ডেটা সেন্টার ও ব্যাটারি: যেভাবে BESS পরিস্থিতি বদলে দিচ্ছে

ইনফরমটেক ডিজিটাল » মানে » ডেটা সেন্টার ও ব্যাটারি: যেভাবে BESS পরিস্থিতি বদলে দিচ্ছে

এমন একটি ডেটা সেন্টারের কল্পনা করা, যা গ্রিড বন্ধ হয়ে গেলেও চালু থাকে , বিদ্যুতের বিল ব্যাপকভাবে কমায় এবং একই সাথে কার্বন ফুটপ্রিন্টও হ্রাস করে—তা এখন আর কল্পবিজ্ঞান নয়। এই সবকিছু সম্ভব হয়েছে ব্যাটারি এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেম (BESS)-এর কল্যাণে, যা একটি পরীক্ষামূলক পর্যায় থেকে আধুনিক ডেটা সেন্টারের বৈদ্যুতিক কাঠামোর একটি মূল উপাদানে পরিণত হয়েছে।

প্রেক্ষাপটটি অত্যন্ত কঠিন : ডেটা সেন্টারগুলো ইতোমধ্যেই বৈশ্বিক বিদ্যুতের প্রায় ২% ব্যবহার করে, এবং পূর্বাভাস অনুযায়ী ক্লাউড কম্পিউটিং, এআই (AI ) ও ২৪/৭ ডিজিটাল পরিষেবার কারণে ২০৩০ সালের মধ্যে এই পরিমাণ দ্বিগুণ হতে পারে। একই সময়ে, পাওয়ার গ্রিডগুলো পুরোনো, অতিরিক্ত ভারাক্রান্ত এবং চরম আবহাওয়ার কারণে ঝুঁকিপূর্ণ হয়ে উঠছে, অন্যদিকে কোম্পানিগুলো ক্রমবর্ধমানভাবে কঠোর কার্বন নিঃসরণ হ্রাসের লক্ষ্যমাত্রা অনুসরণ করছে। এই জটিল পরিস্থিতিতে, প্রাপ্যতা নিশ্চিত করতে, খরচ কমাতে এবং স্থায়িত্ব বাড়াতে ব্যাটারি একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ সহযোগী হয়ে উঠেছে।

ডেটা সেন্টারগুলিতে ক্রমবর্ধমান শক্তি সমস্যা

বিশ্বব্যাপী ডেটা সেন্টারের সংখ্যা ও আকার ব্যাপকভাবে বৃদ্ধি পেয়েছে । শুধুমাত্র মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রেই ২০২৫ সালের শুরুতে ৫,৪০০-এরও বেশি ডেটা সেন্টার ছিল, যা অন্য যেকোনো দেশের তুলনায় দশ গুণেরও বেশি। মার্কিন জ্বালানি বিভাগের অনুমান অনুযায়ী, ২০২৮ সাল নাগাদ দেশের মোট বিদ্যুৎ চাহিদার ১২% পর্যন্ত ডেটা সেন্টারের কারণে হতে পারে, যেখানে এক দশক আগে এই হার ছিল মাত্র ১%।

বৈশ্বিক পরিসংখ্যান অনুযায়ী, ২০৩০ সাল নাগাদ ডেটা সেন্টারগুলোর শক্তি খরচ প্রায় ৯৪৫ টেরাওয়াট-আওয়ার (TWh)-এর দিকে এগোচ্ছে, যা ২০২৩ সালের তুলনায় দ্বিগুণেরও বেশি। এমন কিছু অঞ্চল রয়েছে যেখানে এই ধরনের স্থাপনার ঘনত্ব এতটাই বেশি যে, নেটওয়ার্কগুলোতে ইতিমধ্যেই ধারণক্ষমতার সমস্যা, আন্তঃসংযোগের বিলম্ব এবং নতুন নবায়নযোগ্য বিদ্যুৎ উৎপাদন বা নতুন ডেটা সেন্টার ক্যাম্পাস সংযোগের ক্ষেত্রে প্রতিবন্ধকতা দেখা দিচ্ছে।

গ্রিডের ভঙ্গুরতা এখন আর কোনো তাত্ত্বিক বিষয় নয় । ২০২৪ সালে, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে একটি সঞ্চালন লাইন বিকল হওয়ার কারণে প্রায় ১,৫০০ মেগাওয়াট ডেটা সেন্টারের লোড আকস্মিকভাবে বিচ্ছিন্ন হয়ে যায়, যা মোটামুটিভাবে একটি বড় বিদ্যুৎ কেন্দ্র বন্ধ হয়ে যাওয়ার সমতুল্য। এছাড়াও, ২০২০ সালে, একজন গড় আমেরিকান ব্যবহারকারী বছরে প্রায় ৮ ঘণ্টা বিদ্যুৎ বিভ্রাটের সম্মুখীন হয়েছেন, এবং চরম ক্ষেত্রে এই বিভ্রাটের মোট সময় ৩০ থেকে ৬০ ঘণ্টা পর্যন্ত পৌঁছেছে।

একজন ডেটা সেন্টার অপারেটরের জন্য, এমনকি কয়েক সেকেন্ডের জন্য বিদ্যুৎ না থাকাও মারাত্মক বিপর্যয় ডেকে আনতে পারে। আপটাইম ইনস্টিটিউটের সমীক্ষা অনুযায়ী, বড় বড় প্রতিষ্ঠানের স্থাপনাগুলিতে ডাউনটাইমের কারণে প্রতি ঘণ্টায় ক্ষতির পরিমাণ $১০০,০০০ থেকে $৫০০,০০০-এর মধ্যে, যার মধ্যে সুনামের ক্ষতি বা চুক্তিগত জরিমানা অন্তর্ভুক্ত নয়। সমীকরণটি স্পষ্ট: বিদ্যুতের উপর নির্ভরশীলতা বৃদ্ধি, গ্রিডের ঝুঁকি বৃদ্ধি, এবং প্রতিটি ঘটনার সাথে সম্ভাব্য বিধ্বংসী আর্থিক প্রভাব।

এখন পর্যন্ত, প্রচলিত সমাধান ছিল একটি ইউপিএস ও ডিজেল জেনারেটরের সমন্বিত ব্যবস্থা । জেনারেটর ব্যাংক (ইঞ্জিন-অল্টারনেটর) কয়েক দশক ধরে ব্যাকআপ পাওয়ার হিসেবে কাজ করে আসছে, কিন্তু এগুলোর সাথে বেশ কিছু গুরুতর সমস্যা রয়েছে: উচ্চ মাত্রায় CO₂, NOx এবং পার্টিকুলেট ম্যাটারের নির্গমন, শব্দদূষণ, জ্বালানির যোগান, ব্যাপক রক্ষণাবেক্ষণ এবং সাধারণত ৫ থেকে ১৫ সেকেন্ড চালু থাকার কারণে প্রয়োজনের চেয়ে বড় আকারের ইউপিএস ব্যবহার করা আবশ্যক হয়ে পড়ে। এছাড়াও, পরীক্ষা এবং জরুরি অবস্থা ছাড়া এগুলো সাধারণত নিষ্ক্রিয় থাকে, যা এগুলোকে একটি ব্যয়বহুল এবং অব্যবহৃত সম্পদে পরিণত করে।

নিয়ন্ত্রক ও সামাজিক চাপ ডিজেলের ওপর চাপ সৃষ্টি করছে । মাইক্রোসফট এবং গুগলের মতো বড় বড় প্রতিষ্ঠান ব্যাকআপ পাওয়ার হিসেবে ডিজেল জেনারেটর পর্যায়ক্রমে বন্ধ করার পরিকল্পনা ঘোষণা করেছে: মাইক্রোসফট ২০৩০ সালের মধ্যে ডিজেলের ওপর নির্ভরতা দূর করার লক্ষ্যমাত্রা নির্ধারণ করেছে, এবং গুগল ইতোমধ্যেই ইউরোপ জুড়ে তাদের ডেটা সেন্টারগুলোতে জেনারেটরের বিকল্প হিসেবে বড় পরিসরে ব্যাটারি পরীক্ষা চালিয়েছে। এই শিল্পের বার্তাটি বেশ স্পষ্ট: আরও পরিচ্ছন্ন, শান্ত, নমনীয় এবং স্মার্ট একটি বিকল্প প্রয়োজন।

BESS কী এবং এটিকে কীভাবে ডেটা সেন্টারে সংযুক্ত করা হয়?

একটি ব্যাটারি এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেম (BESS) হলো মূলত একটি বৃহৎ, বুদ্ধিমত্তার সাথে পরিচালিত ব্যাটারি ব্যাংক, যা বিদ্যুৎ সঞ্চয় করতে এবং প্রয়োজনে তা সরবরাহ করতে সক্ষম। একটি ডেটা সেন্টারে, এটি বৈদ্যুতিক অবকাঠামোর (ইউপিএস, সুইচবোর্ড, ট্রান্সফরমার এবং প্রযোজ্য ক্ষেত্রে জেনারেটর) সাথে সমন্বিত হয়ে একটি অতি-দ্রুত সাড়াদানকারী পাওয়ার রিজার্ভ হিসেবে কাজ করে।

জেনারেটরের তুলনায় মূল পার্থক্য হলো গতি । যেখানে একটি ডিজেল জেনারেটর চালু ও সিনক্রোনাইজ হতে কয়েক সেকেন্ড সময় নেয়, সেখানে একটি BESS মিলিসেকেন্ডের মধ্যেই অনলাইন হতে পারে। বর্তমান ইনভার্টার এবং লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি সাধারণত ৫০ মিলিসেকেন্ডেরও কম সময়ে সুইচিং করতে দেয়, যা এতটাই দ্রুত যে আইটি টিম তা টেরও পাবে না। বাস্তবে, BESS একটি উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন ও দীর্ঘস্থায়ী UPS হিসেবে কাজ করে।

কিন্তু BESS শুধু বিদ্যুৎ বিভ্রাটের জন্যই নয় । একটি সক্রিয় শক্তি ব্যবস্থাপনা সরঞ্জাম হিসাবে ব্যবহৃত হলে এর আসল সম্ভাবনা প্রকাশ পায়: এটি অফ-পিক সময়ে বা উদ্বৃত্ত নবায়নযোগ্য শক্তি দিয়ে চার্জ হতে পারে, সর্বোচ্চ মূল্যের সময় শক্তি সরবরাহ করতে পারে, চাহিদার রেখাকে সমতল করতে পারে, গ্রিডকে আনুষঙ্গিক পরিষেবা (ফ্রিকোয়েন্সি নিয়ন্ত্রণ, ভোল্টেজ সাপোর্ট) প্রদান করতে পারে এবং চাহিদা সাড়াদান কর্মসূচিতে অংশগ্রহণ করতে পারে। এটি তখন আর একটি 'স্বতন্ত্র বীমা পলিসি' থাকে না, বরং এমন একটি সম্পদে পরিণত হয় যা প্রতিদিন কাজ করে।

সাম্প্রতিক বছরগুলোতে অর্থনৈতিক দিকটিতে নাটকীয় পরিবর্তন এসেছে । ২০২০ থেকে ২০২৪ সালের মধ্যে লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির দাম প্রায় ২০% কমেছে এবং ব্যাটারির ব্যাপক উৎপাদন ত্বরান্বিত হয়েছে। ক্যালিফোর্নিয়া এবং টেক্সাসের মতো বাজারগুলিতে স্থাপিত ব্যাটারি এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেম (BESS) ক্ষমতা ২০১৮ সালে কার্যত শূন্য থেকে বেড়ে ২০২৪ সালে সম্মিলিতভাবে ২২ গিগাওয়াটেরও বেশি হয়েছে। এখন মনোযোগ কেবল বৃহৎ মেগাওয়াট (MW) ক্ষমতা স্থাপনের পরিবর্তে মেগাওয়াট-আওয়ার (MWh)-এ শক্তির সঠিক পরিমাণ নির্ধারণ, অর্থাৎ প্রকৃত ব্যাকআপের সময়কালের দিকে সরে এসেছে।

একটি ডেটা সেন্টারের জন্য, এর অর্থ হলো এমন মডিউলার সিস্টেম তৈরি করা যা ঘণ্টার পর ঘণ্টা বিদ্যুৎ সরবরাহ করতে পারে , কেবল একটি প্রচলিত ইউপিএস-এর মতো ৫-১০ মিনিট নয়। বর্তমানে, এমন কনফিগারেশন দেখা যায় যা সম্পূর্ণ লোডে ৬০ থেকে ১২০ মিনিট পর্যন্ত চলতে পারে, এবং ৪-৮ ঘণ্টা চলার ক্ষমতাসম্পন্ন প্রকল্পগুলোও ইতোমধ্যে স্থাপন করা হচ্ছে, বিশেষ করে যেসব পরিবেশে নবায়নযোগ্য শক্তির ব্যবহার বেশি বা গ্রিড দুর্বল।

ডেটা সেন্টারে BESS-এর প্রধান সুবিধাগুলো

BESS তিনটি সুস্পষ্ট সুবিধা প্রদান করে : কার্যক্ষমতার সময়ে আমূল উন্নতি, জ্বালানি খরচ হ্রাস, এবং স্থায়িত্বের ক্ষেত্রে এক উল্লেখযোগ্য অগ্রগতি। চলুন, বিষয়টি বিশদভাবে আলোচনা করা যাক।

নিরবচ্ছিন্ন বিদ্যুৎ সরবরাহ এবং চরম স্থিতিস্থাপকতা

যেকোনো অপারেটরের জন্য সর্বোচ্চ অগ্রাধিকার হলো উচ্চ প্রাপ্যতা এবং নিরবচ্ছিন্ন কার্যক্ষমতা , এবং এখানেই ব্যাটারির একটি উল্লেখযোগ্য সুবিধা রয়েছে। মিলিসেকেন্ডের মধ্যে সাড়া দিয়ে, ব্যাটারি এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেম (BESS) ভোল্টেজ ড্রপ, স্বল্প সময়ের বিভ্রাট এবং সম্পূর্ণ বিদ্যুৎ বিভ্রাটের মতো পরিস্থিতি সামাল দেয়, ফলে সার্ভারগুলোর বিদ্যুৎ সংযোগ বিচ্ছিন্ন হয় না। উদাহরণস্বরূপ, গুগল বেলজিয়ামের সেন্ট ঘিসলেইনে অবস্থিত তাদের ডেটা সেন্টারে দেখিয়েছে যে, একটি ২.৫ মেগাওয়াট-আওয়ারের (MWh) ব্যাটারি প্রকৃত বিদ্যুৎ বিভ্রাটের সময়ও কেন্দ্রটিকে সচল রাখতে পারে এবং লক্ষ লক্ষ ডলারের ক্ষতি প্রতিরোধ করতে পারে।

সুইডেনে, মাইক্রোসফট একটি ডেটা সেন্টারে বিপুল সংখ্যক ডিজেল জেনারেটরের পরিবর্তে একটি ১৬ মেগাওয়াট-আওয়ার, ২৪ মেগাওয়াট ব্যাটারি এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেম (BESS) স্থাপন করেছে। এই সিস্টেমটি পূর্ণ লোডে প্রায় ৮০ মিনিটের স্বয়ংক্রিয়তা প্রদান করে, যা স্থানীয় নেটওয়ার্কের বেশিরভাগ ঘটনার জন্য যথেষ্টরও বেশি। এটি ব্ল্যাক-বুট পরিস্থিতিতে বা বড় ধরনের কোনো ব্যর্থতার পর পুনরুদ্ধারের সময় নেটওয়ার্কটিকেও সহায়তা করতে পারে।

অন্তর্নিহিত নির্ভরযোগ্যতার দৃষ্টিকোণ থেকেও ব্যাটারিই এগিয়ে থাকে । লিথিয়াম-আয়ন সিস্টেমে চলমান যন্ত্রাংশ কম থাকে, এতে রয়েছে অবিরাম পর্যবেক্ষণ এবং স্ব-নির্ণয়ের ক্ষমতা। একটি সু-পরিকল্পিত BESS ৯৯.৯%-এর বেশি কার্যক্ষমতার হার দিতে পারে, যেখানে ডিজেল জেনারেটরের চালু হওয়ার সময় ব্যর্থতার হার অনেক বেশি। 'প্রয়োজনের মুহূর্তে চালু না হওয়ার' সম্ভাবনাও কম থাকে।

আরও কিছু বাস্তব সুবিধা রয়েছে যা দৈনন্দিন কার্যক্রমে লক্ষণীয় : কম রক্ষণাবেক্ষণ (তেল পরিবর্তন বা জ্বালানি ব্যবস্থাপনার প্রয়োজন নেই), উন্নত তরঙ্গ গুণমান (হারমোনিক ফিল্টারিং, তরঙ্গের অবনমন ও স্ফীতি প্রশমন), স্থানীয় নবায়নযোগ্য শক্তি উৎপাদনের মাধ্যমে মাইক্রোগ্রিড তৈরির সম্ভাবনা এবং ফুয়েল সেল বা ক্লিন গ্যাস টারবাইনের মতো অন্যান্য উৎসের সাথে ব্যাটারি এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেম (BESS) সংযুক্ত করে দীর্ঘস্থায়ী বিদ্যুৎ বিভ্রাট মোকাবেলা করার ক্ষমতা।

চরম পরিস্থিতিতে, BESS ও বিকল্প বিদ্যুৎ উৎপাদন ব্যবস্থার সমন্বয় জেনারেটরকে অনেক কম সময় ধরে চালাতে সাহায্য করে এবং বিদ্যুৎ বিভ্রাট প্রত্যাশার চেয়ে বেশি সময় ধরে চললে কেবল ব্যাটারি রিচার্জ করে, যা ডিজেল সরবরাহের সাথে যুক্ত শব্দদূষণ, নির্গমন এবং লজিস্টিক ঝুঁকি ব্যাপকভাবে হ্রাস করে।

শক্তি খরচ হ্রাস এবং পরিচালন ব্যয়ের অপ্টিমাইজেশন

সরবরাহের নিরাপত্তার পাশাপাশি, বিদ্যুৎ বিল কমানোর জন্য BESS একটি শক্তিশালী মাধ্যম । ডেটা সেন্টারগুলো শুধু ব্যবহৃত kWh-এর জন্যই অর্থ প্রদান করে না, বরং প্রতিটি বিলিং পিরিয়ডে সর্বোচ্চ চাহিদার (kW) জন্যও অর্থ প্রদান করে। এই সর্বোচ্চ চাহিদাগুলো, যদিও অনিয়মিত, মোট খরচের ৩০% থেকে ৭০% পর্যন্ত হতে পারে।

পিক শেভিং এবং লোড শিফটিং কৌশল ব্যবহার করে, BESS গ্রিড এবং আইটি লোডের মধ্যে একটি বাফার হিসেবে কাজ করে । এটি অফ-পিক আওয়ারে, যখন বিদ্যুতের দাম কম থাকে (রাতে, সপ্তাহান্তে, বা যখন বায়ু বিদ্যুৎ উৎপাদন বেশি হয়), তখন লোড গ্রহণ করে এবং পিক আওয়ারে আনলোড করে গ্রিডের উপর চাপ কমায়। NREL অনুমান করেছে যে, একটি কার্যকর কৌশল অবলম্বন করলে, একটি ডেটা সেন্টার তার বার্ষিক বিদ্যুৎ খরচে ৩০% পর্যন্ত সাশ্রয় করতে পারে।

বাস্তবে, হাইপারস্কেল ইনস্টলেশনগুলিতে এর জন্য প্রতি বছর লক্ষ লক্ষ ইউরো খরচ হয় । মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের পশ্চিম উপকূলে এমন ঘটনা নথিভুক্ত করা হয়েছে যেখানে পিক ম্যানেজমেন্টের জন্য ব্যবহৃত একটি ব্যাটারি সিস্টেম বিদ্যুতের খরচ প্রায় ১৫% কমিয়েছে এবং এর পাশাপাশি গ্রিড জরুরি অবস্থার সময় আকস্মিক স্পট প্রাইসের বৃদ্ধি থেকে ইনস্টলেশনটিকে রক্ষা করেছে।

নেটওয়ার্ক পরিষেবা বাজারে অংশগ্রহণের মাধ্যমে সম্ভাব্য রাজস্ব ছাড়াও এই সাশ্রয় হয় । কিছু বিদ্যুৎ ব্যবস্থা পরিচালনাকারী সংস্থা সেইসব বড় গ্রাহকদের অর্থ প্রদান করে, যারা সংকটকালীন সময়ে তাদের চাহিদা কমাতে বা শক্তি সরবরাহ করতে সক্ষম হয়। ব্যাটারি এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেম (BESS) সহ একটি ডেটা সেন্টার ফ্রিকোয়েন্সি নিয়ন্ত্রণ, দ্রুত ব্যাকআপ ক্ষমতা বা চাহিদা অনুযায়ী সাড়া দেওয়ার মতো পরিষেবা দিতে পারে এবং এর জন্য চার্জ করতে পারে, অথচ শেষ গ্রাহক কিছুই টের পায় না।

কর প্রণোদনা এবং ভর্তুকির মাধ্যমে মোট মালিকানা ব্যয়ের (TCO) সমীকরণটি আরও উন্নত হয় । মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে, মুদ্রাস্ফীতি হ্রাস আইনে স্বতন্ত্র শক্তি সঞ্চয় ব্যবস্থার জন্য ৩০% বিনিয়োগ কর ছাড় অন্তর্ভুক্ত রয়েছে, যা বড় প্রযুক্তি সংস্থাগুলির ডেটা সেন্টারে ব্যাটারি প্রকল্পগুলিকে উৎসাহিত করেছে। স্থিতিস্থাপকতা, শক্তি দক্ষতা বা নবায়নযোগ্য শক্তির একীকরণের সাথে যুক্ত আঞ্চলিক সহায়তা কর্মসূচি দ্বারা এটিকে পরিপূরক করা যেতে পারে।

স্থায়িত্ব, নবায়নযোগ্য শক্তি এবং নিয়ন্ত্রক চাপ

একটি ডেটা সেন্টারকে সত্যিকার অর্থে "সবুজ" করে তোলার জন্য ব্যাটারি এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেম (BESS) একটি অপরিহার্য উপাদান । একদিকে, এটি পরীক্ষা এবং জরুরি অবস্থায় ডিজেল জেনারেটরের ব্যবহার প্রতিস্থাপন করে সরাসরি নির্গমন কমায় এবং ব্যাটারি পুনর্ব্যবহার প্রক্রিয়াকে সহজতর করে ; অন্যদিকে, এটি নিজস্ব স্থানে (যেমন, ছাদের ফটোভোল্টাইক) এবং বিদ্যুৎ ক্রয় চুক্তির (PPA) মাধ্যমে চুক্তিবদ্ধ নবায়নযোগ্য শক্তির সর্বোচ্চ ব্যবহার নিশ্চিত করে।

যখন উৎপাদন বেশি এবং চাহিদা কম থাকে , তখন উদ্বৃত্ত সৌর বা বায়ু শক্তি সঞ্চয় করে BESS সিস্টেমগুলোকে সূর্য না থাকা বা বাতাস কম থাকার সময়েও পরিচ্ছন্ন শক্তিতে চলতে সাহায্য করে। উদাহরণস্বরূপ, অ্যাপল দেখিয়েছে যে ব্যাটারির সাথে ফটোভোল্টাইক প্রযুক্তি ব্যবহার করে তারা তাদের নেভাডার ডেটা সেন্টারটি প্রায় ৮০% সৌর শক্তিতে চালাতে পারে, যদিও প্ল্যান্টটি কেবল দিনের বেলায় বিদ্যুৎ উৎপাদন করে।

মেটা এবং অন্যান্য অপারেটররা প্রচলিত গ্রিড + ডিজেল স্কিম থেকে নবায়নযোগ্য শক্তি এবং বৃহৎ-ক্ষমতাসম্পন্ন ব্যাটারি এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেম (বিল্ট-ইন এনার্জি সার্ভিস সিস্টেম) সমর্থিত মডেলে স্থানান্তরের মাধ্যমে বার্ষিক কয়েক দশ বা শত হাজার টন CO₂ নির্গমনের পরিমাণ নির্ণয় করেছে । অধিকন্তু, ইঞ্জিনের শব্দ এবং দূষণের স্থানীয় প্রভাব দূর হয়, যা শহরাঞ্চলে বা আবাসিক এলাকার কাছাকাছি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

নিয়ন্ত্রক দৃষ্টিকোণ থেকে, ব্যাটারি স্টোরেজ ক্রমবর্ধমান কঠোর নির্দেশাবলী এবং নিয়মকানুন পূরণে সহায়তা করে । ইউরোপীয় ইউনিয়ন ২০৩০ সালের মধ্যে ৪০% থেকে ৫৫% পর্যন্ত নির্গমন হ্রাসের লক্ষ্য নির্ধারণ করেছে এবং ইতোমধ্যেই ডেটা সেন্টারগুলির দক্ষতার উপর মনোযোগ দিচ্ছে। আমস্টারডাম এবং সিঙ্গাপুরের মতো শহরগুলি শক্তি খরচ এবং নির্গমনের কারণে নতুন ডেটা সেন্টার স্থাপনের উপর স্থগিতাদেশ দেওয়ার কথাও বিবেচনা করেছে; ব্যাটারি এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেম (BESS) এবং উচ্চ মাত্রায় নবায়নযোগ্য শক্তির সমন্বয়যুক্ত প্রকল্পগুলি উপস্থাপন করা হলে অনুমতি পাওয়ার ক্ষেত্রে তা বিরাট পার্থক্য গড়ে দিতে পারে।

সংক্ষেপে, BESS হলো স্থিতিস্থাপকতা, সাশ্রয় এবং কার্বন নিঃসরণ হ্রাসের জন্য একযোগে একটি চালিকাশক্তি , যা ESG সংক্রান্ত বিষয়ে গ্রাহক, নিয়ন্ত্রক এবং বিনিয়োগকারীদের কড়া নজরদারির অধীনে থাকা একটি খাতের জন্য অত্যন্ত শক্তিশালী একটি বিষয়।

ডেটা সেন্টারে ব্যবহৃত ব্যাটারি: লেড-অ্যাসিড বনাম লিথিয়াম-আয়ন এবং তার বাইরে

ঐতিহাসিকভাবে, লেড-অ্যাসিড (ভিআরএলএ) ব্যাটারি তার কম প্রাথমিক খরচ এবং কয়েক দশক ব্যবহারের পর সুপ্রতিষ্ঠিত কার্যকারিতার কারণে ইউপিএস সিস্টেমের সেরা পছন্দ হিসেবে বিবেচিত হয়ে আসছে। তবে, ডেটা সেন্টারগুলিতে লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির ব্যবহার এখন একটি বাস্তবতা এবং এটি পাওয়ার ব্যাকআপ সিস্টেমের নকশাকে সম্পূর্ণরূপে বদলে দিচ্ছে।

লিথিয়াম-আয়ন (Li-ion) ব্যাটারির ইলেকট্রোডে লিথিয়াম যৌগ ব্যবহৃত হয় এবং এগুলোকে সেল, মডিউল ও সম্পূর্ণ সিস্টেম হিসেবে ভাগ করা হয়। এগুলো উচ্চ শক্তি ঘনত্ব প্রদান করে, চার্জের পরিমাণ কমে গেলেও স্থিতিশীল শক্তি সরবরাহ করে এবং লেড-অ্যাসিড ব্যাটারির তুলনায় অনেক বেশি চক্র সহ্য করতে পারে। এলএফপি (লিথিয়াম আয়রন ফসফেট), এনএমসি (নিকেল-ম্যাঙ্গানিজ-কোবাল্ট) এবং এনএমসি/এলটিও-এর মতো নির্দিষ্ট কনফিগারেশনের প্রযুক্তিগুলো চাহিদাসম্পন্ন শিল্পক্ষেত্রে ক্রমশ প্রচলিত হচ্ছে।

লেড-অ্যাসিড ব্যাটারির তুলনায় লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির বেশ কিছু সুস্পষ্ট সুবিধা রয়েছে : উচ্চ শক্তি ঘনত্ব (কম জায়গায় বেশি ধারণক্ষমতা), অনেক দীর্ঘ জীবনকাল (সাধারণত ১০-১৫ বছর, যেখানে অনেক ভিআরএলএ ব্যাটারির জীবনকাল ৩-৫ বছর), উচ্চ চার্জ/ডিসচার্জ দক্ষতা এবং কম রক্ষণাবেক্ষণ। কিছু ক্ষেত্রে, একটি ভালো লেড-অ্যাসিড ব্যাটারি ব্যাংকের ১,৫০০ সাইকেলের তুলনায় একটি লি-আয়ন সিস্টেম ২,৫০০ সাইকেল পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে, যা পুরো স্থাপনার জীবনকালে ব্যাটারি প্রতিস্থাপনের প্রয়োজনীয়তা ব্যাপকভাবে কমিয়ে দেয়।

এছাড়াও, লিথিয়াম ব্যাটারি ৫৫° সেলসিয়াস পর্যন্ত উচ্চ তাপমাত্রায় কাজ করতে পারে , যার ফলে একটি ডেটা সেন্টারের ব্যাটারি রুমের জন্য জলবায়ু নিয়ন্ত্রণের প্রয়োজনীয়তা কমে যায়, স্থান নির্বাচনের ক্ষেত্রে অধিক নমনীয়তা পাওয়া যায় এবং শীতলীকরণ সংক্রান্ত মূলধনী ও পরিচালন ব্যয়ে (CAPEX/OPEX) সাশ্রয় হয়। এছাড়া, এগুলো কম জায়গা নেয় এবং ওজনেও উল্লেখযোগ্যভাবে হালকা, যা কাঠামোগত সীমাবদ্ধতাযুক্ত ভবনগুলোর জন্য একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ বিষয়।

এই সবকিছুর ফলে মোট মালিকানা খরচ (TCO) অনেক কমে আসে, যদিও প্রাথমিক বিনিয়োগ বেশি হয়। শিল্প বিশ্লেষণ অনুযায়ী, ইউপিএস (UPS) এবং বিইএসএস (BESS) সিস্টেমে ভিআরএলএ (VRLA) ব্যাটারির পরিবর্তে লি-আয়ন (Li-ion) ব্যাটারি ব্যবহার করলে ১০ বছরে মোট মালিকানা খরচ ৩০-৫০% কমে যায়। এর কারণ হলো কম রক্ষণাবেক্ষণ, কম প্রতিস্থাপন, অধিক কার্যকারিতা এবং এর সাথে সম্পর্কিত শক্তি সাশ্রয়।

তবে, বাজারটি শুধু লেড-অ্যাসিড এবং লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির মধ্যেই সীমাবদ্ধ নয়। সোডিয়াম-আয়ন এবং নিকেল-জিঙ্ক ব্যাটারির বাণিজ্যিক সমাধানও আসতে শুরু করেছে, যা খরচ, নিরাপত্তা এবং স্থায়িত্বের ক্ষেত্রে সুবিধার প্রতিশ্রুতি দেয় (উদাহরণস্বরূপ, কোবাল্ট বা নিকেলের ব্যবহার কমিয়ে)। ন্যাট্রন এনার্জির মতো নির্মাতারা সোডিয়াম-আয়ন উৎপাদন কেন্দ্রে ব্যাপকভাবে বিনিয়োগ করছে, যা অন্যান্য বিষয়ের পাশাপাশি ডেটা সেন্টার অ্যাপ্লিকেশনের জন্যও তৈরি।

এদিকে, নিকেল-জিঙ্কের মতো প্রযুক্তিগুলো পরিবেশবান্ধব ইউপিএস সমাধানে জনপ্রিয়তা লাভ করছে , যার প্রমাণ মেলে ইউপিএস সরবরাহকারী এবং এই ধরনের ব্যাটারি প্রস্তুতকারকদের মধ্যে সাম্প্রতিক চুক্তিগুলো থেকে। যদিও লিথিয়াম-আয়নের তুলনায় এর ব্যবহার এখনও নগণ্য, তবে এই প্রবণতা আগামী দশকে আরও বৈচিত্র্যময় প্রযুক্তিগত মিশ্রণের দিকেই ইঙ্গিত করছে।

ইউপিএস + ডিজেল থেকে সক্রিয় বিইএসএস: নতুন স্থাপত্য মান

এই বিপ্লবের প্রথম পর্যায়টি হলো ইউপিএস সিস্টেমে ভিআরএলএ-কে সরাসরি লি-আয়ন ব্যাটারি দিয়ে প্রতিস্থাপন করা , যেখানে টপোলজি একই রাখা হয়েছে (অভ্যন্তরীণ ব্যাটারিসহ ক্লাসিক ইউপিএস অথবা ডেডিকেটেড র‍্যাক ব্যাটারি), কিন্তু স্টোরেজ প্রযুক্তিটি অনেক বেশি শক্তিশালী। শুধুমাত্র এই পদক্ষেপটিই নির্ভরযোগ্যতা বাড়ায় এবং মোট মালিকানা খরচ (TCO) কমায়।

দ্বিতীয় পর্যায়, যা ইতোমধ্যে শুরু হয়ে গেছে, তা হলো “প্যাসিভ ইউপিএস” থেকে “অ্যাক্টিভ বিইএসএস”-এ স্থানান্তর । এখানে ধারণাটি পরিবর্তিত হয়: জেনারেটর চালু হওয়া পর্যন্ত মাত্র কয়েক মিনিট চলার মতো ব্যাটারির পরিবর্তে, গ্রিড-ফর্মিং ইনভার্টারসহ একটি মাঝারি বা উচ্চ ক্ষমতার (কয়েক দশ মেগাওয়াট-আওয়ার) স্টোরেজ সিস্টেম ডিজাইন করা হয়, যা একই সাথে ইউপিএস এবং একটি অস্থায়ী “পাওয়ার প্ল্যান্ট” হিসেবে কাজ করতে পারে।

এই নতুন আর্কিটেকচারে, অনেক ক্ষেত্রে একটিমাত্র মাঝারি/উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন BESS, UPS ও জেনারেটরের সমন্বিত ব্যবস্থাকে প্রতিস্থাপন করতে পারে , যা মিলিসেকেন্ডের মধ্যে সাড়া দেওয়ার ক্ষমতা, ভোল্টেজ/ফ্রিকোয়েন্সি সাপোর্ট এবং কয়েক ঘণ্টার রানটাইম প্রদান করে। যেখানে অত্যন্ত দীর্ঘ রানটাইমের প্রয়োজন হয়, সেখানে এটিকে বিকল্প জেনারেশনের সাথে যুক্ত করা যেতে পারে, কিন্তু এক্ষেত্রে ব্যাটারিই প্রধান ভূমিকা পালন করে।

এই পরিবর্তন ডেটা সেন্টারের বৈদ্যুতিক অবকাঠামোকে ব্যাপকভাবে সরল করে তোলে : এতে যান্ত্রিক সরঞ্জাম কম থাকে, ত্রুটির সম্ভাবনা কমে যায়, জ্বালানি ট্যাঙ্ক ও সহায়ক সিস্টেমের জন্য কম জায়গা লাগে এবং পাওয়ার চেইন আরও সংক্ষিপ্ত ও কার্যকর হয় (উন্নত PUE)। অধিকন্তু, এটি একটি সম্পূর্ণ ইলেকট্রনিক সিস্টেম হওয়ায় এর পর্যবেক্ষণ ও নিয়ন্ত্রণ ক্ষমতা অনেক বেশি সূক্ষ্ম।

এই মডেলের একটি আকর্ষণীয় ফলাফল হলো গ্রিডের সাপেক্ষে ডেটা সেন্টারের ভূমিকার পরিবর্তন । এটি আর নির্দিষ্ট পয়েন্টে উচ্চ শক্তির চাহিদা সৃষ্টিকারী একটি সমস্যাজনক লোড থাকে না, বরং বৈদ্যুতিক ব্যবস্থাকে স্থিতিশীল করতে সক্ষম একটি নমনীয় সম্পদে পরিণত হয়। এটি সংযোগের অনুমতি এবং ক্ষমতা সম্প্রসারণের ক্ষেত্রে অপারেটরের দর কষাকষির অবস্থানকে উন্নত করে, যা এমন এলাকাগুলোর জন্য বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ যেখানে গ্রিড ইতিমধ্যেই তার সর্বোচ্চ সীমায় কাজ করছে।

সফটওয়্যার এবং বুদ্ধিমান BESS ব্যবস্থাপনার মূল ভূমিকা

একটি ভালো নিয়ন্ত্রক ব্যবস্থা ছাড়া ব্যাটারি স্টোরেজ ও এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেম (BESS) হলো টায়ার পাংচার হওয়া ফেরারি গাড়ির মতো । এর মূল চাবিকাঠি হলো অ্যাসেট পারফরম্যান্স ম্যানেজমেন্ট (APM) সফটওয়্যার এবং ব্যাটারি ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম (BMS), যা সিদ্ধান্ত নেয় কখন চার্জ করতে হবে, কখন ডিসচার্জ করতে হবে, কীভাবে সেলের আয়ু রক্ষা করতে হবে এবং কীভাবে গ্রিড ও ডেটা সেন্টারের বাকি অবকাঠামোর সাথে যোগাযোগ স্থাপন করতে হবে।

আধুনিক প্ল্যাটফর্মগুলো, যেগুলোর অনেকগুলোই এআই এবং উন্নত অ্যানালিটিক্স দ্বারা সমর্থিত , রিয়েল টাইমে ব্যাটারির অবস্থা (তাপমাত্রা, ভোল্টেজ, কারেন্ট, SOH, SOC) পর্যবেক্ষণ করে, এর অবনতি অনুমান করে, জ্বালানির মূল্য এবং ঝুঁকির পরিস্থিতির উপর ভিত্তি করে সর্বোত্তম কার্যক্রমের সুপারিশ করে এবং নেটওয়ার্ক পরিষেবা বাজারে অংশগ্রহণকে স্বয়ংক্রিয় করে তোলে।

এপিএম-এর শক্তি সম্পদের জন্য বিশেষায়িত SaaS সমাধানগুলো, যেমনটি কিছু শিল্প সরবরাহকারী দিয়ে থাকে , ডেটা সেন্টার অপারেটরদের তাদের BESS বিনিয়োগের সর্বোচ্চ ব্যবহার করতে সাহায্য করে: এগুলো ব্যাটারির আয়ু বাড়ায়, অপ্রত্যাশিত ব্যর্থতা কমায়, চার্জ/ডিসচার্জ চক্রকে অপ্টিমাইজ করে এবং শক্তি কৌশলকে ব্যবসায়িক ও টেকসই লক্ষ্যের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ করে।

এই প্রেক্ষাপটে, BESS শুধুমাত্র একটি হার্ডওয়্যার না থেকে একটি প্রোগ্রামেবল এনার্জি প্ল্যাটফর্মে পরিণত হয় , যা উচ্চ মাত্রার অটোমেশনের মাধ্যমে সঞ্চয়, স্থিতিস্থাপকতা এবং পরিপূরক আয়ের জন্য জটিল কৌশল বাস্তবায়ন করতে সক্ষম।

এমন একটি পরিস্থিতিতে যেখানে ডেটা সেন্টারগুলির বিদ্যুৎ ব্যবহার বহুগুণে বাড়ছে, গ্রিডের উপর চাপ বাড়ছে এবং কার্বন নিঃসরণ কমানোর চাপ বৃদ্ধি পাচ্ছে , সেখানে ব্যাটারি শক্তি সঞ্চয় ব্যবস্থাগুলি নতুন শক্তি কাঠামোর মেরুদণ্ড হিসাবে নিজেদের প্রতিষ্ঠিত করছে: এগুলি পরিষেবার ধারাবাহিকতা নিশ্চিত করে, বিদ্যুতের বিল কমায়, নবায়নযোগ্য শক্তির ব্যাপক ব্যবহার সহজতর করে এবং ডেটা সেন্টারকে বৈদ্যুতিক ব্যবস্থার মধ্যে একজন সাধারণ নিষ্ক্রিয় ভোক্তার পরিবর্তে একজন সক্রিয় খেলোয়াড়ে পরিণত করে।