Salut Je parlerai du géo-refroidissement et du géo-chauffage des stations de base du réseau cellulaire, de la génération éolienne, de la pratique de l'énergie solaire (en particulier, pour un observatoire), de la génération de chaleur et d'énergie à partir de déchets biologiques, du refroidissement du datacenter du fleuve, de l'optimisation des systèmes classiques et un peu du logiciel qui contrôle tout cela.
Commençons par la rivière en Sibérie:
Conception d'un centre de données à proximité du CHP. Un CHP est alimenté par l'eau d'une rivière. En fait, la température de l'eau dans la rivière est de 0 à +15, et la centrale thermique a besoin de +25. Nous avons pensé: comme c'est merveilleux que quelqu'un ait besoin d'eau chaude! Et ils se sont assis avec cet échangeur de chaleur sur cette alimentation. En conséquence, nous chauffons l'eau en moyenne d'un degré (en fonction de la charge de calcul et de la période de l'année) et transférons un peu plus chaud au circuit de la centrale thermique. Il ne diminuera pas de la cogénération, mais pour nous, il est très efficace. PUE Datacenter - 1,15 toute l'année.
Autonomie de la station de base
Ici,
dans le post, il y avait plus de détails.
En bref, nous avons essayé de fournir une alimentation autonome à plusieurs stations de base. Production éolienne et panneaux solaires d'occasion. Il y avait des difficultés à choisir un moulin à vent, à choisir des batteries, à assembler, un moulin à vent emporté par un vent cruel et impitoyable, et bien d'autres aventures. En conséquence, tout fonctionne à Samara et à Mourmansk. Nous développons le sujet, y compris prêt à construire de grands systèmes. Maintenant, nous communiquons avec des clients potentiels en Extrême-Orient.
Un exemple d'interface d'un système de surveillance et de contrôle pour l'alimentation des stations de base autonomes:
Nous avons également essayé une géosonde sur eux: un puits est foré à une profondeur de 30 à 100 mètres. Ci-dessous se trouve une température stable pour le centre de la Russie - environ 6 à 10 degrés toute l'année. En fonction de la conductivité thermique du matériau du sol, il est possible de fournir environ 50 W de puissance thermique par mètre de longueur de la géosonde. Nous avons testé le circuit pour chauffer les locaux de la station de base en hiver et récupérer l'excès de chaleur de l'équipement pendant l'été (c'est-à-dire refroidir la station).
Le résultat - oui, cela fonctionne, c'est peu coûteux + le fonctionnement et l'entretien ne coûtent presque rien. Et cela fonctionne comme un réservoir - de manière fiable. Il n'y a aucun problème avec ces installations, mais il y a peu d'argent dans ce domaine, nous avons donc suspendu les expériences. Le système lui-même est si bon marché qu'il n'est pas rentable de le vendre, car les frais généraux sont plus chers qu'il n'en coûte. On a le sentiment que, dans un certain nombre de régions, cela sera demandé.
Peut-être pour les objets où il y a une limitation de la puissance d'entrée, le régime de température exact n'est pas très critique. Vous prenez directement +8 du sol, vous alimentez en eau, elle passe à travers l'échangeur de chaleur et revient réchauffée, disons, 10-12 degrés. Et vous maintenez facilement la plage à l'intérieur. En hiver - le contraire. Pendant l'été, le sol se réchauffe - de sorte qu'en hiver autour de la station de base, l'herbe est déjà verte. Et derrière c'est la neige. Au cours de l'été, la terre s'est tellement réchauffée, jusqu'à une profondeur de 30 mètres, qu'elle ne peut plus la geler tout l'hiver, elle donne tout et dégage de la chaleur. Nous avons commencé avec +8, à la fin de l'été, nous avons, disons, +18 terres. Coûts - bien prix et pompe.
Notre mérite est que nous comprenons comment tout fonctionne et ce qui est vraiment nécessaire. Le géo-refroidissement et les besoins de la station de base ont été combinés de manière optimale. Autrement dit, pour une tâche spécifique, ils ont trouvé la solution optimale. Que vous pouvez travailler avec une plage de températures beaucoup plus large, que vous pouvez économiser de l'électricité à l'intérieur, que vous pouvez vous passer d'un refroidisseur avec une seule pompe - peu de gens y pensent.
Autonomie de l'observatoire
Ici
, mes collègues de l'équipe spéciale d'ingénierie ont raconté comment ils se sont rendus au Chili pour installer le bloc d'alimentation et l'équipement informatique de la station et comment «quelque chose s'est mal passé tout de suite».
Un entrepreneur local a monté des dômes, des panneaux solaires et posé des goulottes de câbles. Et aussitôt il s'est endormi en toute sécurité, afin que les rongeurs ne grimpent pas, et nous ne pouvions pas mettre le câbleL'alimentation 100% autonome de l'observatoire au Chili (aucune alimentation externe ne lui est fournie) est entièrement notre développement (basé sur l'équipement du fournisseur), nous avons conçu HLD, LLD pour la plupart des systèmes et assuré l'intégration de tout. Il y a beaucoup de contrôle autonome: le serveur de l'observatoire lui-même contrôle les paramètres d'alimentation, charge les panneaux solaires, gère la charge des batteries solaires, démarre et arrête l'alimentation de secours (d'urgence) de la station (diesel) et gère lui-même la puissance. De plus, le serveur lui-même répond aux événements de sécurité comme un franchissement de périmètre, change de canal et redémarre le routeur lui-même. En général, il n'y a rien de cosmiquement compliqué, juste beaucoup de consoles sont liées dans un seul tableau de bord et un tas de scripts est foutu au stade où il est devenu presque un framework.
Le soleil est fini, le coucher du soleil a disparu - les piles ont commencé à s'épuiser. Au coucher du soleil, une charge est apparue. Il s'agit du courant de la batterie. La charge saute, saute. Puis, très probablement, ce refroidissement du télescope a été activé.Nous prévoyons maintenant d'intégrer une centrale solaire de 0,5 MW dans un projet de centre de données dans un pays ayant un profil solaire similaire.
Production de chaleur et d'électricité à partir de déchets ménagers et industriels solides
Nous avons déjà élaboré des solutions prêtes à être mises en service. Il s'agit d'un sujet intéressant pour les complexes agricoles et l'industrie avec de gros volumes de déchets de production, de grandes implantations avec des problèmes d'élimination des déchets. C'est une question très sérieuse, car elle résout deux problèmes à la fois - les ordures et l'énergie. Et rentable.
Il existe une liste établie par la loi des types de sources d'énergie renouvelables et, entre autres, il s'agit des déchets ménagers et industriels, en particulier les déchets des usines de transformation de la viande et des fermes. Vous pouvez traiter la peau, le fumier, le fumier de vache ou d'oiseau, obtenir du biogaz et des engrais, ou brûler des os et obtenir du charbon propre. Vous pouvez recycler simplement les ordures, celles qui sont stockées dans les décharges et celles qui se trouvent dans les stations d'épuration (ce qui est extrait de l'eau, enfin, principalement des matières fécales). C'est une bonne matière première pour le traitement - par exemple, pour la thermolyse.
De plus, la gravure n'est pas si simple. Il suffit de brûler pour éliminer ... De telles usines devraient maintenant être réalisées dans les banlieues, Kazan et la région de Tula. Mais vous pouvez faire beaucoup plus astucieusement, en utilisant différents processus chimiques, des températures de combustion élevées.
Il est plus intéressant de brûler, par exemple, la thermolyse: l'essentiel est que les déchets ne sont pas brûlés, mais chauffés à basse température et que le gaz commence à en sortir. Et maintenant, le gaz brûle. Les déchets deviennent un peu moins volumineux et poursuivent leur parcours de vie lors des tests de pression et / ou des décharges.
Et encore plus intéressant est la combustion profonde des déchets: elle produit du carbone pur (c'est-à-dire du charbon presque activé). Mais ici les températures sont déjà puériles, la fonte des métaux. En Europe, cela fonctionne bien. Ils ont une demande de charbon dans ce format, y compris des médicaments. Le produit en vaut la peine, il est cher.
Le traitement du fumier semble très prometteur. Il est collecté à la ferme, jeté dans des lagunes, y reste pendant 3-4 mois, et c'est ce qu'on appelle le type de «pourriture». Cela devient de l'engrais. De la même manière, il peut être transformé dans des usines de biogaz. C'est le réservoir où s'écoule toute la biomasse. Des bactéries y vivent, qui lors de la fermentation de la masse émettent un gaz contenant du méthane.
Ensuite, le gaz est nettoyé - et soit il est brûlé ou alimenté à des machines à gaz alternatif.
Froid par chaleur
Il y a une telle chose - ABHM, machine de réfrigération à absorption. À un moment donné, ils ont réfléchi à la façon de l'utiliser pour générer du froid à partir de l'énergie de la chaleur solaire. Le soleil chauffe le dissipateur de chaleur, puis tout est transféré à l'ABXM, et en conséquence, nous obtenons de l'eau glacée pour la climatisation d'un bureau ou d'un centre commercial.
Bien arrêtés sur les expériences: les bons vieux
centres de trigénération semblent beaucoup plus compréhensibles pour les clients.
Systèmes classiques tordus
Nous avons travaillé en étroite collaboration avec les spécialistes du fournisseur pour un centre de données parasismique. Mais nos nombreuses années d'expérience dans la formation en conception et en ingénierie de l'équipe ont permis à beaucoup de choses de changer dans les systèmes conventionnels. Le résultat est un système avec des paramètres calculés très élevés. Le contrôle à pleine charge n'est pas encore possible - le centre de données est toujours en cours de test.
Il était possible d'atteindre un PUE moyen de 1,25 à 1,3 à des valeurs de pointe inférieures à 1,5: optimisation approfondie du refroidisseur - système de ventilo-convecteur - j'ai dû rechercher des données sur le climat de la région, le prix de l'eau et de l'électricité et la croissance de la capacité. Le système avec tours de refroidissement humides a été immédiatement abandonné: l'humidité est élevée et l'eau est chère. L'idée est la suivante: le centre de données ne fonctionne presque jamais à pleine capacité, ce qui signifie que vous avez besoin de refroidisseurs avec une large gamme d'efficacité énergétique. Nous avons trouvé ceux avec un EER élevé aux charges maximales et minimales. Vendeur - une grande entreprise, mais de plus en plus sur un réfrigérateur pour les supermarchés, etc. - même lui-même ne savait pas que c'était possible.
En conséquence, nous avons trouvé un refroidisseur à vis avec un entraînement à onduleur, qui fournit un EER élevé non seulement à la charge maximale du système de climatisation, mais aussi au minimum. La résistance dans le réseau a été réduite en utilisant des routes larges directes et l'utilisation d'équipements avec une résistance hydraulique minimale. Nous avons réussi à choisir une combinaison de refroidisseurs et de ventilo-convecteurs pour que la différence de température du liquide à l'entrée et à la sortie soit de 7 ° C au lieu des 5 ° C standard. Le choix de grands ventilo-convecteurs avec des ventilateurs écoénergétiques a permis de réduire les pertes dans le flux d'air. En conséquence, en raison de l'optimisation complète du système de refroidissement, la consommation d'énergie a diminué de 20%.
En plus de ce qui précède, nous mettons des systèmes d'alimentation sans coupure de haute puissance (unités et dizaines de mégawatts), cela aidera également à optimiser les systèmes de refroidissement.
Sous-totaux
Beaucoup de choses semblent prometteuses, mais je ne peux pas encore partager l'expérience de mise en œuvre. Au cours des deux dernières années, notre équipe a réussi à écrire un logiciel de contrôle pour les stations autonomes (les captures d'écran peuvent être vues ci-dessus) et à mettre en place de nombreuses expériences. Le reste du temps, nous avons traité de l'infrastructure du stade, des nœuds de communication spéciaux et des systèmes de sécurité. À la fin de la saison de football, je pense que nous reviendrons plus étroitement à l'efficacité énergétique.
Les références