Oi Falarei sobre geo-resfriamento e geo-aquecimento de estações base de rede celular, geração de vento, prática de energia solar (em particular, para um observatório), geração de calor e energia a partir de resíduos biológicos, resfriamento do data center do rio, otimização de sistemas clássicos e um pouco sobre o software que controla tudo isso.
Vamos começar com o rio na Sibéria:
Projetou um data center próximo ao CHP. Um CHP é alimentado pela água de um rio. Na verdade, a temperatura da água no rio é de 0 a +15, e a usina termelétrica precisa de +25. Pensamos: como é maravilhoso alguém precisar de água morna! E eles se sentaram com este trocador de calor neste feed. Como resultado, aquecemos a água em média um grau (dependendo da carga computacional e da época do ano) e transferimos um pouco mais quente para o circuito da usina termelétrica. Não diminuirá do CHP, mas para nós é muito eficaz. PUE Datacenter - 1,15 o ano todo.
Autonomia da estação base
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no post havia mais detalhes.
Em resumo, tentamos fornecer energia autônoma para várias estações base. Geração eólica e painéis solares usados. Havia dificuldades em escolher um moinho de vento, escolher baterias, montar, um moinho de vento que foi soprado por um vento cruel e impiedoso e muitas outras aventuras. Como resultado, tudo funciona em Samara e Murmansk. Desenvolvemos o tópico, incluindo pronto para construir grandes sistemas. Agora nos comunicamos com clientes em potencial no Extremo Oriente.
Um exemplo da interface de um sistema de monitoramento e controle para fornecimento de energia de estações base autônomas:
Também tentamos um geoprobe neles: um poço é perfurado com uma profundidade de 30 a 100 metros. Abaixo está uma temperatura estável para a Rússia central - cerca de 6 a 10 graus o ano todo. Dependendo da condutividade térmica do material do solo, é possível fornecer cerca de 50 W de energia térmica por metro de comprimento da sonda geográfica. Testamos o circuito para aquecer as instalações da estação base no inverno e recuperar o excesso de calor do equipamento durante o verão (isto é, resfriar a estação).
O resultado - sim, funciona, é barato + operação e manutenção custam quase nada. E funciona como um tanque - de forma confiável. Não há problemas com essas instalações, mas há pouco dinheiro nessa área, por isso suspendemos os experimentos. O sistema em si é tão barato que não é rentável vendê-lo, porque os custos indiretos são mais caros do que custam. Há um sentimento de que em várias regiões isso será uma demanda.
Talvez para objetos em que haja uma limitação na potência de entrada, o regime exato de temperatura não seja muito crítico. Você pega diretamente +8 do chão, fornece água, passa pelo trocador de calor e volta aquecido, digamos, 10 a 12 graus. E você mantém facilmente o alcance interno. No inverno - o oposto. Durante o verão, o solo esquenta - de modo que no inverno em torno da estação base a grama já está verde. E atrás dela está a neve. Durante o verão, a terra ficou tão aquecida ao redor, a uma profundidade de 30 metros, que não pode congelá-lo durante todo o inverno, despeja tudo e libera calor. Começamos com +8, no final do verão temos, digamos, +18 terras. Custos - bem preço e bomba.
Nosso mérito é entendermos como tudo funciona e o que é realmente necessário. O resfriamento geográfico e as necessidades da estação base foram combinados de maneira ideal. Ou seja, para uma tarefa específica, eles encontraram a solução ideal. Que você pode trabalhar com uma faixa de temperatura muito mais ampla, que você pode economizar eletricidade dentro, que pode ficar sem um chiller com uma única bomba - poucas pessoas pensam nisso.
Autonomia do observatório
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, meus colegas da equipe especial de engenharia contaram como viajaram ao Chile para instalar a unidade de energia e o equipamento de TI da estação e como "algo deu errado imediatamente".
Um empreiteiro local montou cúpulas, painéis solares e dutos de cabos instalados. E imediatamente adormeceu em segurança, para que os roedores não subissem e não pudéssemos colocar o caboA fonte de alimentação 100% autônoma do observatório no Chile (nenhuma fonte externa é fornecida a ele) é completamente o nosso desenvolvimento (baseado em equipamentos de fornecedores), projetamos o HLD, LLD para a maioria dos sistemas e garantimos a integração de tudo. Há muito controle autônomo: o próprio servidor do observatório controla os parâmetros da fonte de alimentação, carrega os painéis solares, gerencia a carga das baterias solares, inicia e interrompe o fornecimento de energia de backup (de emergência) da estação (diesel) e gerencia a própria energia. Além disso, o próprio servidor responde a eventos de segurança como um cruzamento de perímetro, alterna de canal e reinicia o próprio roteador. Em geral, não há nada cosmicamente complicado, apenas muitos consoles estão amarrados em um painel e vários scripts são estragados no palco quando ele se tornou quase um quadro.
O sol acabou, o pôr do sol se foi - as baterias começaram a acabar. Ao pôr do sol, uma carga apareceu. Esta é a corrente da bateria. A carga salta, salta. Então, provavelmente, esse resfriamento do telescópio foi ativado.Agora, planejamos integrar uma usina de energia solar de 0,5 MW em um projeto de data center em um país com um perfil solar semelhante.
Geração de calor e eletricidade a partir de resíduos sólidos domésticos e industriais
Já desenvolvemos soluções prontas para serem colocadas em operação. Este é um tópico interessante para complexos agrícolas e industriais, com grandes volumes de resíduos de produção, grandes assentamentos com problemas de disposição de resíduos. Essa é uma pergunta muito séria, porque resolve dois problemas ao mesmo tempo - lixo e energia. E lucrativo.
Existe uma lista estabelecida legislativamente de tipos de fontes de energia renováveis e, entre outras coisas, inclui resíduos domésticos e industriais, em especial resíduos de fábricas e fazendas de processamento de carne. Você pode processar a pele, esterco, esterco de vaca ou pássaro, obter biogás e fertilizantes ou queimar ossos e obter carvão limpo. Você pode reciclar apenas lixo, o que é armazenado em aterros sanitários e o que está em estações de tratamento de esgoto (que é extraído da água, bem, principalmente de matéria fecal) .Esta é uma boa matéria-prima para processamento - por exemplo, para termólise.
Além disso, queimar não é tão simples. Apenas queime para descartar ... Agora, essas plantas estão planejadas para serem feitas nos subúrbios, Kazan e na região de Tula. Mas você pode fazer muito mais astuciosamente, usando diferentes processos químicos, altas temperaturas de combustão.
É mais interessante queimar, por exemplo, termólise: o ponto principal é que o lixo não é queimado, mas aquecido a uma temperatura baixa e o gás começa a ser liberado dele. E agora o gás está sendo queimado. O lixo fica um pouco menos em volume e continua sua jornada de vida em testes de pressão e / ou aterro sanitário.
E ainda mais interessante é a queima profunda de resíduos: produz carbono puro (isto é, carvão quase ativado). Mas aqui as temperaturas já são infantis, o derretimento de metais. Na Europa, funciona bem. Eles têm demanda por carvão nesse formato, incluindo remédios. O produto vale bem a pena, é caro.
O processamento de estrume parece muito promissor. Ele é coletado da fazenda, jogado em lagoas, fica lá por 3-4 meses, e isso é chamado de tipo de “decadência”. Torna-se fertilizante. Da mesma forma, pode ser processado em usinas de biogás. Este é o tanque onde toda a biomassa flui. As bactérias vivem lá, que durante a fermentação da massa emitem um gás contendo metano.
Em seguida, o gás é limpo - e é queimado ou alimentado a máquinas de gás alternativo.
Frio sem calor
Existe uma coisa - ABHM, máquina de refrigeração por absorção. Ao mesmo tempo, eles pensaram em como usá-lo para gerar frio a partir da energia do calor solar. O sol aquece o dissipador de calor, depois tudo é transferido para a ABXM e, como resultado, obtemos água gelada para controle climático de um escritório ou shopping center.
Embora parados em experimentos: os bons e velhos
centros de trigeneração parecem muito mais compreensíveis para os clientes.
Sistemas clássicos de torção
Trabalhamos em estreita colaboração com os especialistas do fornecedor em um data center resistente a terremotos. Mas nossos muitos anos de experiência em treinamento de engenharia e design da equipe permitiram que muitas coisas mudassem nos sistemas convencionais. O resultado é um sistema com parâmetros calculados muito altos. Ainda não é possível verificar com carga total - o data center ainda está sendo testado.
Foi possível obter uma PUE média de 1,25-1,3 em valores de pico inferiores a 1,5: otimização aprofundada do chiller - sistema de ventiloconvectores - tive que cavar dados sobre o clima da região, preço da água e eletricidade e crescimento da capacidade. O sistema com torres de resfriamento úmido foi abandonado imediatamente: a umidade é alta e a água é cara. A idéia é: o data center quase nunca funciona com capacidade total, o que significa que você precisa de chillers com uma ampla faixa de eficiência energética. Encontramos aqueles com alto EER em cargas máximas e mínimas. Vendedor - uma grande empresa, mas cada vez mais em uma geladeira para supermercados, etc. - nem ele próprio sabia que isso era possível.
Como resultado, encontramos um resfriador de parafuso com um inversor, que fornece um EER alto, não apenas na carga máxima no sistema de ar condicionado, mas também no mínimo. A resistência na rede foi reduzida usando rotas amplas diretas e o uso de equipamentos com resistência hidráulica mínima. Conseguimos escolher uma combinação de chillers e fancoils para que a diferença de temperatura do líquido na entrada e na saída fosse de 7 ° C em vez do padrão de 5 ° C. A escolha de grandes ventiloconvectores com ventiladores de baixo consumo de energia permitiu reduzir as perdas no fluxo de ar. Como resultado, devido à otimização abrangente do sistema de refrigeração, o consumo de energia diminuiu 20%.
Além do exposto, colocamos sistemas de energia ininterrupta de alta potência (unidades e dezenas de megawatts), isso também ajudará na otimização de sistemas de refrigeração.
Subtotais
Muito disso parece promissor, mas ainda não posso compartilhar a experiência de implementação. Nos últimos dois anos, nossa equipe conseguiu escrever um software de controle para estações autônomas (as capturas de tela podem ser vistas acima) e realizar várias experiências. No restante do tempo, lidamos com a infraestrutura do estádio, nós de comunicações especiais e sistemas de segurança. Quando a temporada de futebol terminar, acho que voltaremos à eficiência energética com mais força.
Referências