L'énergie renouvelable fournit une puissance verte durable pour les centres de données AI.
Lorsque nous faisons défiler nos téléphones, utilisons la navigation, recherchons des informations en ligne, ou utilisons des assistants vocaux, des fonctions de reconnaissance d'images, et même ChatGPT pour le chat IA, la traduction ou la création, derrière tout cela, les "centres de données" travaillent discrètement. Ces centres de données exploitent des dizaines de milliers de serveurs, fonctionnant comme le cerveau du monde numérique, opérant 24 heures sur 24, traitant d'innombrables informations et tâches informatiques. Tous ces processus sont indissociables de l'"électricité".
Mais saviez-vous ? Avec le développement rapide de l'intelligence artificielle, les modèles d'IA nécessitent des ressources informatiques massives, dont la plupart sont concentrées dans des centres de données. Le fonctionnement de ces centres de données exige non seulement d'énormes quantités d'électricité pour alimenter les serveurs, mais requiert aussi des systèmes de refroidissement pour maintenir des températures stables dans les salles des serveurs. Par conséquent, la consommation d'électricité des centres de données a considérablement augmenté. On estime que les centres de données mondiaux représentent maintenant 2 à 3 % de la consommation totale d'électricité, et ce chiffre continue d'augmenter. Cela conduit à un problème inévitable : bien que nous souhaitions que l'IA continue de progresser, comment peut-on réduire le fardeau que les centres de données imposent aux ressources de la Terre ?
Pour atténuer l'impact des centres de données sur les ressources terrestres, Arrow Electronics et ses partenaires se sont engagés à développer des solutions relatives aux énergies renouvelables. Lors de l'exposition PCIM Asia 2025 à venir, vous découvrirez les efforts réalisés par Arrow Electronics et ses partenaires.
Énergie renouvelable pour les centres de données AI : énergie solaire et stockage par batterie
Pour garantir que le développement de l'IA ne devienne pas un fardeau pour la planète, de plus en plus d'entreprises technologiques et de centres de données adoptent des sources d'énergie renouvelables telles que l'énergie solaire, éolienne et hydroélectrique. Ces énergies d'origine naturelle ont un impact environnemental minimal, réduisent les émissions de carbone et rendent les centres de données plus durables.
Lorsque vous choisissez d'utiliser une plateforme plus durable - par exemple en demandant aux applications de services cloud d'utiliser de l'énergie verte ou en soutenant les entreprises qui adoptent des énergies renouvelables - vous agissez pour influencer l'ensemble de l'industrie vers une plus grande durabilité. À mesure que l'IA devient de plus en plus intégrée à notre vie quotidienne, le rôle des centres de données ne fera que croître en importance.
L'énergie solaire est une source d'énergie propre et inépuisable. En installant des panneaux solaires sur les toits des centres de données ou dans des espaces ouverts à proximité, l'électricité peut être directement fournie aux serveurs pendant la journée, réduisant ainsi la dépendance aux réseaux électriques traditionnels. Pour permettre à l'énergie solaire de fonctionner également la nuit, les systèmes de stockage par batterie jouent un rôle crucial. En termes simples, l'excès d'énergie solaire générée pendant la journée est stocké dans des batteries à haute capacité, puis libéré la nuit ou les jours nuageux pour fournir de l'énergie, permettant aux centres de données AI de fonctionner de manière stable 24 heures sur 24.
La lumière du soleil injecte de l'énergie verte dans l'IA, et le stockage par batterie permet à l'énergie solaire de briller. Cette transformation contribue à réduire les émissions de carbone, faisant du développement de l'IA non pas un fardeau environnemental mais une partie de la protection de l'environnement, tout en économisant également les coûts énergétiques. À mesure que l'IA s'intègre davantage dans des secteurs tels que la santé, l'éducation et les transports, les centres de données deviendront les moteurs centraux de la société intelligente. Alimenter l'intelligence avec le soleil et stocker l'avenir avec des batteries n'est pas seulement une innovation technologique, mais aussi une promesse douce à la Terre.
Les solutions d'énergie renouvelable rendent l'informatique intelligente plus durable
Arrow Electronics et ses partenaires se sont depuis longtemps engagés à rendre l'informatique intelligente plus durable, favorisant une relation harmonieuse entre la technologie et la planète, et ont lancé une large gamme de solutions en énergie renouvelable. Ci-dessous, nous présenterons les solutions développées par Arrow Electronics et ses partenaires selon différentes catégories d'application telles que la conversion d'énergie, les systèmes de gestion de batterie, les interfaces système et le contrôle.
Conversion d'énergie
Dans les systèmes de stockage d'énergie solaire et par batteries, la conversion d'énergie agit comme un “traducteur de puissance”, convertissant différentes formes d'électricité en énergie utilisable pour les appareils. Les panneaux solaires génèrent du courant continu (DC), mais la plupart des équipements de centres de données nécessitent du courant alternatif (AC), ce qui nécessite des onduleurs pour convertir le DC en AC. Les systèmes de stockage par batterie stockent également l'énergie sous forme de DC, donc la tension et le courant doivent être régulés lors de la décharge pour garantir une alimentation stable et sûre. Grâce à des équipements de conversion à haute efficacité, l'énergie des systèmes solaires et de batteries peut être livrée de manière stable aux centres de données AI, améliorant l'efficacité énergétique et assurant un fonctionnement ininterrompu.
Onduleur de Stockage PV 10kW -- Il s'agit d'un système d'onduleur hybride doté d'une conception entièrement intégrée avec la technologie SiC (carbure de silicium) de troisième génération de Nexperia. Le matériel comprend des circuits BOOST à deux niveaux entrelacés, une topologie NPC-T triphasée et un circuit CLLLC. Il prend en charge la conversion de puissance bidirectionnelle et intègre le contrôle solaire MPPT, la rectification et l'inversion triphasées, le contrôle bidirectionnel DCDC et la gestion de la charge/décharge. Un panneau HMI externe peut afficher l'état du système en temps réel et télécharger des données sur le cloud.
Convertisseur de puissance bidirectionnel en pont complet CLLLC pour véhicules électriques -- Ce design de référence pour les applications de VE utilise les MOSFET SiC de Nexperia pour atteindre une haute efficacité sous des fréquences de commutation élevées tout en réduisant la taille et le poids. Convient aux systèmes de charge haute puissance tels que les chargeurs de VE, les OBC, les UPS et les systèmes solaires. La carte d'évaluation aide les utilisateurs à accélérer les conceptions de systèmes MOSFET SiC et à raccourcir les cycles de développement de produits. Elle peut s'intégrer parfaitement avec le design de référence "Bidirectional Totem-Pole PFC converter for OBC" d’Arrow.
Système PCS de stockage basse tension 6KW 48V -- Développé par Indeed Technology, ce système PCS comprend des interfaces pour le PV, le stockage d'énergie, le moteur diesel, les charges, et le réseau. Avec le plus grand nombre d'interfaces de l'industrie et des unités extérieures conformes à la norme IP65, il est compatible avec les batteries lithium 48V et plomb-acide et prend en charge un courant de charge/décharge jusqu'à 120A. Il permet jusqu'à 16 unités en parallèle, prend en charge la mise à jour en ligne à distance, la configuration des paramètres, les commandes à distance, et jusqu'à 6 périodes de charge/décharge programmées quotidiennement.
Conversion bidirectionnelle programmable de 800W ACDC -- Cette solution est basée sur le contrôleur de signal numérique programmable de NXP, le pilote de grille et le transcepteur CAN. Elle prend en charge une entrée de 85–265 Vac et une sortie de 380 Vdc en mode AC-DC, ainsi qu'une entrée de 380 Vdc avec une sortie de 220V/50Hz ou 110V/60Hz en mode DC-AC. La topologie en "totem-pole" permet une conversion bidirectionnelle et une commutation transparentes entre les modes isolé et connecté au réseau, avec des fonctionnalités OCP, OVP, UVP, OFP, UFP et OTP.
Conversion AC/DC bidirectionnelle programmable 800 W
Convertisseur de puissance auxiliaire à entrée 1kV -- Un design de référence de convertisseur DC-DC de 50W pour les systèmes PV auxiliaires. Prend en charge une entrée de 900–1000Vdc et délivre une sortie de 12Vdc 4A max. En utilisant une topologie flyback avec redressement synchrone, il obtient un design simple, isolé, performant, économique et fiable. Avec le SiC MOSFET d’onsemi, il fonctionne efficacement sous une haute tension de bus et une haute fréquence de commutation, réduisant la perte de puissance, avec une haute efficacité et une réduction de la taille et du poids.
Système de gestion de batterie (BMS)
Un système de gestion de batterie est comme le cerveau et le gardien de la batterie, jouant un rôle crucial dans le stockage d'énergie solaire. Ses tâches principales incluent la surveillance de la tension, du courant et de la température de la batterie pour garantir une charge et une décharge sûres, prévenir la surcharge/décharge ou la surchauffe, équilibrer chaque module de cellule et prolonger la durée de vie de la batterie. Il émet également des alertes ou arrête les systèmes en cas d'anomalies. Dans les centres de données AI alimentés par l'énergie solaire, le BMS garantit que les batteries fonctionnent de manière fiable et efficace, maximisant l'utilisation de l'énergie verte tout en assurant une opération ininterrompue 24/7.
Système de gestion de batteries industrielles (BMS) -- Ce BMS industriel se compose de circuits de commande électroniques qui surveillent et régulent la charge et la décharge des batteries. La solution inclut le XMC7200 de qualité industrielle d'Infineon, le front-end analogique TLE9018D, et le transcepteur TLE9015D. TLE9018DQU s'occupe de la mesure de la tension des cellules, de la mesure de la température, de l'équilibrage des cellules et de la communication isolée ; TLE9015D agit comme transcepteur, connectant le contrôleur principal de batterie MCU.
Le NXP ESS est une conception de référence de système de gestion de batterie de qualité production. Il s'agit d'une architecture conforme aux normes IEC 61508 et IEC 60730 jusqu'à 1500 V, destinée à une variété de solutions de gestion de batterie haute tension pour le stockage d'énergie utilitaire, commercial, industriel et résidentiel. Le NXP ESS est un ensemble complet matériel, logiciel et sécurité incluant des bibliothèques de sécurité produit et une documentation prenant en compte la pré-certification pour IEC 61508 SIL 2 et IEC 60730 Classe B.
Interface et contrôle du système
Dans les systèmes solaires et de stockage de batteries, l'interface et le contrôle du système agissent comme le centre de commande intelligent, intégrant et coordonnant le fonctionnement de l'ensemble du système. Il connecte les panneaux photovoltaïques, les batteries, les onduleurs, etc., pour fonctionner en synchronisation, surveille le flux d'énergie et l'état du système, permet un contrôle et une planification intelligents, et bascule automatiquement entre les modes d'alimentation et de stockage en fonction de la demande du réseau. Il communique également avec des plateformes de niveau supérieur comme le système de contrôle de centre de données EMS ou AI. Des solutions d'interface et de contrôle de système robustes permettent un support stable, efficace et intelligent pour les centres de données AI.
HMI pour onduleur PV et système de stockage d'énergie -- Ce design de référence est une solution HMI générique qui se connecte aux systèmes de stockage d'énergie (comme le système PV avec onduleur/MPPT et chargeur de batterie CLLLC) via un bus CAN. Développé par le tableau de bord Arrow, il prend en charge les protocoles de stockage PV, inclut 5 boutons, un écran LCD, une fonction RTC et plusieurs interfaces externes : CAN-FD, Ethernet, Wi-Fi, Bluetooth et deux interfaces RS485 (pour se connecter à KNX ou à d'autres dispositifs externes).
Solution Smart AFCI 2.0 -- Cette solution utilise le MCU MCXN547 de NXP, prenant en charge l'échantillonnage à 8 canaux et le marquage automatique. Les systèmes PV sont sujets à des défauts d'arc à plusieurs points de connexion, et la détection traditionnelle entraîne souvent de fausses alarmes ou des détections ratées dans les applications réelles. Cela non seulement apporte des risques pour la sécurité mais augmente également les coûts d'exploitation et de maintenance. Basée sur les MCUs de la série MCX N, cette détection de défaut d'arc industriel alimentée par l'IA améliore grandement la précision et la sécurité du système.
Conclusion
Alors que l'intelligence artificielle continue de stimuler les progrès mondiaux, nous devons également nous pencher sur la manière de garantir que cette puissance intelligente puisse coexister avec notre planète. De l'énergie solaire à la gestion intelligente des batteries en passant par les systèmes de contrôle intégrés, chaque étape de l'innovation technologique est un pas vers la durabilité. Les centres de données d'IA de demain ne seront pas seulement le cœur de l'information, mais aussi des symboles de la transformation verte. Avançons ensemble vers un avenir plus intelligent et plus propre, où la technologie et la nature prospèrent sous le soleil.
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