એઆઈ વીજળીની ભૂખ અને વિશાળ પાવર સબસ્ટેશનોનું નવું વૈશ્વિક નેટવર્ક
આર્ટિફિશિયલ ઇન્ટેલિજન્સના સર્વરોને સતત ચલાવવા માટે હવે ગીગાવોટ સ્તરના વિરાટ સબસ્ટેશનોની જરૂરિયાત ઊભી થઈ છે. યુકેના ટીસસાઇડમાં બ્રિટનનું સૌથી મોટું સબસ્ટેશન સ્થાપવાની યોજના આ ક્રાંતિનું પ્રતીક છે.
આજકાલ કૃત્રિમ બુદ્ધિમત્તા એટલે કે આર્ટિફિશિયલ ઇન્ટેલિજન્સ (Artificial Intelligence - AI) ની ચર્ચા ચારેય તરફ છે. ચાટજીપીટી જેવા ભાષાકીય મોડેલોથી લઈને આધુનિક ડિજિટલ સાધનો સુધી, એઆઈ તકનીક પાછળ વિરાટ ડેટા સેન્ટરો કામ કરી રહ્યા છે. પરંતુ આ જટિલ એઆઈ મોડેલોને તાલીમ આપવા અને ચલાવવા માટે માત્ર સોફ્ટવેર પૂરતું નથી; તેના માટે અકલ્પનીય પ્રમાણમાં વીજળીની જરૂર પડે છે. એઆઈ ડેટા સેન્ટર્સની આ અથાક પાવર માંગને પહોંચી વળવા માટે હવે વિશ્વભરમાં વિશાળ ઇલેક્ટ્રિકલ સબસ્ટેશન (substation) બનાવવાની હોડ જામી છે.
તાજેતરમાં બ્રિટનમાં નેશનલ ગ્રીડ (National Grid) નામના પાવર ટ્રાન્સમિશન નિગમે ઉત્તર-પૂર્વ ઇંગ્લેન્ડના ટીસસાઇડ (Teesside) ખાતે આવેલા ડોર્મન પોઇન્ટ પર ૨૯.૫ હેક્ટર (આશરે ૭૩ એકર) જમીન ખરીદવાનો કરાર કર્યો છે. ટાઇમ્સ અને સ્કાઇ ન્યૂઝના અહેવાલો મુજબ, આ સ્થળે બ્રિટનનું સૌથી મોટું સબસ્ટેશન બાંધવામાં આવશે. આ વિરાટ સબસ્ટેશન તેના નજીકમાં જ પ્રસ્તાવિત ૫,૦૦૦૦૦ ચોરસ મીટરમાં ફેલાયેલા વિશાળ એઆઈ ડેટા સેન્ટરને વીજળી પૂરી પાડશે. આ સબસ્ટેશનની ક્ષમતા ૩.૨ ગીગાવોટ (Gigawatt - GW) સુધીની હશે, જે એક જ સ્થળે વીજળીનો અભૂતપૂર્વ જથ્થો પૂરો પાડવા માટે સક્ષમ છે.
| વિગત / માપદંડ | મૂલ્ય / ક્ષમતા |
|---|---|
| જમીનનું ક્ષેત્રફળ | ૨૯.૫ હેક્ટર (૭૩ એકર) |
| પ્રસ્તાવિત પાવર ક્ષમતા | ૩.૨ ગીગાવોટ (3.2 GW) |
| ડેટા સેન્ટર ક્ષેત્રફળ | ૫,૦૦૦૦૦ ચોરસ મીટર |
| મુખ્ય ડેવલપર / ઓપરેટર | National Grid, Balfour Beatty, SRP |
આ યોજના પાછળનું મુખ્ય કારણ એ છે કે એઆઈ મોડેલોના પ્રોસેસિંગ માટે હજારો ગ્રાફિક્સ પ્રોસેસિંગ યુનિટ (Graphics Processing Unit - GPU) રાત-દિવસ કાર્યરત રહે છે. આ સાધનો એટલી ઉચ્ચ ઘનતામાં વીજળી વાપરે છે કે પરંપરાગત પાવર નેટવર્ક તેને પહોંચી વળી શકતા નથી. ટીસ વેલી કમ્બાઇન્ડ ઓથોરિટીના મેયર બેન હોચનના જણાવ્યા મુજબ, યુકેમાં ડેટા સેન્ટર બાંધવા ઇચ્છતી કંપનીઓ માટે સૌથી મોટો પડકાર પૂરતી વીજળી ઝડપથી મેળવવાનો છે. જ્યારે અન્ય દેશો ઝડપથી પાવર ઇન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચર પૂરું પાડીને રોકાણ ખેંચી રહ્યા છે, ત્યારે ટીસસાઇડ ખાતે ૩.૨ ગીગાવોટ ક્ષમતા ઊભી થવાથી યુકે વૈશ્વિક સ્તરે એઆઈ ક્ષેત્રે સ્પર્ધા કરી શકશે.
સબસ્ટેશન શું છે અને તે કેવી રીતે કામ કરે છે?
વીજળીના ઉત્પાદનથી લઈને ગ્રાહક સુધી પહોંચવાના પ્રવાહમાં સબસ્ટેશન (substation: વીજળીનું વોલ્ટેજ બદલનારું અને નિયંત્રિત કરનારું કેન્દ્ર) એક અત્યંત મહત્વપૂર્ણ કડી છે. વીજમથકોમાં ઉત્પન્ન થતી વીજળીને દૂરના વિસ્તારો સુધી કાર્યક્ષમ રીતે મોકલવા માટે તેનું વોલ્ટેજ (voltage: વીજ દબાણ) ખૂબ ઊંચું કરવામાં આવે છે. પરંતુ આટલા ઉચ્ચ વોલ્ટેજવાળી વીજળીનો સીધો ઉપયોગ કોમ્પ્યુટર કે ફેક્ટરીઓમાં થઈ શકતો નથી. સબસ્ટેશન મુખ્યત્વે આ વોલ્ટેજને ઉચ્ચ સ્તરથી નીચા સ્તરે (અથવા નીચાથી ઉચ્ચ સ્તરે) રૂપાંતરિત કરવાનું કામ કરે છે.
ઇલેક્ટ્રિકલ ગ્રીડ (grid: વીજ વિતરણનું જાળું) માં સબસ્ટેશનના મુખ્ય ઘટકોમાં ટ્રાન્સફોર્મર (transformer: વોલ્ટેજ બદલવાનું સાધન), સર્કિટ બ્રેકર (circuit breaker: ખામી સમયે વીજપ્રવાહ કાપતી સ્વિચ) અને ડિસ્કનેક્ટરનો સમાવેશ થાય છે. વર્ષ ૨૦૨૨ ના આંકડા મુજબ, એકલા યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં જ આશરે ૫૫,૦૦૦ સબસ્ટેશનો કાર્યરત હતા. સબસ્ટેશન વીજળીના પ્રવાહને માત્ર રૂપાંતરિત જ નથી કરતા, પરંતુ સિસ્ટમમાં કોઈ ખામી સર્જાય ત્યારે ક્ષતિગ્રસ્ત ભાગને અલગ કરીને સમગ્ર ગ્રીડને ધડાકા કે બ્લેકઆઉટથી બચાવવાનું રક્ષણાત્મક કાર્ય પણ કરે છે.
- ૧. વીજ ઉત્પાદન (Generation)પાવર પ્લાન્ટ અથવા રિન્યુએબલ સ્ત્રોતો દ્વારા મોટા પાયે વીજળીનું ઉત્પાદન થાય છે.
- ૨. સ્ટેપ-અપ ટ્રાન્સમિશન સબસ્ટેશનટ્રાન્સફોર્મર દ્વારા વોલ્ટેજ ખૂબ ઊંચો કરીને લાંબા અંતરની હાઇ-વોલ્ટેજ લાઇનોમાં મોકલવામાં આવે છે.
- ૩. સ્વિચિંગ અને ગ્રીડ કંટ્રોલસબસ્ટેશન સર્કિટ બ્રેકર અને સ્કાડા (SCADA) સિસ્ટમ વડે વીજ પ્રવાહને સુરક્ષિત રીતે નિયંત્રિત કરે છે.
- ૪. સ્ટેપ-ડાઉન ડિસ્ટ્રિબ્યુશન સબસ્ટેશનઉચ્ચ વોલ્ટેજને ઘટાડીને મધ્યમ સ્તર પર લાવી ડેટા સેન્ટરની ફીડર લાઈનોમાં મોકલાય છે.
- ૫. ડેટા સેન્ટર કન્ઝમ્પ્શનસુધારેલી વીજળી ડેટા સેન્ટરના સર્વર રેક્સ અને GPU ને સતત પાવર પૂરો પાડે છે.
વીજળી જ્યારે પાવર પ્લાન્ટમાંથી નીકળે છે ત્યારે ટ્રાન્સમિશન સબસ્ટેશન (transmission substation) તેમાં રહેલા સ્ટેપ-અપ ટ્રાન્સફોર્મર દ્વારા વોલ્ટેજ વધારીને લાંબા અંતરની લાઈનોમાં મોકલે છે. ત્યારબાદ ડિસ્ટ્રિબ્યુશન સબસ્ટેશન (distribution substation) આ ઉચ્ચ વોલ્ટેજને મધ્યમ કે નીચા વોલ્ટેજ (જેમ કે ૨.૪ કિલોવોલ્ટથી ૩૩ કિલોવોલ્ટ) માં ઘટાડે છે, જેથી તેને સ્થાનિક ગ્રાહકો કે ડેટા સેન્ટરો સુધી પહોંચાડી શકાય.
સબસ્ટેશનના પ્રકારો અને સ્થાપત્યની જટિલતા
સબસ્ટેશન તેના ઉપયોગ અને કામગીરીના આધારે અલગ-અલગ પ્રકારના હોય છે. ટ્રાન્સમિશન સબસ્ટેશન બે કે તેથી વધુ ટ્રાન્સમિશન લાઈનોને જોડે છે અને તેમાં વોલ્ટેજ કંટ્રોલ અને પાવર ફેક્ટર કરેક્શન માટે કેપેસિટર તથા રિએક્ટર જેવા સાધનો હોય છે. જ્યારે કલેક્ટર સબસ્ટેશન (collector substation) સામાન્ય રીતે વિન્ડ ફાર્મ કે સોલાર પાવર પ્લાન્ટ જેવા વિકેન્દ્રિત ઉર્જા સ્ત્રોતોમાંથી વીજળી એકઠી કરીને મેઇન ગ્રીડમાં મોકલે છે.
બદલાતી તકનીક સાથે કન્વર્ટર સબસ્ટેશન (converter substation) પણ મહત્વના બન્યા છે, જે ઓલ્ટરનેટિંગ કરંટ (AC: પ્રત્યાવર્તી પ્રવાહ) ને ડિરેક્ટ કરંટ (DC: એકદિશ પ્રવાહ) માં અથવા વિવિધ ફ્રીક્વન્સીમાં રૂપાંતરિત કરે છે. ડેટા સેન્ટર્સ માટે ઘણીવાર સ્વિચિંગ સ્ટેશન (switching station) નો ઉપયોગ થાય છે, જે સમાન વોલ્ટેજ પર કામ કરે છે અને લાઈનોને જોડવા કે છૂટી પાડવાનું સ્વિચિંગ કાર્ય કરે છે.
સબસ્ટેશનની ડિઝાઇન તૈયાર કરતી વખતે જમીનની ઉપલબ્ધતા, ખર્ચ, પર્યાવરણીય અસર અને ઝડપી નિર્માણ જેવા પરિબળો ધ્યાને લેવાય છે. ગ્રીડ ઓપરેટરો સબસ્ટેશનનું સંચાલન સ્કાડા (SCADA: સુપરવાઇઝરી કંટ્રોલ એન્ડ ડેટા એક્વિઝિશન) નામની ડિજિટલ રિમોટ કંટ્રોલ સિસ્ટમ દ્વારા દૂર બેઠા કરે છે. ગ્રાફિકલ નકશા પર 'સિંગલ-લાઇન ડાયાગ્રામ' બનાવીને સબસ્ટેશનની સુરક્ષા અને સ્વિચિંગની યોજના ઘડવામાં આવે છે.
એઆઈ ઈન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચર અને ભવિષ્યની સફર
બ્રિટન સરકારના નીતિવિષયક નિવેદન મુજબ, આજના યુગમાં ડેટા સેન્ટરો આર્થિક વિકાસ માટે એટલા જ મૂળભૂત છે જેટલા રેલ્વે અને વીજળીના પરંપરાગત નેટવર્ક હતા. નેશનલ ગ્રીડ દ્વારા ટીસસાઇડમાં બાલ્ફોર બીટી (Balfour Beatty) અને સ્ટીલ રિવર પાવર (Steel River Power) જેવી માળખાકીય કંપનીઓની મદદથી આ પ્રોજેક્ટ આગળ વધારવામાં આવી રહ્યો છે.
પરંતુ આવા વિશાળ સબસ્ટેશનો અને ડેટા સેન્ટરોના નિર્માણ સામે સ્થાનિક સ્તરે વિરોધ પણ જોવા મળી રહ્યો છે. સ્કૉટલેન્ડના આચટરટૂલ ગામથી લઈને લંડનના બ્રિક લેન સુધી સ્થાનિક સમુદાયો અવાજ અને પર્યાવરણીય અસરો અંગે ચિંતા વ્યક્ત કરી રહ્યા છે. આમ છતાં, વૈશ્વિક સ્તરે એઆઈની ક્ષમતા વધારવા માટે ઉર્જા માળખાને મજબૂત બનાવ્યા વિના કોઈ છૂટકો નથી. ભવિષ્યમાં ડેટા સેન્ટરો માટે સ્વચ્છ અને ઝડપી વીજ પુરવઠો સુનિશ્ચિત કરવામાં આ જંગી પાવર સબસ્ટેશનો સૌથી મહત્વની ભૂમિકા ભજવશે.
