Фотоотчет: как работает тандем ЦОД и теплицы в Германии?

Центры обработки данных потребляют много электроэнергии и, соответственно, имеют большой углеродный след. Положение может измениться к лучшему в будущем благодаря все более активному распространению технологии рекуперации тепловой энергии, генерируемой серверами.

Идея повторного использования излишков тепла, вырабатываемого серверным оборудованием ЦОД далеко не нова, но ее практическая реализация по-прежнему сопряжена с рядом сложностей и проблем. Чтобы преобразовать лишнее тепло во что-то полезное, не требуются сложные технологии. Ключевая проблема заключается в сочетании высоких капитальных расходов (для развертывания рекуперативного оборудования) с тем фактом, что центры обработки данных часто размещаются далеко от мест, в которые лишнее тепло действительно востребовано.

Купные ЦОД, гарнирующие много тепловой энергии, часто располагаются в регионах с прохладным климатом, что позволяет использовать технологию фрикулинга для минимизации эксплуатационных расходов. Но, как правило, они возводятся рядом с небольшими городами или поселками, системы центрального теплоснабжения которых вряд ли смогут в полном объеме поглотить излишки тепла, генерируемого серверами внутри крупного ЦОД.

Тандем ЦОД и теплицы

Выход есть: размещение теплиц рядом с ЦОД. Подобный проект недавно реализовал на практике оператор центров обработки данных Windcloud в сотрудничестве с Eschenburg EKK, Weiss Technik и Dierck Group.

Разработанный Windcloud революционный центр обработки данных находится в северной части Германии. Серверная ферма не только работает за счет электричества, получаемого с помощью энергии ветра, но перенаправляет излишки тепла в соседнюю теплицу, которая используется для выращивания водорослей.

В результате получился климатически нейтральный, а в идеале даже положительно воздействующий на окружающую среду (водоросли поглощают из атмосферы двуокись углерода для фотосинтеза) современный ЦОД.

Масштабное мышление вместо выборочной оптимизации

За время существования центров обработки данных их эффективность значительно возросла. Однако большинство инноваций только лишь оптимизировали уже существующую концепцию, которая имеет фундаментальную проблему: генерируемое серверами ЦОД тепло выделяется в атмосферу, оставаясь неиспользованным.


Целью проекта Windcloud было изменить положение вещей через разработку новой концепции. Ввиду отлично развитой инфраструктуры ветряных электростанций и доступности земельных участков на территории земли Шлезвиг-Гольштейн на раннем этапе было решено, что ЦОД разместится в данном регионе Германии, и электричество для его нужд будет производиться экологически устойчивым образом с помощью ветряных турбин.

В поисках идей и возможностей для использования лишнего тепла команда Windcloud организовала конгресс, на который были приглашены специалисты из различных секторов. Среди них были предприниматели, специализирующиеся на выращивании водорослей. После первоначального обсуждения быстро стало ясно, что выращивание водорослей рядом с ЦОД имеет большой потенциал.


Уже на этапе планирования выяснилось, что вытяжной воздух, удаляемый из помещения с серверным оборудованием в ЦОД (машзал), имеет идеальную температуру для выращивания водорослей. Поэтому на крыше нового дата-центра было решено разместить оранжерею площадью 240 квадратных метров, в которую можно было перемещать лишнее тепло.

Спасение климата с помощью водорослей

Водоросли представляют собой своего рода супербиомассу и могут использоваться во многих сферах: в медицине и фармацевтической промышленности, в косметической и пищевой промышленности. Кроме того, они позволяют производить биотопливо, применяясь в качестве источника энергии, без эксплуатации ценной пахотной земли. По мере роста водоросли извлекают из атмосферы углекислый газ, тем самым очищая воздух и противодействуя парниковому эффекту в глобальном масштабе.

До сих пор водоросли, используемые обрабатывающей промышленностью Германии, в основном импортировались с Дальнего Востока, что вредно для климата из-за высокого углеродного следа транспортной инфраструктуры. Но в этом больше нет необходимости, поскольку в стране активно развиваются местные производители водорослей.

Еще одно преимущество стало очевидным только при разработке концепции тандема ЦОД и теплицы: лишнее тепло, поступающее из машзалов дата-центра, можно использовать для выращивания водорослей круглый год. Постоянное тепловыделение позволяет поддерживать температуру на уровне 35,9 ° C, обеспечивая оптимальные условия для спирулины и хлореллы. Собранные водоросли также можно высушивать поступающим из ЦОД воздухом.

Гибкая технология кондиционирования воздуха

Основой устойчивого цикла охлаждения серверов, обогрева теплиц и сушки водорослей является высокоэффективная система кондиционирования воздуха. В качестве подходящего поставщика инфраструктуры кондиционирования воздуха была выбрана компания Weiss Technik, предлагающая универсальные и высокоэффективные решения в области прямого фрикулинга.

Для достижения максимальной эффективности системы в качестве ее основы был выбран прецизионный кондиционер Vindur CoolMaster FC с прямым фрикулингом. Данное решение обеспечивает требуемую эффективность и надежность, гарантируя эксплуатационную безопасность.

Благодаря автоматическому управлению энергоемкое механическое охлаждение включается только при необходимости – чаще всего применяется именно фрикулинг. Одним из факторов успеха здесь является то, что температура в месте размещения ЦОД в среднем почти на 3 градуса ниже, чем в мегаполисах, где расположено множество обычных центров обработки данных.

Экстраполирование концепции при развертывании других центров обработки данных

После успешного ввода в эксплуатацию инновационного центра обработки данных, работающего в тандеме с теплицей для водорослей, в августе 2020 года компания Windcloud объявила о планах по развертыванию еще нескольких ЦОД, работающих с использованием энергии ветра.

В компании подчеркивают, что цифровизация продолжает ускоряться, и центры обработки данных будут приобретать все большее значение. Новая концепция позволяет минимизировать количество поступающей в ЦОД электроэнергии из центральной сети, а также сократить их углеродный след. Данную концепцию можно масштабировать и адаптировать для использования в других местах по всему миру, двигая индустрию ЦОД вперед.