه کلانشهری همچنین مشکلات کیفیت برق طولانیتری دارد که فراتر از هارمونیک است.
دادههای هارمونیک در تحلیل بلومبرگ از طریق دستگاههای Ting شرکت Whisker Labs اندازهگیری شد که اعوجاج هارمونیک کل را در داخل خانههای شخصی ردیابی میکند و در سطح دانهای نشان میدهد که چگونه برق به منازل تحویل داده میشود – این دادهها همچنین عمیقتر از آنچه که معمولاً از شرکتهای برق مورد نیاز است جمعآوری و به تنظیمکنندگان گزارش شود، است. این میتواند توضیح دهد که چرا گاهی اوقات اختلافی بین دادههای این شرکت و آنچه که ارائهدهندگان برق مشاهده میکنند وجود دارد، زیرا آنها اعوجاج سطح خانه را نمیبینند.
منطقه شیکاگو توسط شرکت برق Commonwealth Edison شرکت Exelon Corp خدماترسانی میشود.
جان شوئن، سخنگوی این شرکت برق، در ایمیلی گفت: “ComEd به شدت به دقت و فرضیات اساسی ادعاهای Whisker Lab شک دارد. دستگاههای Ting در خانه نصب میشوند و هارمونیک را به طور مستقیم در شبکه اندازهگیری نمیکنند.” وی افزود که این شرکت برق استانداردهای تحویل برق تعیین شده توسط تنظیمکننده ایالت ایلینوی را رعایت میکند و دادههای این شرکت، که از تجهیزات سیستم گرفته شده است، با دادههای Whisker Labs مغایرت دارد. ComEd از به اشتراک گذاشتن این دادهها با بلومبرگ نیوز خودداری کرد.
در حالی که اعوجاج در سطح خانههای شخصی میتواند به مشکلات در داخل آن خانه مربوط باشد، تحلیل بلومبرگ نشان داد که هارمونیک بدتر معمولاً در چندین حسگر در همان منطقه مشاهده میشود که Whisker Labs گفته است بیشتر احتمال دارد نشاندهنده مشکلات شبکه باشد تا مشکلات از داخل یک خانه.
توماس کولمن، مدیرعامل شرکت مشاوره Structure Energy Solutions و کارشناس با سابقه در زمینه پایداری شبکه، گفت: هارمونیکها، همراه با مشکلات کیفیت برق به طور کلی، “عنصر دیگری در این سناریوهای طوفان کامل هستند که ما آنها را به اندازه کافی سریع و کارآمد نظارت و برطرف نمیکنیم.”
تقریباً در هیچ کجا همبستگی بین مراکز داده و هارمونیک بد به اندازه منطقهای در شمال ویرجینیا که “دالان مرکز داده” نامیده میشود، مرکز جهانی این صنعت، واضح نیست. این منطقه عمدتاً در شهرستان لادن، خارج از واشنگتن دی سی، واقع شده است که ظرفیت مرکز داده آن در سال ۲۰۲۴ با ۲٪ افزایش به حدود ۳،۰۰۰ مگاوات رسید.
در سطح ملی، تحلیل دادهها نشان داد که تقریباً ۱.۷٪ از حسگرها در یک شهرستان متوسط حداقل یک خوانش ماهانه داشتند که از آستانه ۸٪ برای هارمونیک بد فراتر رفت. این سهم در شهرستان لادن بیش از چهار برابر بیشتر بود.
شهرستان همسایه، پرنس ویلیام، امسال ۲۴۰ مگاوات مرکز داده اضافه کرد و ظرفیت کل آن به بیش از ۱،۰۰۰ مگاوات رسید. حدود ۶٪ از ۱،۱۰۰ حسگر متصل به خانهها در آنجا اعوجاج بیش از حد داشتند که تقریباً همه آنها در فاصله ۱۱ کیلومتری فعالیت قابل توجه مرکز داده بودند. دو ده حسگر خوانش دو رقمی داشتند و برخی از آنها به ۱۴٪ رسیدند.
نظرات در مورد : هوش مصنوعی و بحران انرژی: آیا مراکز داده، شبکه برق را به زانو در می آورند؟