Akışlı Piller Yapay Zekâ Veri Merkezlerinin Enerji Maliyetlerini Düşürebilir mi?

GPU’lar ve bellek gibi bilgi işlem donanımlarında yıllarca süren kıtlığın ardından, bu kıtlıklar tam da hafiflemeye başlamışken, veri merkezlerinin yaygınlaşmasını yavaşlatan yeni bir darboğaz ortaya çıktı: enerji. Bunun nedeni, yeni veri merkezi inşaatlarının yüksek işlem gücü gerektirmesi ve dolayısıyla çok fazla enerji tüketmesidir.

Bu durum, çoğu elektrik şebekesinin talepteki bu ani, gigavatlar düzeyindeki artışı karşılayamamasına yol açıyor. Teoride yenilenebilir enerji, özellikle de güneş ve rüzgâr enerjisinin son yıllarda çok daha ucuz hâle gelmesiyle, bir alternatif sunabilir.

Ancak yenilenebilir enerji üretimi genellikle kesintilidir ve elbette güneş enerjisi geceleri üretim yapamaz. Buna karşılık yapay zekâ veri merkezlerinin kesintisiz çalışması gerekir; çalışma sürekliliği oranı o kadar yüksek olmalıdır ki (“beş ya da altı dokuz” — %99,9999), herhangi bir enerji kesintisi kabul edilemez.

Alternatif, hem geceleri oluşan açığı kapatmak hem de güneşli günlerin daha az olduğu dönemlerdeki düşük üretimi telafi etmek için enerji depolama olabilir. Bu çözüm işe yararsa bağımsız mikro şebekeler veri merkezlerine enerji sağlayabilir ve bu darboğazı tamamen ortadan kaldırabilir.

Sejong University’den iki araştırmacının yaptığı yeni bir çalışma, şebekeden bağımsız yenilenebilir enerji mikro şebekesi kullanan yapay zekâ veri merkezleri için hangi enerji depolama teknolojilerinin en uygun olduğunu inceledi.

Araştırmacılar, vanadyum redoks akışlı pillerin bu uygulama için en uygun seçenek olabileceğini buldu; ancak veri merkezi yükü arttıkça lityum iyon pillerin de daha rekabetçi hâle geldiği görülüyor. Çalışmada bu seçenekler hidrojen tabanlı yedekleme sistemleri ve volanlarla da karşılaştırılıyor.

Bulgularını Journal of Engineering Research dergisinde¹ “Yapay zekâ veri merkezleri için şebekeden bağımsız yenilenebilir bir mikro şebekede enerji depolama teknolojilerinin karşılaştırmalı tekno-ekonomik değerlendirmesi” başlığıyla yayımladılar.

Yapay Zekânın Enerji İştahı

Önceki nesil veri merkezlerinden farklı olarak, enerji tüketimi söz konusu olduğunda yapay zekâ veri merkezleri ağır sanayi tesislerine daha çok benziyor. Örneğin, hiper ölçekli yapay zekâ veri merkezlerinin 100 MW’ı aşan güç kapasitesine ihtiyacı olabilir; bu, yaklaşık 100.000 hanenin yıllık elektrik tüketimine eşdeğerdir. En yeni veri merkezlerinin birçoğuysa bir gigavat ölçeğini hedefliyor. Bu, bir milyon hanenin tüketimine ya da büyük ölçekli bir nükleer reaktörün ürettiği elektriğin tamamını tüketecek kadar yüksek bir miktara karşılık geliyor.

Hiper ölçekli bulut hizmeti sağlayıcıları ve teknoloji şirketleri, ESG profillerini korumak için bu enerjiyi düşük karbonlu kaynaklardan sağlamaya çalışıyor.

“Uluslararası Enerji Ajansına (IEA) göre, veri merkezlerinden kaynaklanan ek elektrik talebinin yaklaşık %50’sinin 2035’e kadar yenilenebilir enerjiyle karşılanması bekleniyor. Google ve Microsoft gibi büyük teknoloji şirketleri, 2030 için “7/24 karbonsuz enerji” hedeflerini açıkladı. Bu hedefler, elektrik tüketimini gerçek zamanlı olarak karbonsuz elektrik üretimiyle eşleştirmeyi amaçlıyor.”

Enerji Depolama Seçeneklerinin Simülasyonu

Şebekeden Bağımsız, Gerçekçi Bir Yapay Zekâ Veri Merkezi Kurmak

Çalışmada, Güney Kore’nin Taebaek kentindeki bölgesel koşullar esas alınarak yapay zekâ veri merkezleri için şebekeden bağımsız, varsayımsal bir yenilenebilir enerji mikro şebekesi değerlendiriliyor. Dağlık konum, yazın ortalama sıcaklığın yaklaşık 26,0°C olmasını sağlarken kışın ortalama en düşük sıcaklık yaklaşık −9,6°C’dir; bu koşullar veri merkezlerinde soğutma ihtiyacını azaltmaya elverişlidir.

Bu konumun bir başka avantajı da kışın güneş enerjisi üretiminin düştüğü dönemde rüzgâr enerjisi üretiminin zirveye çıkması ve böylece sistemin yıl içindeki enerji üretimini dengelemesidir.

Kaynak: Journal of Engineering Research

Çalışmada fotovoltaik (PV) sistemlerden, rüzgâr türbinlerinden, hidrojen depolamadan ve üç enerji depolama sistemi (ESS) teknolojisinden — lityum iyon piller, vanadyum redoks akışlı piller (VRFB) ve volan — oluşan entegre bir enerji tedarik sistemi ele alınıyor.

Elektrolizör, H₂ tankı ve yakıt hücresinden oluşan hidrojen enerji depolama alt sistemi, uzun süreli depolama sağlamak ve yenilenebilir kaynaklardan üretilen fazla elektriği kullanmak üzere sisteme dâhil edilmiştir.

Kaynak: Journal of Engineering Research

Bileşen boyutlarını en uygun hâle getirmek ve farklı ESS tabanlı sistem yapılandırmalarının ekonomik performansını karşılaştırmak için HOMER Pro mikro şebeke optimizasyon yazılımı kullanıldı.

Doğru Bir Simülasyon Tasarlamak

Sunucular, soğutma sistemleri ve destekleyici elektrik altyapısı kesintisiz hizmet sağlamak için sürekli çalıştığından, veri merkezlerinin yıl boyunca görece istikrarlı bir temel yük profili vardır. Gerçek çalışma koşullarındaki sınırlı değişkenliği hesaba katmak için saatlik ve günlük yük dalgalanmaları sırasıyla ±%5 ve ±%3 olarak uygulandı.

Kaynak: Journal of Engineering Research

Finansal açıdan proje ömrü 25 yıl, beklenen enflasyon oranı %2,0 ve nominal iskonto oranı %2,5 olarak belirlendi; buna göre reel iskonto oranı %0,49 olarak hesaplandı.

Her bir enerji depolama sisteminin (ESS) sermaye, yenileme ve işletme-bakım maliyetleri, temel değerlerinin aynı anda %80’i, %100’ü ve %120’si olacak şekilde değiştirildi; her koşul için sistem yeniden optimize edildi.

Soğutma performansındaki iyileşmeyi temsilen, 1 MW’lık veri merkezi için toplam tesis elektrik talebinin %5 azaltıldığı basitleştirilmiş bir soğutma verimliliği iyileştirme senaryosu değerlendirildi.

Her olası tasarımda seçilen enerji depolama sisteminin farklı avantajları vardır:

• Lityum iyon sistemler, kısa ve orta süreli dengelemede yüksek verimlilikleri ve hızlı tepki vermeleriyle öne çıkar.
• VRFB sistemleri, güç ve enerji kapasitelerinin birbirinden bağımsız biçimde ölçeklendirilebilmesi; uzun süreli depolamaya ve tekrarlanan derin deşarj döngülerine uygun olması bakımından en elverişli seçenektir.
• Volanlar, hızlı ve yüksek güçlü tepki verme ve kısa süreli depolama kapasitesi sunar.

Yıllık azami kapasite açığı %2 ile sınırlandırıldı. İşletme rezervi gereksinimleri, mevcut yükün %10’u, PV üretiminin %80’i ve rüzgâr enerjisi üretiminin %50’si olarak belirlendi.

Bu, planlama düzeyinde bir karşılaştırmadır; kritik görev güvenilirliğinin kanıtı değildir. Karşılanamayan yıllık elektrik talebi lityum iyon sistemlerde %1,18, VRFB sistemlerinde %0,684 ve volanlarda %0,588 oldu. Bu yüzdeler kesinti süresini değil, karşılanamayan enerji miktarını ölçer ve doğrudan kullanılabilirlik değerlerine dönüştürülemez. Modelde ayrıca dinamik GPU kullanımını ve soğutma talebini açıkça simüle etmek yerine basitleştirilmiş bir yük profili kullanılıyor.

İdeal Yenilenebilir Mikro Şebeke Bileşimini Bulmak

Lityum iyon yapılandırması incelendiğinde, bu bataryaların eksiksiz bir hidrojen sistemiyle birlikte kullanıldığı kurulumun en ekonomik seçenek olduğu görüldü.

“Lityum iyon seçeneğinde en uygun sistem; 4443 kW PV, beş rüzgâr türbini (WT), 500 kW’lık bir elektrolizör, 500 kg’lık bir hidrojen depolama tankı, 2000 kW’lık bir yakıt hücresi (FC), 1284 kW’lık bir dönüştürücü ve 14.600 kWh batarya kapasitesinden oluşuyordu.”

Kaynak: Journal of Engineering Research

Volanlar söz konusu olduğunda, sınırlı kapasiteleri sorun yaratır. Bu durum, uzun süreli dengeleme işinin yenilenebilir enerji üretimine ve hidrojen alt sistemine kaydırılmasını gerektirir. Bu nedenle volan seçeneği, lityum seçeneğine kıyasla 7000 kW’lık bir elektrolizör ve 7000 kg’lık bir H₂ tankı gerektirir; hidrojen bileşeni için sistemin genel ölçeğinde 12 katlık büyük bir artış söz konusudur.

Bu, vanadyum redoks akış bataryalarıyla belirgin bir karşıtlık oluşturur. İdeal VRFB yapılandırmasında, enerji depolama kapasitesi çok daha yüksek (35.271’e karşı 14.600 kWh), yakıt hücresi (FC) kapasitesi ise daha düşüktü (500’e karşı 2000 kW).

Bu fark, redoks akış bataryalarının enerjiyi lityum iyon bataryalardan daha uzun süre depolayabilmesinden kaynaklanır. Böylece hidrojen sisteminin üstlendiği rolün bir bölümünü devralır ve büyük elektrolizörlere ve yakıt hücrelerine duyulan ihtiyacı azaltırlar.

Bunun sonucunda VRFB sistemleri, 0,1427 $/kWh ile en düşük seviyelendirilmiş enerji maliyetine (LCOE) sahiptir; bu değer lityum iyon sistemlerde 0,2106 $/kWh, volan sistemlerinde ise 0,3721 $/kWh’dir.

Bu düşük toplam maliyet, VRFB yapılandırmasının işletmenin tüm yönlerinde daha üstün ölçütler sergilemesinden kaynaklandı. İlk sermaye maliyeti, yenileme maliyeti, işletme ve bakım maliyeti ve yıllık işletme maliyeti en düşük olan seçenekti.

Kaynak: Journal of Engineering Research

Maliyeti Ne Kadar?

En uygun VRFB tabanlı sistemin toplam Net Bugünkü Maliyeti (NPC)

29.135.914 dolardı. En büyük maliyet kalemi 13.460.283 dolarla rüzgâr türbinleriydi; bunu vanadyum redoks akış bataryaları (7.396.824 dolar) ve güneş panelleri (5.613.025 dolar) izliyordu.

Bu tasarımda toplam elektrik üretiminin %80,4’ü rüzgâr türbinlerinden sağlanıyor ve rüzgâr, başlıca enerji kaynağı işlevi görüyordu; PV’nin katkısı ise %18,8’di ve tamamlayıcı nitelikteydi.

Hidrojen yakıt hücresinin elektrik üretimi %1’in altındaydı ve çoğunlukla yedek kaynak olarak kullanılıyordu.

“Rüzgâr türbinlerine yüksek ölçüde bağımlı olunmasına rağmen sistemin dayanıklılığı; PV ve rüzgâr türbinleri arasındaki mevsimsel tamamlayıcılık ve kısa süreli dalgalanmaları ve uzun süren yenilenebilir enerji üretimi açıklarını karşılamaya yardımcı olan enerji depolama sistemi (ESS) ile hidrojen alt sisteminin birlikte kullanılması sayesinde desteklendi.”

Yatırımcılar İçin Çıkarımlar

Lityum iyon batarya üretimindeki ölçek ekonomileri, uzun süre boyunca bu teknolojiyi enerji depolama sistemlerini hızla devreye almak için başvurulan seçenek hâline getirdi.

Ancak lityum iyon, temelde sınırlı hacim ve ağırlık içinde yüksek enerji yoğunluğu sağlamak üzere tasarlanmış bir teknolojidir. İster şebeke dengelemesi ister yalıtılmış mikro şebekeler için olsun, sabit enerji depolamada hacim ve ağırlık önemli değildir.

Bunun yerine, enerjiyi uzun süre depolayabilme, daha düşük sermaye maliyetleri ve daha uzun kullanım ömrü toplam LCOE’yi ve ekonomiyi etkileyecek; böylece alternatif batarya kimyalarına rekabet etme şansı verecektir.

Ayrıca bu alternatif batarya tasarımları henüz büyük ölçekte seri üretilmiyor. Bu da üretim hacimleri arttıkça LCOE’de daha fazla düşüş yaşanmasının muhtemel olduğu anlamına geliyor.

Dolayısıyla evler ve elektrikli araçlar dışındaki uygulamalarda, vanadyum redoks akışlı piller gibi yeni kimyalar, depolamanın tek bir pil kimyasının baskın olacağı varsayımıyla değil, uygulamaya göre eşleştirildiği bir eğilim doğrultusunda öne çıkacak bir sonraki teknoloji olabilir.

Doğru teknolojiye sahip doğru şirket seçilirse bu, kârlı bir yatırım olabilir; özellikle de yapay zekâ veri merkezlerinin hızla yaygınlaşması, enerji arzını güvence altına almak için daha iyi seçeneklere duyulan ihtiyacı artırıyor.

Yine de yatırımcılar, lityum iyonun vanadyum redoks akışlı pillerden ibaret olmayan pek çok alternatif kimyası bulunduğunu bu konudaki raporumuzda ele aldığımız üzere göz önünde bulundurmalı. Ayrıca çalışmadaki hesaplama, yenilenebilir enerji arzının çoğunlukla rüzgâr enerjisinden geldiği durumda en iyi sonucu verdi. Güneş enerjisinin ağırlıkta olduğu bir enerji karması farklı sonuçlar doğurabilir ve başka tür enerji depolama sistemlerini daha elverişli kılabilir.

Akışlı Pillere Yatırım

Invinity Energy Systems

redT Energy ile Avalon Battery’nin birleşmesiyle 2020’de kurulan Invinity Energy Systems, şebeke ölçeğinde kullanıma uygun vanadyum akışlı pillerin (VFB) önde gelen küresel üreticilerindendir.

Daha sağlam tasarımları sayesinde (30 yılı aşkın işletme ömrü), şirketin VFB’leri kullanım ömürleri boyunca lityum iyon pillerin sağladığı toplam enerji aktarımının 3,8 katını sağlıyor.

Bu pillerin ömrü, güneş ve rüzgâr enerjisi tesislerinin kullanım ömrüyle de örtüşüyor; bu da onları yenilenebilir enerji üretimi için doğal bir seçenek hâline getiriyor.

Kaynak: Invinity

Bu dayanıklılık, pilin tamamen tersinir bir sıvı tepkimesiyle çalışmasından kaynaklanıyor. Böylece lityum iyon pillerdeki hiçbir arıza noktası bulunmayan bir sistem ortaya çıkıyor: elektrot kaplanması, dendrit oluşumu veya faz değişimi yok. Ayrıca termal kaçak riski sıfır, klor gazı salımı yok ve kısa devrelerin yol açtığı termal olay riski bulunmuyor; bu da güvenliği önemli ölçüde artırıyor.

Şirket, dünya genelinde 90’dan fazla projede toplam 9 GW pil kapasitesini devreye aldı. Bunlar arasında Kanada’nın en büyük akışlı pil kurulumu olan Alberta’daki 8,4 MWh kapasiteli Chappice Lake Güneş Enerjisi ve Depolama Projesi, Birleşik Krallık’ın East Sussex bölgesindeki Copwood VFB Enerji Merkezi’nde bulunan 20,7 MWh kapasiteli VS3 vanadyum akışlı pil sistemi ve Dairyland Power Cooperative‘e yapılması planlanan 43 MWh kapasiteli Endurium vanadyum akışlı pil satışı yer alıyor.

Şirketin şimdiye kadarki en büyük projesi, 1,5 GWh pil kapasitesine sahip olan ve sonraki aşamalarda kapasitesinin 2,1 GWh’ye çıkarılması planlanan FlexBase Laufenburg projesi (İsviçre) olacak.

Ancak yatırımcılar, bu şirketin hâlâ çok genç bir girişim olduğunu ve büyürken ek finansmana ihtiyaç duyduğunu göz önünde bulundurmalı.

Bu durum, işletme sermayesini güçlendirmek ve ürün geliştirmeyi hızlandırmak amacıyla 25 milyon sterlinlik fon toplama planının açıklanmasının ardından hisse fiyatında kayda değer, keskin bir yüzde 38’lik düşüşe yol açtı (kurumsal yatırımcılara tahsisli satıştan 10 milyon sterlin, National Wealth Fund’dan 12,2 milyon sterlin ve bireysel yatırımcılara arzdan 2,8 milyon sterlin). Hisse fiyatındaki sert düşüşün nedeni, yeni hisselerin o sıradaki işlem fiyatına göre yüzde 43 iskontoyla, 10 peni fiyatla sunulmasıydı.

Şirket, kârlılığını artırmak ve gelecekte yeniden sermaye artırımı ihtiyacını azaltmak amacıyla 2030’a kadar maliyetleri yüzde 66 düşürmeyi hedefliyor; bu kazanımların çoğunun 2027 sonuna kadar gerçekleşmesi bekleniyor.

Kaynak: Invinity

Bu nedenle yatırımcılar, şirketin değerlemesini dikkatle değerlendirmeli ve Ekim 2026’daki fiyat düşüşünün iskontolu alım fırsatı mı yoksa ciddi bir uyarı işareti mi olduğuna karar vermeli.

(Bu alandaki alternatif yatırım seçenekleri için “Yatırım Yapılabilecek En İyi 10 Batarya Hissesi” başlıklı makalemizi de okuyabilirsiniz)

Invinity Energy Systems (IES) Hisse Senediyle İlgili Son Haberler ve Gelişmeler

Atıfta Bulunulan Çalışma

^{1. Jimin Hong ve Yosoon Choi. Yapay zekâ veri merkezleri için şebekeden bağımsız yenilenebilir enerji mikro şebekelerinde enerji depolama teknolojilerinin karşılaştırmalı tekno-ekonomik değerlendirmesi. Journal of Engineering Research. 19 Ekim 2026. 10.1016/j.jer.2026.10.038}