Дата-центр использующие метановые топливные элементы
Ранее в этом месяце Microsoft объявила о начале довольно интересного проекта. Редмондовцы собираются использовать отходы жизнедеятельности человека, — и речь тут не идет о содержимом мусорного ведра — для снабжения электроэнергией своего ЦОДа в штате Вайоминг. Объект будет испытательной площадкой для новой технологии. В случае успешного завершения проекта аналогичные системы могут быть использованы при создании энергоблоков на метане для других подобных дата-центров. Сообщается, что вычислительный центр будет функционировать целиком и полностью за счет метана, что позволяет минимизировать его зависимость от электросети.
Это довольно радикальная идея, но задумки подобного рода прежде уже озвучивались (нет ничего нового в использовании топливных элементов для преобразования газа в электричество). Дата-Центр Microsoft является далеко не единственным, где используется метан, который создается не только в результате переработки человеческих отходов. Ниже приведены несколько интересных проектов, создатели которых пытались развить эту идею.
2007 — 365 Main – проблемы с метаном
В ноябре 2007 года калифорнийский оператор дата-центров 365 Main отказался от амбициозного проекта по созданию энергоблока на природном газе для одного из своих объектов. Всему причиной тот факт, что один из клиентов 365 Main, для которого новый объект и создавался, назвал риски непомерно высокими.
По мнению экспертов компании-клиента, подобный механизм энергоснабжения вполне мог бы стать причиной перебоев в доступности вычислительных мощностей, так как 365 Main не могла гарантировать долю времени бесперебойной работы в общем объеме на уровне выше 94% при использовании генераторов на природном газе.
В своем интервью по данному вопросу корреспондентам ресурса InfoWorld вице-президент 365 Main по корпоративной стратегии, Майлз Келли, отметил: «Несмотря на тот факт, что общий уровень надежности комбинированной системы с основным источником электричества на базе природного газа и дублирующей системой на базе электросети будет выше 94% (к примеру, 99,8%), клиентам не понравился такой вариант, поскольку в данном случае первичный источник электроэнергии является менее надежным, чем традиционные аналоги. Использование коммунальной электросети в качестве первичного источника является более надежным (аптайм на уровне 99%)».
Келли отметил, что если бы план был реализован, деятельность объекта приводила бы к попаданию в атмосферу 78500 тонн углекислого газа в год — вместо 99000 тон в случае аналога с питанием от электросети. Объект полностью обеспечивал бы свои потребности с помощью природного газа.
2009 — Infinity ONE
Руководство компании Infinity не возражало против перемещения одного из своих объектов в сельскую местность, что и случилось в 2009 году. Застройщики возвели здание рядом с фермой, которая также стала источником топлива.
В распоряжении фермерского хозяйства имеется 22000 акров сельхозугодий, на которых выращивается самая разнообразная биомасса — от картошки до пастернака и лука. После сбора урожая тот помещается в системы анаэробного сбраживания, которые преобразуют органику в метан. Газ превращается в электричество, применяемое для обеспечения работоспособности вычислительного центра площадью в 465 кв. м., который расположен в Восточной Англии.
На объекте используется высокоэффективный генератор для преобразования энергии из биореактора, которая затем направляется непосредственно в серверные комнаты.
Кампус Infinity близ местечка Мартлешам, Великобритания, вмещает в себя 22 автономных модульных вычислительных центра охлаждаемых естественным путем. Там также используются дополнительные геотермальные тепловые насосы, которое якобы являются на 100% углеродно-нейтральным.
Месторасположения объекта было выбрано неслучайно: рядом с фермой проходит волоконно-оптическая линия связи большой емкости. При этом пакеты от дата-центра до Лондона и обратно проходят менее чем за 2 мс.
В этом проекте участвуют и местные кооперативные фермерские хозяйства. Биореакторы производят метан и богатые питательными веществами продукты «брожения», которые используются в качестве удобрений. То есть процесс предполагает возвращение биомассы в земли сельскохозяйственного назначения.
2009 — Сиракьюсский университет
При поддержке Capstone и IBM специалисты частного университета в г. Сиракьюс, шт. Нью-Йорк, построили дата-центр площадью в 557 кв. м., который использует микро-турбины на природном газе для генерации электроэнергии, удовлетворяющей все его потребности.
В то же время объект является на 50% более энергоэффективным, чем традиционные аналоги, запитываемые от электросети. IBM предоставила организаторам проекта парогенераторную установку, а Capstone — микро-турбины.
«Сиракьюсский университет станет площадкой для первого в штате Нью-Йорк дата-центра с собственным источником энергии при учебном заведении. Данный проект принесет существенные энергетические и экологические преимущества, которые возникают при комбинированном производстве тепла и электроэнергии», заявил Френсис Джей Мюррей младший, президент и главный исполнительный директор NYSERDA.
Capstone Turbine Corporation представила 12 гибридных источников бесперебойного питания (ИБП) совмещенных с микро-турбинами. В рамках данных систем экологически чистые микро-турбины на 65 кВт интегрированы непосредственно с ИБП с двойным преобразованием и обеспечивают электропитание для критически важных нагрузок. Отметим, что источники бесперебойного питания с двойным преобразованием трансформируют входящий электроток из переменного в постоянный. Затем ток преобразуется обратно, что позволяет добиться идеальной синусоидальной волны переменного тока. Подобные устройства гарантируют повышенную защиту от гармонических искажений, электрических импульсов и других проблем в области электропитания, с которым не справляются ИБП других типов. Турбины в свою очередь генерируют электроэнергию, создают тепловую энергию и запитывают системы охлаждения ЦОД, а также близлежащих зданий.
«Аккумуляторный блок EnerSys ® массой в 40 тонн способен выдерживать максимальную нагрузку в течение 17 минут. Он будет использоваться исключительно в случаях чрезвычайных ситуаций. Однако вероятность того, что батареи когда-нибудь будут использоваться, крайне мала, потому что микро-турбинам присуща высокая надежность и низкие эксплуатационные расходы», говорится в сообщении Capstone.
В дата-центре также используется система естественного охлаждения, что способствует повышению его общей энергоэффективности.
2010 – объект HP на навозе из коровников
«Для работы ЦОДов требуется много энергии. Молочные фермы создают много метана,» к такому умозаключению пришел калифорнийский внештатный автор Саймон Ферт, когда он писал статью для HP в 2010 году.
В том году HP впервые решила это сделать общедоступной информацию по научно-исследовательскому проекту, который инженеры компании проводили, чтобы оценить возможность использования фермы на 10 тыс. молочных коров для снабжения энергией дата-центра на 1 МВт, а также других объектов фермы.
Тепло, выделяемое серверами, использовалось для повышения эффективности анаэробного сбраживания отходов животного происхождения (техпроцесс, в рамках которого создается метан; затем газ может быть использован для выработки электроэнергии).
Средняя молочная корова создает около 55 кг навоза каждый день (20 тонн в год). Навоз от одной коровы позволяет генерировать 2 кВт-ч электрической энергии в сутки.
Было установлено, что 70% энергии метана могут быть использованы для запитки и охлаждения вычислительного центра.
В сети пока не появлялась информации касательно разработки неэкспериментального объекта HP, основанного на этой технологии, но результаты тестирования данной системы оказались довольно перспективными как для ИТ-индустрии и фермеров, так и для экологов. Метан в 21 раз опаснее для окружающей среды, чем двуокись углерода. При этом фермеры — особенно в западных странах – в последнее время испытывают трудности финансового плана, следовательно, продажа метана или земельных участков для ЦОД могут стать для них новыми статьями дохода.
2012 — Apple и Bloom Energy
Apple также решила использовать метан, — на этот раз со свалки – чтобы снабжать энергией свой дата-центр в Северной Каролине. В данном случае метан поступает в 24 топливных элемента Bloom Energy мощностью по 5 МВт каждый.
Компания из Купертино намерена использовать трубопровод для перекачки природного газ в качестве средства транспортировки метана к топливным элементам Bloom Energy, которые способны удалять токсичные компоненты и не потребляют воду во время нормальной работы.
Топливные элементы комбинируют природный газ или биогаз с кислородом и другими химическими веществами, чтобы инициировать электрохимическую реакцию, в результате которой генерируется энергия.
Предполагается, что ЦОД Apple будет запитываться от массива топливных элементов с генерирующей мощностью в 4.6 МВт, при этом дата-центр будет потреблять в общей сложности 20 МВт.
Представители Apple не сообщили, из каких источников будет поступать газ. В большинстве случаев компания предпочитает не выбалтывать подробности своих проектов. При этом вся информация о строящемся дата-центре, доступная на сегодняшний день, была получена из документов с открытым доступом.
Ebay также использует продукты Bloom Energy в своем дата-центре в штате Юта. В качестве топлива применяется биогаз.
Электросеть в данном случае используется в качестве резервного источника питания, что устраняет необходимость в ИБП.
Еще по теме:
Всего комментариев: 0