Дерзкая идея TeraCool: инженеры хотят разместить ЦОД рядом с газохранилищами

Инженеры компании TeraCool, головной офис которой находится в городе Конкорд, штат Массачусетс (США), хотят приспособить газогенераторные станции и газохранилища для работы в тандеме с ЦОД. Планируется, что вырабатываемое с помощью газогенераторных станций электричество будет частично использоваться для запитки IT-оборудования в центрах обработки данных, расположенных в непосредственной близости от газохранилищ со сжиженным природным газом. По словам специалистов, подобное размещение дата-центров позволит максимизировать эффективность данной концепции, так как газохранилища зачастую характеризуются избыточным охлаждением, что может оказаться крайне полезным для операторов ЦОД.

TeraCool разработала механизм, позволяющий создать симбиоз дата-центра и газохранилища. Представители компании утверждают, что этот подход поможет достичь экономии электроэнергии на обоих объектах, что также обернется значительной экономией затрат и экологическими преимуществами, включая сокращение использования воды и выбросов парниковых газов. Метод TeraCool позволяет объединить в одном контуре теплопередачи избыточное тепло, которое выделяется IT-оборудованием в ЦОД, и избыточное охлаждение в системе хранения сжиженного природного газа (СПГ). Тепло от серверов может ускорить испарение природного газа, а энергия, выделяющаяся в ходе этого процесса, в свою очередь, будет служить для генерации электричества, которое пойдет на запитку IT-оборудования в дата-центре.

Природный газ извлекается из недр Земли, затем путем конденсации при температуре — 160 градусов по Цельсию ему придается сжиженная форма. СПГ транспортируются в жидком виде. Хранится он в специальных резервуарах. При необходимости СПГ превращается обратно в газ, при этом высвобождается энергия. Эта энергия и избыточное охлаждение зачастую тратятся впустую, потому что газохранилища обычно изолированы от других зданий, владельцы которых в теории вполне могли бы использовать эти ресурсы. Но благодаря задумке американских инженеров, все может измениться в лучшую сторону. Дело за малым: представителям TeraCool нужно лишь убедить строителей ЦОД возвести новый объект в соответствии с данной концепцией.

«Мы считаем, что новая концепция дает огромные возможности,» заявил Боб Шаттен, исполнительный директор компании TeraCool. «Наша компания уже наблюдает интерес со стороны владельцев некоторых газохранилищ. Теперь нужно заручиться поддержкой со стороны владельцев и строителей дата-центров, которым не привыкать к нестандартным инженерным задачам. Наша концепция предполагает добавление дополнительного контура охлаждения, в котором хладагент находится под давлением, нагревается и испаряется. Расширение хладагента может приводить в движение турбодетандеры (устройства, преобразующие потенциальную энергию газа в механическую энергию, при этом газ, совершая работу, охлаждается), соединенные с генераторами для выработки электроэнергии».

«Причем мы сможем получить электричество без сжигания и без выбросов вредных веществ. Зачастую системы хранения СПГ отличаются огромными габаритами. Поэтому применение нашей технологии в нескольких таких газохранилищах может с легкостью обеспечить достаточную генерирующую мощность для запитки даже самых крупных дата-центров, из когда-либо построенных. Верхняя граница энергопотребления для центров обработки данных в США составляет около 90 МВт. Один терминал, который мы осматривали в Сеуле (Южная Корея) состоит из 22 резервуаров для хранения СПГ, и в теории он может обеспечить 350 МВт охладительной мощности и 87 МВт электроэнергии», отметил Шаттен.

Минусом данной идеи являются пока еще неотлаженный механизм контроля объема испаряемого газа. При этом операторам дата-центра придется заручиться поддержкой владельцев газохранилища, куда СПГ поставляется постоянно и в одном и том же объеме. Тем не менее, Шаттен отмечает, что газ является переходным видом топлива от угля, и он все чаще используется в генераторах, запитывающих базовые нагрузки национальных электросетей по всему миру. В результате в развитых странах строится все больше новых хранилищ СПГ. То есть об одной из обозначенных выше проблем можно забыть. Решение второй – дело техники.

Напомним, что европейские операторы дата-центров в настоящее время активно мигрируют на север — в большинстве случае в Скандинавский регион, где с помощью холодного наружного воздуха охлаждение серверов можно осуществлять практически за бесценок (фрикулинг). Поэтому совместное размещение дата-центров с системами хранения СПГ может быть полезно скорее в жарких странах Южной Европы, таких как Испания и Португалия, где организация охлаждения происходит намного сложнее.

«Я убежден, что как только мы построим первый ЦОД по этой технологии, она станет пользоваться повышенным спросом», сказал Шаттен. «Владельцы дата-центров практически ничего не теряют, создавая небольшие демонстрационные проекты – но в нашем случае они смогут очень быстро отбить свои инвестиции за счет экономии электроэнергии».

Green Enterprise IT 2013

Нужно отметить, что компания TeraCool недавно выиграла награду «Дерзкая Идея» (Audacious Idea Award) в конкурсе Green Enterprise IT (GEIT) 2013, который проводит организация Uptime Institute. Победителем становятся авторы беспрецедентной с точки зрения реализации идеи в области использования энергии и ресурсов. В число финалистов вошла среди прочих и Microsoft со своей концепцией дата-центра в Вайоминге, разработанной при участии компании QTS (Quality Technology Services).

Награды Green Enterprise IT также получили создатели нескольких уже введенных в эксплуатацию дата-центров. Причем повышенным интересом пользовались разработки в области жидкостного охлаждения. Так, организаторы конкурса признали заслуги Университет Лидса по усовершенствованию системы жидкостного охлаждения Iceotope от одноименной британской компании. Эта система жидкостного охлаждения теперь используется в серверах, которые входят в состав системы высокопроизводительных вычислений (High Performance Computing; HPC), находящейся в ведении Университета Лидса.

Компания Interxion выиграла награду «Реконструкция» (Retrofit) за систему, которая использует морскую воду для охлаждения нескольких дата-центров в Стокгольме, а затем выделяемая серверами теплая вода применяется для отопления местных офисных комплексов, после чего жидкость возвращается в море. Представители компании утверждают, что с помощью новой системы она сократила свои потребности в электроэнергии на 80 процентов и смогла довести PUE своих ЦОД до 1.09.

К числу призеров также относится Американский национальный центр атмосферных исследований (US National Center For Atmospheric Research), специалисты которого смогли достичь PUE на уровне 1.08 в своем новом центре высокопроизводительных вычислений (HPC). А награда за инновационный дизайн досталась специалистам TD Bank, которые разработали продвинутую систему сбора дождевой воды для нужд дата-центра, а также систему генерации электроэнергии, расположенную рядом с ЦОД.