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如果您對可再生能源有所了解，您可能聽說過它的間歇性問題：太陽并不總是照耀，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)過剩的問題，這可能會威脅到電網(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。

盡管近年來電池技術(shù)取得了長足的進(jìn)步，但我們還沒有達(dá)到大規(guī)模儲能的可能。在那之前，可再生能源的間歇性問題阻礙了廣泛采用。

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。我們試圖解決的問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)化為某種實際工作，無論是驅(qū)動汽車的發(fā)動機(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)院計算機(jī)科學(xué)助理教授Barath Raghavan 說： “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)性用途可能會大大有助于平衡低發(fā)電量期間對可再生能源的電力需求。這個想法是有效地將能源使用從生產(chǎn)不足的時期向前推進(jìn)到生產(chǎn)過剩的時期，并將該工作的結(jié)果存儲起來供以后使用。

你不能用汽車或空調(diào)來做到這一點(diǎn)，但你可以通過數(shù)據(jù)處理來做到這一點(diǎn)，這就是信息電池概念的用武之地。

存儲可再生能源的能源很困難，但存儲數(shù)據(jù)卻非常容易，因此與其存儲數(shù)據(jù)中心可能在夜間使用的太陽能電池板的能源，不如讓數(shù)據(jù)中心在生產(chǎn)過剩期間執(zhí)行可預(yù)測的計算。然后，數(shù)據(jù)中心可以存儲這些結(jié)果，直到以后需要它們，這是一項耗能少得多的操作。

“我們觀察到，如果我們能夠預(yù)測未來可能發(fā)生的計算，我們現(xiàn)在就可以在有可用能量的情況下進(jìn)行這些計算，并存儲現(xiàn)在已經(jīng)包含能量的結(jié)果，”拉加萬說。

你怎么能提前預(yù)測計算工作？

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)評論上的一篇論文中描述，很多計算工作是事先知道的。

“想象一個大型計算任務(wù)就像一個大拼圖游戲，每一塊都是計算的一部分，”拉格萬本周告訴 TechRadar。“如果你提前知道所有的計算將是什么，你可以一次完成所有任務(wù)——一個拼圖。但通常你不知道 100% 的未來任務(wù)是什么。所以你可以想象碎片化將大量計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。所以只需要實時完成一小部分（少數(shù)不可預(yù)計算的小部分），其余部分利用推測執(zhí)行的計算部分。”

更重要的是，其中許多計算可能可重復(fù)用于不同的應(yīng)用程序或計算，因此重復(fù)的實時計算工作所節(jié)省的能源可以真正開始增加。

存儲所有這些數(shù)據(jù)不會耗費(fèi)能源嗎？

是的，但幾乎沒有相同的規(guī)模。

要讀取、寫入或以其他方式與信息電池交互，您顯然需要消耗能量。但是對于長期存儲，一旦將數(shù)據(jù)寫入電池并對其進(jìn)行索引以使其易于訪問，與實時重新計算相同數(shù)據(jù)所需的能量相比，使用它的能源成本是微不足道的。

“這取決于存儲介質(zhì)和計算類型，但總的來說，我們所說的效率要高得多，”Raghavan 告訴我們。

“作為一個非常粗略的計算（非常接近信封），一個高端服務(wù)器硬盤的內(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題？考慮到運(yùn)行世界上的計算機(jī)所需的能量正在以快速加速的速度增長，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。

原標(biāo)題：“信息電池”能否防止可再生能源浪費(fèi)如此多的能源？