Magazyn zimna

Jednym z największych wydatków energetycznych w datacenter, poza zasilaniem komputerów, jest chłodzenie. Ponieważ dostawcy energii elektrycznej oferują o wiele korzystniejsze stawki nocne, opracowano ciekawy sposób magazynowania energii pod postacią "zimna".

Centrum przetwarzania danych firmy I/O w Phoenix zostało zaplanowane na moc docelową rzędu 40 MW. Jest to dość duża instalacja, przy czym najważniejszym kryterium, dla którego wybrano tę lokalizację były warunki geograficzne - bardzo niskie prawdopodobieństwo ekstremalnych zdarzeń pogodowych, takich jak np. huragany. Zadaniem nowej lokalizacji było zapewnienie ciągłości działania przez przeniesienie niektórych zasobów z Houston. Phoenix jest jednym z niewielu miejsc w USA, gdzie występuje minimalne lub żadne zagrożenie naturalnymi zdarzeniami losowymi spowodowanymi na przykład ekstremalną pogodą. Lokalizacja w klimacie pustynnym sprawia z kolei, że wilgotność powietrza na zewnątrz jest niska, zatem można wykorzystać sprawne technologie chłodzenia przez odparowanie wody. Mimo wszystkich udogodnień, koszty chłodzenia są wysokie.

Kulki magazynują zimno

Elementem magazynującym ciepło pobrane z serwerów są plastikowe kulki o średnicy około 10 cm, z wgłębieniami, wypełnione wodą. Kulki te pływają w dużych zbiornikach wypełnionych roztworem glikolu etylenowego. Nocą, gdy stawki energii są o wiele niższe, a temperatura powietrza za zewnątrz spada, systemy chłodzenia obniżają temperaturę glikolu w kadzi do -5 C, odbierając energię cieplną zgromadzoną w wodzie, znajdującej się w kulkach. Woda posiada bardzo wysokie ciepło właściwe (4200 J/Kg x K), a lód - duże ciepło topnienia (334 kJ/kg), zatem jest to skuteczny mechanizm przechowania znacznych ilości energii cieplnej pobranej z pomieszczenia serwerów i odprowadzanej nocą na zewnątrz przez urządzenia klimatyzacyjne.

W czterech dużych tankach mieszczą się setki takich kul. Dzięki wgłębieniom, zmiana objętości kulki przy krzepnięciu nie powoduje uszkodzeń cienkiej powłoki. Podczas dnia urządzenia chłodzenia serwerowni pompują roztwór glikolu otaczający kadzie z kulkami przez wymiennik ciepła, chłodząc powietrze przepływające przez komputery w pomieszczeniach serwerów. W ten sposób znacznie ogranicza się konieczność pracy wymienników ciepła podczas dnia.

Strata energii, zysk finansowy

Rozwiązanie to nie przynosi żadnych zysków energii, wprost przeciwnie, pewną część energii się przy tym traci, ale umożliwia osiągnięcie oszczędności finansowych. Oszczędność polega na tym, że zastosowanie magazynu energii cieplnej pobranej podczas dnia z serwerów umożliwia przeniesienie szczytu pracy urządzeń chłodzących z dnia na godziny nocne, gdy cena energii elektrycznej jest o wiele niższa niż w szczycie. Victor Ott, prezes firmy Cryogel ocenia oszczędności na około 1250 USD /kW rocznie, ale firma I/O nie podaje oszczędności, które uzyskuje dzięki temu systemowi.


TOP 200