Hallo! Ich werde über Geokühlung und Geoheizung von Mobilfunknetz-Basisstationen, Winderzeugung, die Praxis der Sonnenenergie (insbesondere für ein Observatorium), die Erzeugung von Wärme und Energie aus biologischen Abfällen, die Kühlung des Rechenzentrums aus dem Fluss, die Optimierung klassischer Systeme und ein wenig über die Software sprechen, die all dies steuert.
Beginnen wir mit dem Fluss in Sibirien:
Entwarf ein Rechenzentrum in der Nähe des BHKW. Ein BHKW wird mit Wasser aus einem Fluss gespeist. Tatsächlich liegt die Wassertemperatur im Fluss zwischen 0 und +15, und das Wärmekraftwerk benötigt +25. Wir dachten: Wie schön ist es, dass jemand warmes Wasser braucht! Und sie setzten sich mit diesem Wärmetauscher auf dieses Futter. Infolgedessen erwärmen wir das Wasser um durchschnittlich ein Grad (abhängig von der Rechenlast und der Jahreszeit) und übertragen es etwas wärmer auf den Kreislauf des Wärmekraftwerks. Es wird nicht von KWK abnehmen, aber für uns ist es sehr effektiv. PUE Datacenter - 1,15 das ganze Jahr über.
Autonomie der Basisstation
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in der Post gab es mehr Details.
Kurz gesagt, wir haben versucht, mehrere Basisstationen autonom mit Strom zu versorgen. Gebrauchte Winderzeugung und Sonnenkollektoren. Es gab Schwierigkeiten bei der Auswahl einer Windmühle, der Auswahl von Batterien, der Montage, einer Windmühle, die von einem grausamen und gnadenlosen Wind weggeblasen wurde, und vielen anderen Abenteuern. Infolgedessen funktioniert alles in Samara und Murmansk. Wir entwickeln das Thema, einschließlich der Bereitschaft, große Systeme zu bauen. Jetzt kommunizieren wir mit potenziellen Kunden in Fernost.
Ein Beispiel für die Schnittstelle eines Überwachungs- und Steuerungssystems zur Stromversorgung autonomer Basisstationen:
Wir haben auch eine Geosonde an ihnen ausprobiert: Ein Brunnen wird mit einer Tiefe von 30 bis 100 Metern gebohrt. Unten ist eine stabile Temperatur für Zentralrussland - etwa 6-10 Grad das ganze Jahr über. Abhängig von der Wärmeleitfähigkeit des Bodenmaterials ist es möglich, etwa 50 W Wärmeleistung pro Meter Länge der Geosonde bereitzustellen. Wir haben die Schaltung getestet, um das Gelände der Basisstation im Winter zu heizen und im Sommer überschüssige Wärme von den Geräten zurückzugewinnen (d. H. Die Station zu kühlen).
Das Ergebnis - ja, es funktioniert, es ist kostengünstig + Betrieb und Wartung kosten fast nichts. Und es funktioniert wie ein Panzer - zuverlässig. Es gibt keine Probleme mit diesen Installationen, aber es gibt wenig Geld in diesem Bereich, deshalb haben wir Experimente ausgesetzt. Das System selbst ist so billig, dass es nicht rentabel ist, es zu verkaufen, da Gemeinkosten teurer sind als es kostet. Es besteht das Gefühl, dass dies in einer Reihe von Regionen gefragt sein wird.
Möglicherweise ist für Objekte, bei denen die Eingangsleistung begrenzt ist, das genaue Temperaturregime nicht sehr kritisch. Sie nehmen direkt +8 vom Boden, liefern Wasser, es passiert den Wärmetauscher und kommt aufgewärmt zurück, sagen wir 10-12 Grad. Und Sie können die Reichweite problemlos beibehalten. Im Winter das Gegenteil. Im Sommer erwärmt sich der Boden - so dass im Winter rund um die Basisstation das Gras bereits grün ist. Und dahinter liegt Schnee. Während des Sommers war die Erde dort bis zu einer Tiefe von 30 Metern so aufgewärmt, dass sie dann nicht den ganzen Winter über gefrieren kann, sondern alles weggibt und Wärme abgibt. Wir haben mit +8 angefangen, am Ende des Sommers haben wir zum Beispiel +18 Land. Kosten - gut Preis und Pumpe.
Unser Verdienst ist, dass wir verstehen, wie alles funktioniert und was wirklich benötigt wird. Die Geokühlung und die Bedürfnisse der Basisstation wurden optimal kombiniert. Das heißt, für eine bestimmte Aufgabe haben sie die optimale Lösung gefunden. Dass Sie mit einem viel größeren Temperaturbereich arbeiten können, dass Sie im Inneren Strom sparen können, dass Sie mit einer einzigen Pumpe auf einen Kühler verzichten können - nur wenige Menschen denken darüber nach.
Autonomie des Observatoriums
Hier erzählten meine Kollegen vom technischen Spezialteam, wie sie nach Chile gereist sind, um das Aggregat und die IT-Ausrüstung der Station zu installieren, und wie „sofort etwas schief gelaufen ist“.
Ein örtlicher Bauunternehmer montierte Kuppeln, Sonnenkollektoren und verlegte Kabelkanäle. Und sofort schlief er sicher ein, damit Nagetiere nicht klettern konnten und wir das Kabel nicht verlegen konntenDie 100% autonome Stromversorgung des Observatoriums in Chile (es wird überhaupt kein externer Strom geliefert) ist vollständig unsere Entwicklung (basierend auf Geräten des Herstellers). Wir haben HLD, LLD für die meisten Systeme entwickelt und die Integration von allem sichergestellt. Es gibt viele autonome Steuerungen: Der Observatoriumserver selbst steuert die Stromversorgungsparameter, lädt die Solarmodule, verwaltet die Ladung der Solarbatterien, startet und stoppt die Notstromversorgung der Station (Diesel) und verwaltet die Stromversorgung selbst. Darüber hinaus reagiert der Server selbst auf Sicherheitsereignisse wie eine Grenzüberschreitung, wechselt die Kanäle und startet den Router selbst neu. Im Allgemeinen gibt es nichts kosmisch Kompliziertes, nur viele Konsolen sind in einem Dashboard zusammengefasst, und eine Reihe von Skripten sind auf die Bühne geschraubt, an der es fast zu einem Framework geworden ist.
Die Sonne ist vorbei, der Sonnenuntergang ist vorbei - die Batterien sind leer. Bei Sonnenuntergang erschien eine Ladung. Dies ist der Batteriestrom. Die Last springt, springt. Dann wurde höchstwahrscheinlich diese Teleskopkühlung eingeschaltet.Jetzt planen wir, ein 0,5-MW-Solarkraftwerk in ein Rechenzentrumsprojekt in einem Land mit einem ähnlichen Solarprofil zu integrieren.
Erzeugung von Wärme und Strom aus festen Haus- und Industrieabfällen
Wir haben bereits Lösungen ausgearbeitet, die betriebsbereit sind. Dies ist ein interessantes Thema für landwirtschaftliche Komplexe und Industrie mit großen Mengen an Produktionsabfällen, großen Siedlungen mit Problemen bei der Abfallentsorgung. Dies ist eine sehr ernste Frage, da sie zwei Probleme gleichzeitig löst - sowohl Müll als auch Energie. Und profitabel.
Es gibt eine gesetzlich festgelegte Liste von Arten erneuerbarer Energiequellen, zu denen unter anderem Haushalts- und Industrieabfälle gehören, insbesondere Abfälle aus Fleischverarbeitungsbetrieben und landwirtschaftlichen Betrieben. Sie können Haut, Mist, Kuh- oder Vogelmist verarbeiten, Biogas und Dünger erhalten oder Knochen verbrennen und saubere Kohle erhalten. Sie können nur Müll recyceln, der auf Mülldeponien gelagert wird, und den, der sich in Kläranlagen befindet (der aus dem Wasser gewonnen wird, also hauptsächlich Fäkalien). Dies ist ein guter Rohstoff für die Verarbeitung - zum Beispiel für die Thermolyse.
Darüber hinaus ist das Brennen nicht so einfach. Nur zum Entsorgen verbrennen ... Solche Anlagen sollen jetzt in den Vororten, in Kasan und in der Region Tula errichtet werden. Mit verschiedenen chemischen Prozessen und hohen Verbrennungstemperaturen können Sie jedoch viel schlauer vorgehen.
Es ist interessanter, zum Beispiel die Thermolyse zu verbrennen: Unter dem Strich wird der Müll nicht verbrannt, sondern auf eine niedrige Temperatur erhitzt und es beginnt, Gas daraus freizusetzen. Und jetzt wird das Gas verbrannt. Der Müll nimmt etwas an Volumen ab und setzt seine Lebensreise bei Druckprüfungen und / oder Deponien fort.
Noch interessanter ist die tiefe Verbrennung von Abfällen: Es entsteht reine Kohle (also fast Aktivkohle). Aber hier sind die Temperaturen schon kindisch, das Schmelzen von Metallen. In Europa funktioniert es gut. Sie haben eine Nachfrage nach Kohle in diesem Format, einschließlich Medizin. Das Produkt ist es wert, es ist teuer.
Die Gülleverarbeitung sieht sehr vielversprechend aus. Es wird von der Farm gesammelt, in Lagunen geworfen, liegt dort 3-4 Monate und wird als Art des „Verfalls“ bezeichnet. Es wird Dünger. Ebenso kann es in Biogasanlagen verarbeitet werden. Dies ist der Tank, in dem die gesamte Biomasse fließt. Dort leben Bakterien, die bei der Fermentation der Masse ein methanhaltiges Gas abgeben.
Dann wird das Gas gereinigt - und entweder verbrannt oder Gaskolbenmaschinen zugeführt.
Kälte vor Hitze
Es gibt so etwas - ABHM, Absorptionskältemaschine. Einmal überlegten sie, wie sie damit aus der Energie der Sonnenwärme Kälte erzeugen könnten. Die Sonne erwärmt den Kühlkörper, dann wird alles auf das ABXM übertragen, und als Ergebnis erhalten wir gekühltes Wasser für die Klimatisierung eines Büros oder Einkaufszentrums.
Während der Experimente gestoppt: Die guten alten
Kraft-Wärme-Kopplungszentren sehen für die Kunden viel verständlicher aus.
Klassische Systeme verdrehen
Wir haben sehr eng mit den Spezialisten des Anbieters für ein erdbebensicheres Rechenzentrum zusammengearbeitet. Unsere langjährige Erfahrung in der Konstruktions- und Konstruktionsausbildung des Teams ermöglichte es jedoch, viele Dinge in herkömmlichen Systemen zu ändern. Das Ergebnis ist ein System mit sehr hohen berechneten Parametern. Eine Überprüfung mit Volllast ist noch nicht möglich - das Rechenzentrum wird noch getestet.
Bei Spitzenwerten von weniger als 1,5 konnte ein durchschnittlicher PUE von 1,25–1,3 erreicht werden: Eingehende Optimierung des Kühlers - Gebläsekonvektorsystem - Ich musste Daten über das Klima der Region, den Preis für Wasser und Strom sowie das Kapazitätswachstum ausgraben. Das System mit nassen Kühltürmen wurde sofort aufgegeben: Die Luftfeuchtigkeit ist hoch und Wasser ist teuer. Die Idee ist: Das Rechenzentrum ist fast nie voll ausgelastet, was bedeutet, dass Sie Kältemaschinen mit einem breiten Spektrum an Energieeffizienz benötigen. Wir haben solche mit hohem EER sowohl bei maximaler als auch bei minimaler Belastung gefunden. Verkäufer - eine große Firma, aber immer mehr auf einem Kühlschrank für Supermärkte usw. - selbst er selbst wusste nicht, dass es möglich war.
Als Ergebnis haben wir einen Schraubenkühler mit Wechselrichterantrieb gefunden, der nicht nur bei maximaler Belastung der Klimaanlage, sondern auch bei minimaler Belastung eine hohe EER liefert. Der Widerstand im Netzwerk wurde auf direkten, breiten Wegen und bei Verwendung von Geräten mit minimalem hydraulischen Widerstand verringert. Es ist uns gelungen, eine Kombination aus Kältemaschinen und Fancoils zu wählen, sodass der Temperaturunterschied der Flüssigkeit am Einlass und am Auslass 7 ° C anstelle der Standardtemperaturen von 5 ° C betrug. Durch die Wahl großer Gebläsekonvektoren mit energieeffizienten Gebläsen konnten Verluste im Luftstrom reduziert werden. Infolge der umfassenden Optimierung des Kühlsystems verringerte sich der Energieverbrauch um 20%.
Darüber hinaus setzen wir unterbrechungsfreie Stromversorgungssysteme mit hoher Leistung (Einheiten und Dutzende Megawatt) ein. Dies wird auch zur Optimierung der Kühlsysteme beitragen.
Zwischensummen
Vieles davon sieht vielversprechend aus, aber ich kann die Implementierungserfahrung noch nicht teilen. In den letzten Jahren ist es unserem Team gelungen, Steuerungssoftware für autonome Stationen zu schreiben (die Screenshots sind oben zu sehen) und viele Experimente durchzuführen. Den Rest der Zeit beschäftigten wir uns mit Stadioninfrastruktur, speziellen Kommunikationsknoten und Sicherheitssystemen. Wenn die Fußballsaison vorbei ist, werden wir meiner Meinung nach enger zur Energieeffizienz zurückkehren.
Referenzen