Yenilenebilir enerji hakkında herhangi bir şey biliyorsanız, muhtemelen kesinti sorununu duymuşsunuzdur: güneş her zaman parlamaz ve rüzgar her zaman esmez, bu nedenle yenilenebilir kaynaklardan enerji üretimi, fosillerin tutarlı enerji üretimini sağlamaz. yakıtlar veya nükleer güç.
Ayrıca, elektrik şebekesindeki güç dalgalanmalarını tehdit edebilecek yenilenebilir kaynaklardan aşırı üretim sorunu vardır ve fazla enerjinin esasen şebekeden atılması ve potansiyel faydasını boşa harcaması gerekir.
Pil teknolojisi son yıllarda büyük ilerlemeler kaydetmiş olsa da, büyük ölçekli enerji depolamanın mümkün olduğu noktada değiliz. O zamana kadar, yenilenebilir enerjilerin kesinti sorunları, yaygın bir şekilde benimsenmesinin önünde duruyor.
Güney Kaliforniya Üniversitesi’ndeki araştırmacıların yeni bir çözümle çözmeye çalıştıkları zorluk budur: bilgi pilleri.
Bilgi ne?
Bir bilgi pili fikri, düşünürseniz o kadar da garip değil. Çözmeye çalıştığımız sorun, yenilenebilir kaynakları daha tutarlı bir şekilde üretken hale getirmektir. Enerji üretmemizin tek nedeni, ister bir arabanın motorunu sürmek, ister evinizin klima sistemini çalıştırmak veya bir Google veri merkezine güç sağlamak olsun, onu bir tür pratik çalışmaya dönüştürmektir.
Tüm bunları yenilenebilir güçle sağlamanın uzun vadeli çözümü geleneksel pil teknolojisi olsa da, işleri hızlandırmak için atabileceğimiz adımlar var. İşte burada bilgi pilleri devreye giriyor.
“İşlerin gidişatı, beş yıl içinde, Kaliforniya’da her yıl boşa harcanan yenilenebilir enerji miktarı, LA’nın her yıl kullandığı güç miktarına eşit olacak.” dedi Barath RaghavanUSC’nin Viterbi Mühendislik Okulu’nda bilgisayar bilimlerinde yardımcı doçent.
Fazla enerji için verimli bir kullanım bulmak, düşük güç üretimi dönemlerinde yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelik güç taleplerini dengelemeye yönelik uzun bir yol kat edebilir. Buradaki fikir, bu enerji kullanımını yetersiz üretim dönemlerinden aşırı üretim dönemlerine etkili bir şekilde taşımak ve bu çalışmanın sonucunu daha sonra kullanmak üzere depolamaktır.
Bunu bir araba veya klima ile gerçekten yapamazsınız, ancak bunu bilgi pili konseptinin geldiği yer olan veri işleme ile yapabilirsiniz.
Yenilenebilir kaynaklardan enerji depolamak zordur, ancak verileri depolamak inanılmaz derecede kolaydır; bu nedenle, bir veri merkezinin geceleri kullanabileceği bir güneş panelinden gelen enerjiyi depolamak yerine, aşırı üretim dönemlerinde veri merkezinin öngörülebilir hesaplamalar yapmasını sağlayın. Ardından veri merkezi, daha sonra ihtiyaç duyulana kadar bu sonuçları saklayabilir, bu da çok daha az enerji yoğun bir işlemdir.
Raghavan, “Gelecekte meydana gelebilecek olası hesaplamaları tahmin edebilirsek, mevcut enerji varken bu hesaplamaları şimdi yapabileceğimizi ve şimdi enerjiyi içeren sonuçları depolayabileceğimizi gözlemledik.” Dedi.
Bilgisayarın çalışmasını önceden nasıl tahmin edebilirsiniz?
Raghavan ve Jennifer Switzer, Ph.D. San Diego’daki California Üniversitesi’nde bir öğrenci, dergide yayınlanan yakın tarihli bir makalede anlatıyor: ACM Enerji Bilişim İncelemesibir çok hesaplamalı çalışmanın önceden bilinmesidir.
Raghavan bu hafta TechRadar’a “Büyük bir hesaplama görevinin, her parçanın bir hesaplama parçası olduğu büyük bir yapboz gibi olduğunu hayal edin” dedi. “Bütün hesaplamanın önceden ne olacağını biliyorsanız, hepsini bir kerede – tek parça bir yapboz – yapabilirsiniz. Ancak çoğu zaman gelecekteki bir görevin ne olacağını %100 bilemezsiniz. Bunun yerine parçalanmayı hayal edebilirsiniz. bu büyük hesaplamayı birçok küçük yapboz parçasına dönüştürür.
“Her şey önceden yapılamazken, birçoğu yapılabilir. Bu nedenle, gerçek zamanlı olarak yalnızca küçük bir miktarın yapılması gerekiyor (önceden hesaplanamayan birkaç küçük parça), geri kalanı spekülatif olarak yürütülen hesaplanmış parçalardan yararlanıyor. “
Dahası, bu hesaplamaların birçoğunun farklı uygulamalar veya hesaplamalar için yeniden kullanılabilir olması muhtemeldir, bu nedenle tekrarlayan, gerçek zamanlı bilgi işlem çalışmasından elde edilen enerji tasarrufları gerçekten toplanmaya başlayabilir.
Tüm bu verileri depolamak enerji harcamıyor mu?
Evet, ama neredeyse aynı ölçekte değil.
Bilgi pilini okumak, yazmak veya başka bir şekilde etkileşime geçmek için açıkça enerji harcamanız gerekir. Ancak uzun süreli depolamada, veriler bir kez pile yazıldığında ve kolayca erişilebilir olması için endekslendiğinde, aynı verileri gerçek zamanlı olarak yeniden hesaplamak için gereken enerjiyle karşılaştırıldığında, onu kullanmanın enerji maliyeti çok küçüktür.
Raghavan, “Depolama ortamına ve hesaplama türüne bağlıdır, ancak genel olarak çok, çok daha verimli konuşuyoruz” dedi.
“Çok kaba bir hesaplama olarak (zarfın çok gerisinde), üst düzey bir sunucu sabit diskinin yaklaşık 2 GJ’lik bir yerleşik enerjisi vardır, bu bir akıllı telefondan biraz daha fazladır ve yaklaşık 1 kJ/MB’ye kadar çalışır. sabit durum ve buradaki MB, çıktı verileridir (hesaplamanın somutlaştırılmış enerjisine sahip olacaktır).
“Operasyonel güç kullanımı küçüktür – yaklaşık 4W.”
Bu enerji tasarrufu, yenilenebilir enerjinin kesinti sorununu aşmaya yetecek kadar birikebilir mi? Dünyadaki bilgisayarları çalıştırmak için gereken enerji miktarının hızla artan bir oranda arttığı düşünülürse, belki de tek başına yeterli değildir. Ancak daha fazla enerji üretmekten gerçekten bahsetmeden önce, ürettiğimiz enerjiyi tam olarak kullandığımızdan emin olmak doğru yönde atılmış büyük bir adımdır.
