مرحبًا سأتحدث عن التبريد الجغرافي والتدفئة الجغرافية لمحطات قاعدة الشبكة الخلوية ، وتوليد الرياح ، وممارسة الطاقة الشمسية (على وجه الخصوص ، للمرصد) ، وتوليد الحرارة والطاقة من النفايات البيولوجية ، وتبريد مركز البيانات من النهر ، وتحسين الأنظمة الكلاسيكية وقليلاً عن البرامج التي تتحكم في كل هذا.
لنبدأ بالنهر في سيبيريا:
تصميم مركز بيانات بالقرب من حزب الشعب الجمهوري. يتم تغذية CHP بالمياه من نهر. في الواقع ، درجة حرارة الماء في النهر من 0 إلى +15 ، ومحطة الطاقة الحرارية تحتاج إلى +25. كنا نظن: كم هو رائع أن يحتاج شخص ما إلى ماء دافئ! وجلسوا مع هذا المبادل الحراري على هذا العلف. ونتيجة لذلك ، نقوم بتسخين المياه بمعدل درجة واحدة (اعتمادًا على الحمل الحسابي والوقت من السنة) وننقل أكثر دفئًا إلى دائرة محطة الطاقة الحرارية. لن ينخفض من CHP ، ولكنه فعال للغاية بالنسبة لنا. PUE Datacenter - 1.15 على مدار العام.
استقلالية المحطة القاعدة
هنا
في المنشور كان هناك المزيد من التفاصيل.
باختصار ، حاولنا توفير طاقة مستقلة للعديد من محطات القاعدة. تستخدم توليد الرياح والألواح الشمسية. كانت هناك صعوبات في اختيار طاحونة هوائية ، واختيار البطاريات ، والتجميع ، وطاحونة هوائية انفجرت بفعل الرياح القاسية والقاسية ، والعديد من المغامرات الأخرى. ونتيجة لذلك ، يعمل كل شيء في سمارة ومورمانسك. نقوم بتطوير الموضوع ، بما في ذلك الاستعداد لبناء أنظمة كبيرة. الآن نتواصل مع العملاء المحتملين في الشرق الأقصى.
مثال على واجهة نظام المراقبة والتحكم لتزويد الطاقة للمحطات القاعدية المستقلة:
لقد جربنا أيضًا رداءًا جيوبوليًا عليها: يتم حفر بئر بعمق 30 إلى 100 متر. أدناه درجة حرارة مستقرة لوسط روسيا - حوالي 6-10 درجات على مدار السنة. اعتمادًا على الموصلية الحرارية لمواد التربة ، من الممكن توفير حوالي 50 واط من الطاقة الحرارية لكل متر من طول geoprobe. اختبرنا الدائرة لتدفئة مباني المحطة الأساسية في الشتاء واستعادة الحرارة الزائدة من المعدات خلال فصل الصيف (أي تبريد المحطة).
النتيجة - نعم ، إنها تعمل ، إنها غير مكلفة + تكلفة التشغيل والصيانة لا شيء تقريبًا. ويعمل مثل الدبابة - بشكل موثوق. لا توجد مشكلة في هذه المنشآت ، ولكن هناك القليل من المال في هذا المجال ، لذلك قمنا بتعليق التجارب. النظام نفسه رخيص للغاية لدرجة أنه ليس من المربح بيعه ، لأن التكاليف العامة أكثر تكلفة من التكاليف. هناك شعور بأنه سيكون مطلوبًا في عدد من المناطق.
ربما بالنسبة للأجسام التي يوجد فيها حد في طاقة الإدخال ، فإن نظام درجة الحرارة الدقيق ليس بالغ الأهمية. أنت تأخذ مباشرة +8 من الأرض ، وتزود بالماء ، تمر عبر المبادل الحراري وتعود لتسخين ، على سبيل المثال ، 10-12 درجة. ويمكنك بسهولة الحفاظ على النطاق داخل. في الشتاء - العكس. أثناء الصيف ، ترتفع درجة حرارة التربة - بحيث يكون العشب أخضر بالفعل في فصل الشتاء حول المحطة الأساسية. ورائها الثلج. خلال فصل الصيف ، كانت الأرض دافئة للغاية ، إلى عمق 30 مترًا هناك ، بحيث لا يمكنها بعد ذلك تجميدها طوال فصل الشتاء ، فهي تعطي كل شيء وتنبعث منه الحرارة. بدأنا بـ +8 ، في نهاية الصيف ، دعونا نقول +18 أرض. التكاليف - سعر البئر ومضخة.
جدارتنا هي أننا نفهم كيف يعمل كل شيء وما هو مطلوب حقًا. تم الجمع بين التبريد الجغرافي واحتياجات المحطة الأساسية على النحو الأمثل. أي ، بالنسبة لمهمة محددة ، وجدوا الحل الأمثل. أنه يمكنك العمل مع نطاق درجة حرارة أوسع بكثير ، يمكنك توفير الكهرباء فيه ، والتي يمكنك القيام بها بدون مبرد بمضخة واحدة - قليل من الناس يفكرون في ذلك.
استقلالية المرصد
هنا
، أخبر زملائي من فرقة الهندسة الخاصة كيف سافروا إلى تشيلي لتركيب وحدة الطاقة ومعدات تكنولوجيا المعلومات في المحطة وكيف "حدث خطأ ما على الفور".
قام المقاول المحلي بتركيب القباب والألواح الشمسية وقنوات الكابلات الموضوعة. وعلى الفور نائم بأمان ، حتى لا تتسلق القوارض ، ولا يمكننا وضع الكابليعد تزويد المرصد في تشيلي بالطاقة الكهربائية بنسبة 100٪ (لا يتم توفير طاقة خارجية لها على الإطلاق) هو تطويرنا بالكامل (بناءً على معدات البائعين) ، وقد صممنا HLD و LLD لمعظم الأنظمة وكفلنا تكامل كل شيء. هناك الكثير من التحكم المستقل: يتحكم خادم المرصد نفسه في معلمات مصدر الطاقة ، ويحمل الألواح الشمسية ، ويدير شحن البطاريات الشمسية ، ويبدأ ويوقف إمداد الطاقة الاحتياطية (الطارئة) للمحطة (الديزل) ، ويدير الطاقة نفسها. بالإضافة إلى ذلك ، يستجيب الخادم نفسه للأحداث الأمنية مثل عبور المحيط ، ويحول القنوات ويعيد تشغيل جهاز التوجيه نفسه. بشكل عام ، لا يوجد شيء معقد كونيًا ، فقط الكثير من وحدات التحكم مرتبطة بلوحة تحكم واحدة ومجموعة من البرامج النصية يتم تثبيتها على المسرح عندما أصبحت تقريبًا إطار عمل.
الشمس قد انتهت ، وغروب الشمس ذهب - بدأت البطاريات تنفد. عند الغروب ، ظهر حمولة. هذه هي البطارية الحالية. يقفز الحمل ، يقفز. ثم ، على الأرجح ، تم تشغيل تبريد التلسكوب هذا.نخطط الآن لدمج محطة للطاقة الشمسية بقدرة 0.5 ميجاوات في مشروع مركز بيانات في دولة ذات ملف شمسي مشابه.
توليد الحرارة والكهرباء من النفايات المنزلية والصناعية الصلبة
لقد قمنا بالفعل بوضع حلول جاهزة للتشغيل. هذا موضوع مثير للاهتمام للمجمعات الزراعية والصناعة ذات الأحجام الكبيرة من نفايات الإنتاج والمستوطنات الكبيرة التي تعاني من مشاكل التخلص من النفايات. هذا سؤال خطير للغاية ، لأنه يحل مشكلتين في وقت واحد - كل من القمامة والطاقة. ومربحة.
هناك قائمة قائمة تشريعيًا بأنواع مصادر الطاقة المتجددة ، ومن بين أمور أخرى ، تشمل هذه النفايات المنزلية والصناعية ، وخاصة النفايات من مصانع تجهيز اللحوم والمزارع. يمكنك معالجة الجلد أو الروث أو البقرة أو روث الطيور ، والحصول على الغاز الحيوي والأسمدة ، أو حرق العظام والحصول على الفحم النظيف. يمكنك إعادة تدوير القمامة فقط ، التي يتم تخزينها في مدافن النفايات ، وتلك الموجودة في محطات معالجة مياه الصرف الصحي (التي يتم استخراجها من الماء ، بشكل جيد ، معظمها من المواد البرازية). هذه مادة خام جيدة للمعالجة - على سبيل المثال ، للتحلل الحراري.
علاوة على ذلك ، الحرق ليس بهذه البساطة. مجرد حرق للتخلص ... ومن المقرر الآن أن يتم مثل هذه النباتات في الضواحي ، قازان ومنطقة تولا. ولكن يمكنك القيام بمزيد من البراعة باستخدام العمليات الكيميائية المختلفة ودرجات حرارة الاحتراق العالية.
من المثير للاهتمام أن تحرق ، على سبيل المثال ، التحلل الحراري: خلاصة القول هي أن القمامة لا يتم حرقها ، ولكن يتم تسخينها عند درجة حرارة منخفضة ويبدأ إطلاق الغاز منها. والآن يتم حرق الغاز. يصبح حجم القمامة أقل بقليل ويواصل رحلة حياته في اختبار الضغط و / أو مكب النفايات.
والأكثر إثارة للاهتمام هو الاحتراق العميق للنفايات: فهو ينتج الكربون النقي (أي الكربون المنشط تقريبًا). ولكن هنا درجات الحرارة طفولية بالفعل ، إذابة المعادن. في أوروبا ، يعمل بشكل جيد. لديهم طلب على الفحم بهذا الشكل ، بما في ذلك الطب. المنتج يستحق ذلك ، فهو مكلف.
معالجة السماد تبدو واعدة للغاية. يتم جمعها من المزرعة ، ويتم رميها في البحيرات ، وتقع هناك لمدة 3-4 أشهر ، وهذا يسمى نوع "الاضمحلال". يصبح سماد. بنفس الطريقة ، يمكن معالجتها في مصانع الغاز الحيوي. هذا هو الخزان حيث تتدفق كل الكتلة الحيوية. تعيش البكتيريا هناك ، والتي تخمر غازًا يحتوي على غاز الميثان أثناء تخمر الكتلة.
ثم يتم تنظيف الغاز - وإما يتم حرقه أو تغذيته في ماكينات تردد الغاز.
بارد من الحرارة
هناك شيء من هذا القبيل - ABHM ، آلة التبريد بالامتصاص. في وقت من الأوقات ، فكروا في كيفية استخدامه لتوليد البرودة من طاقة الحرارة الشمسية. تقوم الشمس بتسخين المشتت الحراري ، ثم يتم نقله إلى ABXM ، ونتيجة لذلك نحصل على مياه مبردة للتحكم في المناخ في المكتب أو مركز التسوق.
بينما توقفت عن التجارب: تبدو
مراكز التثليث القديمة الجيدة
مفهومة أكثر للعملاء.
التواء الأنظمة الكلاسيكية
لقد عملنا عن كثب مع متخصصي البائع في مركز بيانات مقاوم للزلازل. لكن سنوات خبرتنا العديدة في التدريب على التصميم والهندسة للفريق سمحت بالكثير من الأشياء للتغيير في الأنظمة التقليدية. والنتيجة هي نظام مع معلمات محسوبة عالية جداً. التحقق من التحميل الكامل غير ممكن حتى الآن - لا يزال مركز البيانات قيد الاختبار.
كان من الممكن تحقيق متوسط PUE من 1.25 - 1.3 عند قيم الذروة أقل من 1.5: التحسين المتعمق للمبرد - نظام لفائف المروحة - اضطررت إلى حفر البيانات عن مناخ المنطقة ، وسعر المياه والكهرباء ، ونمو القدرات. تم التخلي عن النظام مع أبراج التبريد الرطب على الفور: الرطوبة عالية ، والمياه باهظة الثمن. الفكرة هي: أن مركز البيانات لا يعمل مطلقًا بكامل طاقته تقريبًا ، مما يعني أنك بحاجة إلى المبردات بمجموعة واسعة من كفاءة الطاقة. وجدنا أولئك الذين لديهم EER عالية في كل من الحمل الأقصى والحد الأدنى من الأحمال. البائع - شركة كبيرة ، ولكن أكثر وأكثر على ثلاجة لمحلات السوبر ماركت ، وما إلى ذلك - حتى هو نفسه لم يكن يعرف أنه ممكن.
ونتيجة لذلك ، وجدنا مبردًا لولبيًا بمحرك عاكس ، والذي يوفر معدل EER مرتفعًا ليس فقط عند الحمل الأقصى في نظام تكييف الهواء ، ولكن أيضًا على الأقل. تم تقليل المقاومة في الشبكة باستخدام طرق عريضة مباشرة واستخدام المعدات بأقل مقاومة هيدروليكية. تمكنا من اختيار مجموعة من المبردات والفانكويل بحيث يكون الفرق في درجة حرارة السائل عند المدخل وفي المخرج 7 درجات مئوية بدلاً من المعيار 5 درجات مئوية. يسمح اختيار ملفات المروحة الكبيرة ذات المراوح الموفرة للطاقة بتقليل الخسائر في تدفق الهواء. ونتيجة لذلك ، بسبب التحسين الشامل لنظام التبريد ، انخفض استهلاك الطاقة بنسبة 20٪.
بالإضافة إلى ما سبق ، وضعنا أنظمة طاقة غير منقطعة ذات طاقة عالية (وحدات وعشرات الميجاوات) ، وهذا سيساعد أيضًا في تحسين أنظمة التبريد.
المجاميع الفرعية
يبدو الكثير من ذلك واعدًا ، ولكن لا يمكنني مشاركة تجربة التنفيذ حتى الآن. على مدار العامين الماضيين ، تمكن فريقنا من كتابة برنامج التحكم للمحطات المستقلة (يمكن رؤية لقطات الشاشة أعلاه) ووضع الكثير من التجارب. وبقية الوقت تعاملنا مع البنية التحتية للملعب ونقاط الاتصالات الخاصة وأنظمة الأمن. أعتقد أنه عندما ينتهي موسم كرة القدم ، سنعود إلى استخدام الطاقة بشكل أكثر إحكامًا.
المراجع