Hola Hablaré sobre el enfriamiento geográfico y el calentamiento geográfico de las estaciones base de la red celular, la generación de viento, la práctica de la energía solar (en particular, para un observatorio), la generación de calor y energía a partir de desechos biológicos, el enfriamiento del centro de datos del río, la optimización de los sistemas clásicos y un poco sobre el software que controla todo esto.
Comencemos con el río en Siberia:
Diseñó un centro de datos cerca del CHP. Un CHP es alimentado por el agua de un río. En realidad, la temperatura del agua en el río es de 0 a +15, y la central térmica necesita +25. Pensamos: ¡qué maravilloso es que alguien necesite agua tibia! Y se sentaron con este intercambiador de calor en esta alimentación. Como resultado, calentamos el agua en promedio un grado (dependiendo de la carga computacional y la época del año) y transferimos un poco más de calor al circuito de la central térmica. No disminuirá desde CHP, pero para nosotros es muy efectivo. PUE Datacenter - 1.15 durante todo el año.
Autonomía de la estación base
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en la publicación había más detalles.
En resumen, tratamos de proporcionar energía autónoma para varias estaciones base. Generación eólica y paneles solares usados. Hubo dificultades para elegir un molino de viento, elegir baterías, ensamblar, un molino de viento que fue arrastrado por un viento cruel y despiadado, y muchas otras aventuras. Como resultado, todo funciona en Samara y Murmansk. Desarrollamos el tema, incluso listo para construir grandes sistemas. Ahora nos comunicamos con clientes potenciales en el Lejano Oriente.
Un ejemplo de la interfaz de un sistema de monitoreo y control para el suministro de energía de estaciones base autónomas:
También probamos una geoprobe en ellos: se perfora un pozo con una profundidad de 30 a 100 metros. A continuación se muestra una temperatura estable para Rusia central: alrededor de 6-10 grados durante todo el año. Dependiendo de la conductividad térmica del material del suelo, es posible proporcionar aproximadamente 50 W de energía térmica por metro de longitud de la geoprobe. Probamos el circuito para calentar las instalaciones de la estación base en el invierno y recuperar el exceso de calor del equipo durante el verano (es decir, enfriar la estación).
El resultado: sí, funciona, es económico + la operación y el mantenimiento no cuestan casi nada. Y funciona como un tanque, de manera confiable. No hay problemas con estas instalaciones, pero hay poco dinero en esta área, por lo que hemos suspendido los experimentos. El sistema en sí es tan barato que no es rentable venderlo, porque los costos generales son más caros de lo que cuesta. Existe la sensación de que en varias regiones esto tendrá demanda.
Quizás para los objetos donde hay una limitación en la potencia de entrada, el régimen exacto de temperatura no es muy crítico. Toma directamente +8 del suelo, suministra agua, pasa a través del intercambiador de calor y vuelve a calentarse, digamos, 10-12 grados. Y mantienes fácilmente el rango dentro. En invierno, todo lo contrario. Durante el verano, el suelo se calienta, de modo que en invierno alrededor de la estación base el césped ya está verde. Y detrás hay nieve. Durante el verano, la tierra se calentó tanto, a una profundidad de 30 metros allí, que no puede congelarse durante todo el invierno, lo regala todo y emite calor. Comenzamos con +8, al final del verano tenemos, digamos, +18 tierra. Costos - precio de pozo y bomba.
Nuestro mérito es que entendemos cómo funciona todo y qué se necesita realmente. La refrigeración geográfica y las necesidades de la estación base se combinaron de manera óptima. Es decir, para una tarea específica, encontraron la solución óptima. Que puede trabajar con un rango de temperatura mucho más amplio, que puede ahorrar electricidad en el interior, que puede prescindir de un enfriador con una sola bomba; pocas personas piensan en ello.
Autonomía del observatorio.
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, mis colegas del equipo especial de ingeniería contaron cómo viajaron a Chile para instalar la unidad de potencia y el equipo de TI de la estación y cómo "algo salió mal de inmediato".
Un contratista local montó cúpulas, paneles solares y conductos de cables tendidos. E inmediatamente se durmió de manera segura, para que los roedores no treparan y no pudiéramos poner el cable.El suministro de energía 100% autónomo del observatorio en Chile (no se le suministra energía externa) es completamente nuestro desarrollo (basado en el equipo del proveedor), diseñamos HLD, LLD para la mayoría de los sistemas y garantizamos la integración de todo. Hay mucho control autónomo: el servidor del observatorio controla los parámetros de la fuente de alimentación, carga los paneles solares, gestiona la carga de las baterías solares, inicia y detiene la fuente de alimentación de respaldo (emergencia) de la estación (diesel) y gestiona la propia alimentación. Además, el servidor mismo responde a eventos de seguridad como un cruce perimetral, cambia canales y reinicia el enrutador. En general, no hay nada cósmicamente complicado, solo muchas consolas están atadas en un tablero y un montón de scripts se atornillan al escenario cuando se ha convertido casi en un marco.
El sol se acabó, la puesta de sol se fue, las baterías comenzaron a agotarse. Al atardecer, apareció una carga. Esta es la corriente de la batería. La carga salta, salta. Luego, muy probablemente, este enfriamiento del telescopio se encendió.Ahora planeamos integrar una planta de energía solar de 0.5 MW en un proyecto de centro de datos en un país con un perfil solar similar.
Generación de calor y electricidad a partir de residuos sólidos domésticos e industriales.
Ya hemos elaborado soluciones que están listas para ser puestas en funcionamiento. Este es un tema interesante para los complejos agrícolas y la industria con grandes volúmenes de residuos de producción, grandes asentamientos con problemas de eliminación de residuos. Esta es una pregunta muy seria, porque resuelve dos problemas a la vez, tanto basura como energía. Y rentable.
Existe una lista establecida por ley de los tipos de fuentes de energía renovables, y entre otras cosas, estos incluyen los desechos domésticos e industriales, en particular los desechos de las plantas y granjas de procesamiento de carne. Puede procesar la piel, estiércol, estiércol de vaca o pájaro, obtener biogás y fertilizantes, o quemar huesos y obtener carbón limpio. Puede reciclar basura, la que se almacena en los vertederos y la que se encuentra en las plantas de tratamiento de aguas residuales (que se extrae del agua, bueno, principalmente materia fecal). Esta es una buena materia prima para el procesamiento, por ejemplo, para la termólisis.
Además, la quema no es tan simple. Simplemente quémelo para deshacerse ... Estas plantas ahora están planeadas para hacerse en los suburbios, Kazán y la región de Tula. Pero puede hacer mucho más astutamente, utilizando diferentes procesos químicos, altas temperaturas de combustión.
Es más interesante quemar, por ejemplo, la termólisis: la conclusión es que la basura no se quema, sino que se calienta a baja temperatura y comienza a liberarse gas. Y ahora se está quemando el gas. La basura se vuelve un poco menor en volumen y continúa su viaje de vida en pruebas de presión y / o vertederos.
Y aún más interesante es la quema profunda de desechos: produce carbono puro (es decir, carbón casi activado). Pero aquí las temperaturas ya son infantiles, la fusión de metales. En Europa funciona bien. Tienen una demanda de carbón en este formato, incluida la medicina. El producto bien lo vale, es caro.
El procesamiento del estiércol parece muy prometedor. Se recolecta de la granja, se arroja a las lagunas, se queda allí durante 3-4 meses, y esto se llama el tipo de "descomposición". Se convierte en fertilizante. Del mismo modo, puede procesarse en plantas de biogás. Este es el tanque donde fluye toda la biomasa. Las bacterias viven allí, que durante la fermentación de la masa emiten un gas que contiene metano.
Luego se limpia el gas, y se quema o se alimenta a máquinas recíprocas de gas.
Frío fuera del calor
Existe tal cosa: ABHM, máquina de refrigeración por absorción. En un momento, pensaron en cómo usarlo para generar frío a partir de la energía del calor solar. El sol calienta el disipador de calor, luego todo se transfiere al ABXM y, como resultado, obtenemos agua fría para el control climático de una oficina o centro comercial.
Mientras se detiene en experimentos: los viejos y buenos
centros de trigeneración parecen mucho más comprensibles para los clientes.
Sistemas clásicos retorcidos
Trabajamos muy de cerca con los especialistas del proveedor para un centro de datos resistente a terremotos. Pero nuestros muchos años de experiencia en el diseño y la capacitación en ingeniería del equipo permitieron que muchas cosas cambiaran en los sistemas convencionales. El resultado es un sistema con parámetros calculados muy altos. La verificación con carga completa aún no es posible: el centro de datos aún se está probando.
Fue posible lograr un PUE promedio de 1.25–1.3 a valores máximos de menos de 1.5: optimización en profundidad del enfriador - sistema fan coil - tuve que desenterrar datos sobre el clima de la región, el precio del agua y la electricidad, y el crecimiento de la capacidad. El sistema con torres de enfriamiento húmedo se abandonó de inmediato: la humedad es alta y el agua es costosa. La idea es: el centro de datos casi nunca funciona a plena capacidad, lo que significa que necesita enfriadores con una amplia gama de eficiencia energética. Encontramos aquellos con EER alto en cargas máximas y mínimas. Vendedor, una gran empresa, pero cada vez más en un refrigerador para supermercados, etc., incluso él mismo no sabía que era posible.
Como resultado, encontramos un enfriador de tornillo con accionamiento inversor, que proporciona un EER alto no solo con la carga máxima en el sistema de aire acondicionado, sino también con el mínimo. La resistencia en la red se redujo utilizando rutas directas anchas y el uso de equipos con mínima resistencia hidráulica. Logramos elegir una combinación de enfriadores y fancoils para que la diferencia de temperatura del líquido en la entrada y en la salida fuera de 7 ° C en lugar de los 5 ° C estándar. La elección de grandes fan coils con ventiladores de bajo consumo permitió reducir las pérdidas en el flujo de aire. Como resultado, debido a la optimización integral del sistema de enfriamiento, el consumo de energía disminuyó en un 20%.
Además de lo anterior, ponemos sistemas de energía ininterrumpida de alta potencia (unidades y decenas de megavatios), esto también ayudará a optimizar los sistemas de enfriamiento.
Subtotales
Mucho de eso parece prometedor, pero aún no puedo compartir la experiencia de implementación. En los últimos años, nuestro equipo logró escribir software de control para estaciones autónomas (las capturas de pantalla se pueden ver arriba) y realizar muchos experimentos. El resto del tiempo, nos ocupamos de la infraestructura del estadio, nodos de comunicaciones especiales y sistemas de seguridad. Cuando termine la temporada de fútbol, creo que volveremos a la eficiencia energética con más fuerza.
Referencias