中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：如果您對(duì)可再生能源有所了解，您可能聽(tīng)說(shuō)過(guò)它的間歇性問(wèn)題：太陽(yáng)并不總是照耀，風(fēng)也不總是在吹，因此可再生能源生產(chǎn)不能提供化石能源的那種持續(xù)發(fā)電燃料或核能。
還有可再生能源生產(chǎn)過(guò)剩的問(wèn)題，這可能會(huì)威脅到電網(wǎng)中的電涌，多余的能源基本上必須從電網(wǎng)中排出，浪費(fèi)了它的潛在用途。
盡管近年來(lái)電池技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但我們還沒(méi)有達(dá)到大規(guī)模儲(chǔ)能的可能。在那之前，可再生能源的間歇性問(wèn)題阻礙了廣泛采用。
這就是南加州大學(xué)的研究人員正試圖用一種新穎的解決方案來(lái)解決的挑戰(zhàn)：信息電池。
信息什么的？
如果你仔細(xì)想想，信息電池的想法并不奇怪。我們?cè)噲D解決的問(wèn)題是使可再生能源更加穩(wěn)定地生產(chǎn)。我們生產(chǎn)能源的全部原因是將其轉(zhuǎn)化為某種實(shí)際工作，無(wú)論是驅(qū)動(dòng)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)、運(yùn)行您家的空調(diào)系統(tǒng)還是為 Google 數(shù)據(jù)中心供電。
雖然為所有這些提供可再生能源的長(zhǎng)期解決方案是傳統(tǒng)的電池技術(shù)，但我們可以采取一些措施來(lái)加快速度。這就是信息電池發(fā)揮作用的地方。
南加州大學(xué)維特比學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)助理教授Barath Raghavan 說(shuō)： “按照目前的情況，五年后，加州每年浪費(fèi)的可再生能源量將相當(dāng)于洛杉磯每年使用的電力量。”工程。
為多余的能源找到生產(chǎn)性用途可能會(huì)大大有助于平衡低發(fā)電量期間對(duì)可再生能源的電力需求。這個(gè)想法是有效地將能源使用從生產(chǎn)不足的時(shí)期向前推進(jìn)到生產(chǎn)過(guò)剩的時(shí)期，并將該工作的結(jié)果存儲(chǔ)起來(lái)供以后使用。
你不能用汽車或空調(diào)來(lái)做到這一點(diǎn)，但你可以通過(guò)數(shù)據(jù)處理來(lái)做到這一點(diǎn)，這就是信息電池概念的用武之地。
存儲(chǔ)可再生能源的能源很困難，但存儲(chǔ)數(shù)據(jù)卻非常容易，因此與其存儲(chǔ)數(shù)據(jù)中心可能在夜間使用的太陽(yáng)能電池板的能源，不如讓數(shù)據(jù)中心在生產(chǎn)過(guò)剩期間執(zhí)行可預(yù)測(cè)的計(jì)算。然后，數(shù)據(jù)中心可以存儲(chǔ)這些結(jié)果，直到以后需要它們，這是一項(xiàng)耗能少得多的操作。
“我們觀察到，如果我們能夠預(yù)測(cè)未來(lái)可能發(fā)生的計(jì)算，我們現(xiàn)在就可以在有可用能量的情況下進(jìn)行這些計(jì)算，并存儲(chǔ)現(xiàn)在已經(jīng)包含能量的結(jié)果，”拉加萬(wàn)說(shuō)。
你怎么能提前預(yù)測(cè)計(jì)算工作？
Raghavan 和 Jennifer Switzer 是信息電池理念的關(guān)鍵特征之一。加州大學(xué)圣地亞哥分校的一名學(xué)生在最近發(fā)表在ACM 能源信息學(xué)評(píng)論上的一篇論文中描述，很多計(jì)算工作是事先知道的。
“想象一個(gè)大型計(jì)算任務(wù)就像一個(gè)大拼圖游戲，每一塊都是計(jì)算的一部分，”拉格萬(wàn)本周告訴 TechRadar?！叭绻闾崆爸浪械挠?jì)算將是什么，你可以一次完成所有任務(wù)——一個(gè)拼圖。但通常你不知道 100% 的未來(lái)任務(wù)是什么。所以你可以想象碎片化將大量計(jì)算分解為許多較小的拼圖。
“雖然不是所有的都可以提前完成，但很多都可以。所以只需要實(shí)時(shí)完成一小部分（少數(shù)不可預(yù)計(jì)算的小部分），其余部分利用推測(cè)執(zhí)行的計(jì)算部分?！?
更重要的是，其中許多計(jì)算可能可重復(fù)用于不同的應(yīng)用程序或計(jì)算，因此重復(fù)的實(shí)時(shí)計(jì)算工作所節(jié)省的能源可以真正開(kāi)始增加。
存儲(chǔ)所有這些數(shù)據(jù)不會(huì)耗費(fèi)能源嗎？
是的，但幾乎沒(méi)有相同的規(guī)模。
要讀取、寫(xiě)入或以其他方式與信息電池交互，您顯然需要消耗能量。但是對(duì)于長(zhǎng)期存儲(chǔ)，一旦將數(shù)據(jù)寫(xiě)入電池并對(duì)其進(jìn)行索引以使其易于訪問(wèn)，與實(shí)時(shí)重新計(jì)算相同數(shù)據(jù)所需的能量相比，使用它的能源成本是微不足道的。
“這取決于存儲(chǔ)介質(zhì)和計(jì)算類型，但總的來(lái)說(shuō)，我們所說(shuō)的效率要高得多，”Raghavan 告訴我們。
“作為一個(gè)非常粗略的計(jì)算（非常接近信封），一個(gè)高端服務(wù)器硬盤(pán)的內(nèi)含能量約為 2 GJ，這比智能手機(jī)多一點(diǎn)，在 1 kJ/MB 的穩(wěn)態(tài)，此處的 MB 是輸出數(shù)據(jù)（將具有計(jì)算的隱含能量）。
“它的運(yùn)行功耗很小——大約 4W?！?
節(jié)省的能源是否足以彌補(bǔ)可再生能源的間歇性問(wèn)題？考慮到運(yùn)行世界上的計(jì)算機(jī)所需的能量正在以快速加速的速度增長(zhǎng)，光靠它自己可能還不夠。但在我們真正談?wù)撋a(chǎn)更多能源之前，確保我們充分利用我們生產(chǎn)的能源是朝著正確方向邁出的重要一步。
