أخبار ar.wedoany.com، أطلقت شركة إنفيز إنيرجي (Enphase Energy)، وهي شركة تصنيع إلكترونيات الطاقة ومقرها ولاية كاليفورنيا الأمريكية، تقنية جديدة للمحولات الصلبة (Solid-State Transformer) مخصصة للبنية التحتية الكهربائية لمراكز البيانات من الجيل التالي، بما في ذلك بنية إمداد الطاقة بجهد التيار المستمر العالي (HVDC) المخصصة لأحمال عمل الذكاء الاصطناعي.
لا يعتمد محول IQ الصلب (IQ SST) من الشركة على محول مركزي واحد كبير، بل يقوم بتحويل الطاقة عبر 342 وحدة طاقة صغيرة داخل كل حامل قياسي بقدرة 1.25 ميجاواط، محققاً كفاءة تصل إلى 98.5%.
صرحت إنفيز أن هذه الطريقة الموزعة قادرة على الحفاظ على نسبة توفر تبلغ 99.999% في ظل تقلبات الطاقة المتقلبة التي تعاني منها مراكز البيانات وتجعلها عبئاً على شبكة الكهرباء.
بالنسبة لمشغلي مراكز البيانات، تمثل تقلبات الطاقة وعملية تحويل الطاقة من أنظمة التيار المتردد المتوسط التقليدية إلى بنية التيار المستمر عالي الجهد مشكلات مستمرة مرتبطة بسلوك الشبكة الكهربائية.
حذرت وكالة الطاقة الدولية (IEA) في تقرير بعنوان "الطاقة والذكاء الاصطناعي: القضايا الرئيسية" من أن تقلبات الطاقة غير المتوقعة الناجمة عن أحمال عمل مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي ستزداد حدة مع ارتفاع كثافة طاقة أجهزة الذكاء الاصطناعي وتزايد تطور وحدات معالجة الرسوميات (GPU). وأشار التقرير إلى أن التحدي الرئيسي في نقل الطاقة يكمن في تقليل المساحة والمواد التي تشغلها معدات الطاقة، وتقليل التكاليف الرأسمالية، وخفض خسائر تحويل الطاقة. وتولد خسائر تحويل الطاقة كميات كبيرة من الحرارة التي يجب إدارتها بالإضافة إلى الحرارة الناتجة عن معدات تكنولوجيا المعلومات.
أشار مؤلفو تقرير وكالة الطاقة الدولية إلى أن إلكترونيات الطاقة القائمة على نيتريد الغاليوم (GaN) هي أحد الحلول القابلة للتطبيق لمعالجة مشكلة توفير المساحة في تحويل الطاقة. وأشاروا في الوقت نفسه إلى أن الصين تسيطر على 99% من إمدادات هذه المكونات، وأدرجوا إلكترونيات الطاقة القائمة على كربيد السيليكون (SiC)، وبطاريات الليثيوم أيون وبطاريات الصوديوم أيون، والنوى الفريتية للمحولات الصلبة كحلول أخرى.
يستخدم محول IQ الصلب من إنفيز أشباه موصلات قائمة على نيتريد الغاليوم، وهو مبني باستخدام بنية موزعة. صرح آندي نيوبولد، المدير الأول للاتصالات المؤسسية في شركة إنفيز إنيرجي، أن الشركة أمضت عشرين عاماً في إثبات أن البنية الموزعة تتفوق على البنية المركزية، بدءاً من مجال الطاقة الشمسية، ثم البطاريات، والآن يتم تطبيق هذا المفهوم على مجال طاقة مراكز البيانات.
في نهاية شهر يونيو، انضمت شركة إنفيز إنيرجي كعضو بلاتيني في مؤسسة مشروع الحوسبة المفتوحة (OCP)، لتشارك منصة IQ SST الخاصة بها مع شبكة تضم ما يقرب من 700 فرد ومنظمة تابعة للمؤسسة، بهدف التصميم المشترك لأجهزة الحوسبة من الجيل التالي. قال نيوبولد إن بنية إمداد الطاقة لا ينبغي تطويرها خلف الأبواب المغلقة. هذه المعايير قيد التطوير حالياً، والصناعة تتجه نحو جهد 800 فولت تيار مستمر. وأضاف أن إنفيز تقدم خبرة تمتد لعشرين عاماً في بناء إلكترونيات طاقة موزعة وقائمة على أشباه الموصلات ومحددة بالبرمجيات، وقد حققت تصنيعاً واسع النطاق.
تم الإعلان عن محول IQ الصلب من إنفيز إنيرجي لأول مرة في شهر أبريل، وهو قادر على تحويل التيار المتردد المتوسط بمستويات ربط شبكي تبلغ 15 كيلوفولت و35 كيلوفولت مباشرة إلى جهد تيار مستمر منظم بقيمة 800 فولت في خطوة واحدة. تعمل هذه الطريقة على تقليل سلسلة من المحولات والمبدلات إلى خطوة واحدة فقط.
وحدات الطاقة المستخدمة في محول IQ SST مشتقة من العاكس الصغير من الجيل التاسع لشركة إنفيز. تستخدم نفس تقنية مفاتيح الطاقة القائمة على نيتريد الغاليوم (GaN)، ويتم تنسيق عملها بواسطة شريحة مخصصة بحجم 22 نانومتر من الجيل الخامس للتحكم ASIC والتي تحمل الاسم الرمزي "Kestrel". ستصنع إنفيز محول IQ SST على نفس المنصة الآلية التي تستخدمها حالياً لشحن ملايين العواكس الصغيرة، ويمكن بناء وحدات الطاقة باستخدام مكونات أشباه موصلات قياسية عالية الإنتاجية، يتم توريدها إلى مصانع التصنيع في الولايات المتحدة، مستفيدة من سلسلة التوريد الحالية للشركة.
نظراً لأن منصة IQ SST يمكن أن تعمل بدون بطاريات داخلية، فإنها تقلل أو تلغي الحاجة إلى صناديق البطاريات الجانبية على مستوى الحامل وأنظمة إمداد الطاقة غير المنقطعة (UPS) التي يحتاج المشغلون عادةً إلى تخطيطها وتخصيص مساحة إضافية لها في أرضية مركز البيانات. قال نيوبولد إنه بالنسبة لمطوري مراكز البيانات، عندما تتنافس كل قدم مربع مع الحوسبة، فإن إعادة المساحة إلى الحامل تمثل قيمة ملموسة.
وأشار إلى أن تعاون إنفيز مع مؤسسة OCP سيركز على مشاركة "الهندسة الحقيقية". وعلى الرغم من أن التركيز الحالي ينصب على مراكز البيانات، إلا أن نيوبولد أشار إلى أن الطلب على نفس البنية الموزعة والمحددة بالبرمجيات قد يمتد ليشمل أسواقاً كبيرة أخرى عالية الطاقة. حالياً، من المتوقع أن يتجاوز الطلب في الولايات المتحدة 11 جيجاواط بحلول عام 2031. وأضاف أن الشركة ترى إمكانية لدعم هذه التقنية في المستقبل لتطبيقات مثل الطاقة الشمسية على نطاق المرافق، والبطاريات، وشحن السيارات الكهربائية. تتوقع إنفيز إجراء عرض توضيحي كامل للنظام في وقت لاحق من هذا العام، وبرامج تجريبية مع العملاء في عام 2027، على أن يبدأ الشحن التجاري بكميات كبيرة في أواخر عام 2027 أو أوائل عام 2028.
