گرمای مراکز داده برای گرم کردن خانه

Kim Gunnelius از Verne Global در مورد مزایای سیستم های توزیع گرما، چالش های پیاده سازی آنها در مراکز داده و اهمیت خط مشی عمومی مناسب بحث می کند.

آیا می توانیم از مراکز داده (Data Centre) برای گرم کردن خانه خود استفاده کنیم؟

مراکز داده به کاربران اصلی انرژی تبدیل شده‌اند و به نظر می‌رسد در آینده فشار بیشتری بر شبکه وارد کنند.

این مراکز در حال حاضر نزدیک به 20 درصد از مصرف برق ایرلند را تشکیل می دهند، اما تمرکز اخیر بر روی سیستم های هوش مصنوعی نیز باعث توسعه آنها شده است و تخمین زده می شود که مراکز داده تا سال 2030 بیش از 20 درصد از برق جهان را مصرف کنند.

مراکز داده همچنین باید در دمای بهینه نگهداری شوند تا به طور موثر کار کنند، بنابراین بخش زیادی از مصرف انرژی آنها بر روی سیستم های خنک کننده و تهویه متمرکز است.

با نگرانی در مورد اثرات زیست محیطی مراکز داده و فشار آنها بر شبکه های انرژی، سازمان ها به دنبال راه های مختلفی برای کاهش تأثیر آنها هستند. اشکال جدید سیستم های خنک کننده، تمرکز بر انرژی های تجدیدپذیر و مواد جدید برای بهبود اتلاف گرما چند نمونه هستند.

اما اگر بتوانیم گرمای تولید شده توسط این مراکز را بگیریم و از آنها برای گرم کردن ساختمان های دیگر استفاده کنیم، چه؟ یک مطالعه در اوایل سال جاری نشان داد که تا 97 درصد از انرژی الکتریکی از مراکز داده را می توان به عنوان گرما بازیابی کرد.

کیم گونلیوس، مدیر عامل Verne Global در فنلاند، در مورد مزایای استفاده از بازیابی گرما در مراکز داده صحبت کرد.

گونلیوس گفت: با هدایت این گرمای مازاد به گرم کردن ساختمان‌های مجاور، تأمین آب گرم یا پشتیبانی از فرآیندهای صنعتی، مراکز داده می‌توانند تأثیر مثبتی بر کارایی انرژی و کاهش انتشار داشته باشند. با این حال، این فرصت اغلب استفاده نمی شود و گرمای اتلاف در اتمسفر منتشر می شود یا در بهترین حالت به طور ناکارآمد مدیریت می شود.

بیشترین بهره را از گرمای هدر می برید

گونلیوس گفت سرورها، دستگاه‌های ذخیره‌سازی و تجهیزات شبکه منابع اولیه تولید گرمای اتلاف در مراکز داده هستند، زیرا آنها باید به طور مداوم داده‌ها را پردازش کنند. اما بخش‌های دیگر مراکز داده – مانند سیستم‌های خنک‌کننده – نیز گرما تولید می‌کنند.

این منابع مختلفی از گرمای اتلاف را ارائه می دهد که می توان از آنها استفاده کرد، اما Gunnelius گفت که ابتدا باید پردازش و توزیع شود.

او گفت: دمای گرمای تلف شده اغلب نسبتاً پایین است، اما گرمایش منطقه ای و سایر مصارف صنعتی اغلب به گرما در دماهای بالاتر نیاز دارند. ممکن است لازم باشد که گرما را تا 70 درجه سانتیگراد یا بیشتر افزایش دهید تا برای گرمایش منطقه ای مناسب باشد.

گونلیوس گفت یکی از راه‌های استفاده از گرمای مراکز داده، انتقال آن به سیستم تبادل حرارت است و با استفاده از پمپ های حرارتی یا سایر سیستم های گرمایشی می توان گرمای هدر رفته را به دمای مورد نیاز رساند.

گونلیوس گفت: حرارت تلف شده که اکنون فرآوری شده است، سپس از طریق یک شبکه توزیع گرمای اختصاصی توزیع می شود و این شبکه می‌تواند شامل لوله‌ها یا زیرساخت‌های دیگری باشد که گرما را به کاربر نهایی می‌رساند.

علاوه بر گرمایش منطقه ای، گرمای زباله توزیع شده را می توان برای فرآیندهای تولید، گرم کردن گلخانه ها برای کشاورزی و گرم کردن استخرهای شنای شهری استفاده کرد.

Verne Global گفت که از این ایده در یکی از مراکز داده خود در فنلاند به نام The Air استفاده کرده است که از مبدل های حرارتی برای استخراج گرمای اضافی از هوا و انتقال آن به سیستم های آبی استفاده می کند.

گونلیوس گفت: از طریق استفاده از پمپ های حرارتی، آب از حدود 30 درجه سانتیگراد به دمای مناسب برای شرکت گرمایش منطقه ای افزایش می یابد، معمولاً بیش از 90 درجه سانتیگراد و حتی در روزهای سرد برای دمای مورد نیاز به 100 درجه سانتیگراد می رسد.

به ازای هر 1 مگاوات توان فناوری اطلاعات اختصاص داده شده به سرورها، 1.3 مگاوات گرما تولید می شود، پمپ های حرارتی 300 کیلووات برق اضافی برای افزایش دما مصرف می کنند. نکته قابل توجه این است که این سیستم تنها کمترین تلفات انرژی را متحمل می‌شود که تنها به چند درصد می‌رسد.

موانع توزیع گرما

اما در حالی که این روش به نظر یک روش بالقوه موثر برای کاهش تأثیر انرژی مراکز داده است، گونلیوس خاطرنشان کرد که موانعی در اجرای این رویکرد در سراسر صفحه وجود دارد.

مرکز داده فنلاند Verne Global از یک شبکه گرمایش منطقه ای موجود سود می برد، به این معنی که یک خط لوله از قبل در نزدیکی مرکز داده وجود دارد تا فرآیند اتصال را ساده کند و در مکان های دیگر، مراکز داده ممکن است مزایای مشابهی نداشته باشند.

گونلیوس گفت: تاسیسات ایر از یارانه‌های ویژه موجود در فنلاند بهره می‌برد، جایی که استفاده از گرمای اضافی برای مقاصد ثانویه نیز یکی از معیارهای طبقه‌بندی کاهش مالیات بر برق را برآورده می‌کند.

گونلیوس گفت برای ایجاد یک سیستم استفاده مجدد از گرما موثر، نیاز به یک سرمایه گذاری اولیه قابل توجه برای زیرساخت های مورد نیاز، مبدل های حرارتی و سیستم های توزیع وجود دارد.

مکان مرکز داده نیز مهم است، زیرا برخی از مراکز ممکن است نیاز به انتقال گرما در فواصل طولانی برای دسترسی به کاربران نهایی داشته باشند، که به خطوط لوله یا شبکه های توزیع گرما نیاز دارد.

گونلیوس گفت: در نتیجه در حالی که بازیافت گرما را می توان به راحتی در هلسینکی اجرا کرد، به دلیل اتصال مستقیم به شبکه گرمایش منطقه ای، ممکن است انجام این کار در مناطق دورافتاده و شهرهای کوچکتر در فنلاند چالش برانگیزتر باشد.

گونلیوس گفت که سیاست عمومی برای ترویج شیوه های پایدار مرکز داده و اطمینان از اینکه بازیابی گرما در روند گسترده تر طراحی و بهره برداری مرکز داده سبز گنجانده شده است، مهم است.

وی افزود که یارانه های ارائه شده توسط فنلاند نمونه ای از این است که چگونه دولت ها می توانند اپراتورهای مراکز داده را برای سرمایه گذاری در فناوری بازیابی گرما تشویق کنند.

گونلیوس گفت: به همین ترتیب، از فرانسه تا دانمارک، دولت‌ها مشوق‌های مالیاتی را اعمال کرده‌اند و در برخی موارد، بازیابی گرمای زباله را به عنوان پیش‌نیاز برای دریافت مجوزهای ساختمانی جدید الزامی کرده‌اند.

اما همچنین مهم است که زیرساخت اطراف مراکز داده بتواند به طور موثر از گرمای حاصل از مراکز داده استفاده مجدد کند.

گونلیوس گفت نمونه‌هایی وجود دارد که ارائه‌دهندگان مراکز داده موظف هستند گرمای اتلاف شده را به خط ملک بیاورند حتی زمانی که هیچ برنامه‌ای برای شهرداری برای استفاده مجدد از آن گرما وجود ندارد.

گونلیوس گفت: این می‌تواند به دلیل خرید تجهیزات غیرضروری و افزایش ردپای کربن مرتبط با پروژه، بر خلاف اهداف پایداری عمل کند.

مالکیت معنوی مجله انرژی (energymag.ir) علامت تجاری ناشر است... سایر علائم تجاری مورد استفاده در این مقاله متعلق به دارندگان علامت تجاری مربوطه می باشد، ناشر وابسته یا مرتبط با دارندگان علامت تجاری نیست و توسط دارندگان علامت تجاری حمایت، تایید یا ایجاد نشده است، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد و هیچ ادعایی از سوی ناشر نسبت به حقوق مربوط به علائم تجاری شخص ثالث وجود ندارد.