새로운 데이터 센터에 대한 수요 증가를 둘러싼 논란은 의심할 여지가 없으며 지역 사회의 저항도 커지고 있습니다. Goldman Sachs가 집계한 최근 수치에 따르면 이러한 논란은 사그라들지 않을 것입니다. 한 가지 우려 사항은 이러한 거대 괴물이 소비하는 전력입니다. Goldman Sachs 데이터에 따르면 미국 데이터 센터 전력 소비는 2025년 이미 31GW에서 2027년에는 66GW로 두 배 이상 증가할 것으로 예상됩니다. 이는 주로 AI 인프라에 대한 수요에 의해 주도됩니다. 맥락상 1기가와트는 약 750,000가구에 전력을 공급하기에 충분합니다. 이는 데이터 센터를 운영하는 데 필요한 전력이 5천만 가구에 조금 못 미치는 전력에 필요한 전력과 동일하다는 것을 의미합니다.
그렇다면 데이터 센터 옆에 태양광 발전소를 건설하고 그런 식으로 전력을 공급할 수는 없을까요? 몇 가지 벤치마크를 설정하고 알아보겠습니다. 공정하게 말하자면, 지속적으로 100MW 이상의 전력을 끌어올 수 있는 Amazon과 같은 회사가 운영하는 대규모 데이터 센터에 전력을 공급하는 것은 배제할 것입니다. 대신 10MW의 중간 규모 데이터 센터에 전력을 공급하는 데 얼마나 많은 전력이 필요한지 생각해 보겠습니다.
태양광 패널의 경우 상용 패널의 일반적인 출력인 약 500와트를 사용할 수 있습니다. 10MW 데이터 센터는 하루에 약 240MWh의 에너지를 소비합니다. 12시간 동안 햇빛이 비치는 완벽한 조건에서 500와트 패널은 이론적으로 하루 최소 6kWh의 에너지를 생산할 수 있습니다. 즉, 데이터 센터에 전력을 공급하고 어두워진 후에도 계속 작동하려면 배터리를 충전하려면 약 40,000개의 태양광 패널이 필요합니다.
계산 분석
위의 그림은 현실이 종종 일치하지 않는다는 몇 가지 가정을 하고 있습니다. 그러므로 그 수치가 어떻게 합쳐지는지 더 자세히 살펴볼 가치가 있습니다. 첫째, 우리는 매일 12시간의 기간을 가정했으며 데이터 센터가 적도에 있지 않으면 그런 일이 발생하지 않습니다. 그러나 어떤 위치에서든 1년 동안 하루 평균 12시간의 일광이 있다고 가정할 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 우리는 태양광 발전의 가장 큰 단점 중 하나인 날씨로 인한 성능 저하와 같은 요인을 고려하지 않습니다. 즉, 데이터 센터에 전력을 공급하는 데 필요한 태양광 패널 수를 계산하는 것은 업계 평균 수치를 소개하는 것보다 조금 더 필요합니다.
아마도 이것이 계산에 어떤 영향을 미치는지 보여주는 가장 쉬운 방법은 데이터 센터의 위치가 계산에 어떤 영향을 미치는지 살펴보는 것입니다. Current Results가 발표한 데이터에 따르면, 애리조나 주 피닉스의 연간 평균 총 일조 시간은 약 3,872시간, 즉 하루 약 10.6시간입니다. 대조적으로, 시애틀의 연평균 일조량은 2,170시간으로 하루 약 5.9시간에 해당합니다. PowerOutage.us에 따르면 태양광 패널은 작동하기 위해 날카로운 햇빛이 필요하지 않지만 흐린 날에는 출력의 23%~67%가 손실됩니다.
실제로 필요한 패널 수는 지역에 따라 달라질 수 있습니다. 정전 수치에서 효율성 손실 약 45%의 중간점을 취한다면 시애틀의 데이터 센터는 각 패널의 잠재력을 거의 절반 정도 잃어 그 수가 40,000개를 훨씬 넘어 거의 두 배로 늘어나게 됩니다.
태양광 발전 데이터 센터 – 현실 점검
데이터 센터 직원들은 휘파람 소리가 울려도 공장 문을 잠그지 않고 집으로 돌아가지 않습니다. 이 시설은 1년 365일 24시간 운영됩니다. 이를 가능하게 하는 주요 요인 중 하나는 안정적이고 지속적인 전력 공급입니다. 이것이 바로 태양열 전용 설계가 부족한 부분입니다. 이상적인 조건에서도 완전 독립형 태양광 및 배터리 시스템은 약 99%의 가동 시간을 달성합니다. 인상적으로 들릴 수도 있지만 데이터 센터가 Tier IV 시설로 분류되는 데 필요한 거의 100% 가용성에는 미치지 못합니다.
우리는 또한 그러한 시설의 설치 공간도 고려해야 합니다. 40,000개 이상의 태양광 패널 수치가 크게 들리지만 터무니없는 것은 아닙니다. 예를 들어, 중국의 Talatan Solar Park는 약 700만 개의 태양광 패널을 보유하고 있으며 면적은 맨해튼 크기의 약 7배입니다. 참고로, 중국의 대규모 태양광 발전소는 단순히 전기를 생산하는 것 이상의 역할을 합니다. 그러나 우리의 보다 소박한 프로젝트는 여전히 많은 토지를 차지할 것입니다. 필요한 10MW의 전력을 생산할 수 있는 태양광 발전소에는 약 40~50에이커의 토지가 필요합니다. 물론 추가 인프라, 접근 도로 및 배터리 저장 시설로 인해 이러한 요구 사항이 증가할 것입니다.
따라서 두바이의 100MW 용량 시설을 포함하여 태양열로만 구동되는 데이터 센터의 예가 있지만 보다 현실적인 모델은 데이터 센터에 전력을 공급하기 위해 하이브리드 접근 방식을 사용하는 것입니다. 현재 계획된 데이터 센터 용량의 약 1/3이 어떤 형태로든 현장 전력 생산을 계획하고 있습니다. 이는 전적으로 태양광 발전에 집중되어 있지는 않지만(두바이만큼 태양광을 많이 받는 모든 곳은 아님) 이러한 접근 방식이 추진력을 얻고 있습니다.
