能源效率:我们在俄罗斯测试的方法



你好 我将讨论蜂窝网络基站的地热和地热,风力发电,太阳能(特别是用于天文台的实践),生物废物产生的热量和能量,河流数据中心的冷却,经典系统的优化以及控制所有这些功能的软件。

让我们从西伯利亚的河开始:


在热电联产附近设计了一个数据中心。 热电联产是由河水供给的。 实际上,河流中的水温从0到+15,而火力发电厂则需要+25。 我们认为:有人需要温水真是太好了! 然后,他们将这一热交换器与该饲料一起坐下。 结果,我们将水平均加热一度(取决于计算负荷和一年中的时间),并向火力发电厂的回路中输送一点温度。 它不会因CHP而减少,但对我们而言非常有效。 PUE数据中心-全年1.15。

基站自治


帖子中有更多详细信息。



简而言之,我们试图为多个基站提供自主电源。 二手风力发电和太阳能电池板。 选择风车,选择电池,组装,被残酷无情的风吹走的风车以及许多其他冒险活动都遇到了困难。 结果,一切都可以在萨马拉和摩尔曼斯克使用。 我们开发主题,包括准备构建大型系统。 现在,我们与远东地区的潜在客户进行沟通。



自治基站电源监视和控制系统的接口示例:




我们还对它们进行了地质探针测试:钻了一个深度为30至100米的井。 以下是俄罗斯中部的稳定温度-全年大约6-10度。 根据土壤材料的热导率,有可能在每米长度的地球探针上提供约50 W的热能。 我们对电路进行了测试,以在冬天为基站房屋供暖,并在夏天从设备中回收多余的热量(即为基站降温)。

结果-是的,它可行,价格便宜,而且运维成本几乎没有。 而且它像坦克一样工作-可靠。 这些装置没有问题,但是在这方面几乎没有钱,因此我们暂停了实验。 该系统本身是如此便宜,以至于出售它是无利可图的,因为间接费用比其成本贵。 感觉在许多地区都将有需求。

也许对于输入功率有限制的物体,确切的温度​​范围不是很关键。 您直接从地面取+8,给水,水通过热交换器,然后变热,例如10-12度。 您可以轻松地将范围保持在此范围内。 在冬季-相反。 在夏季,土壤会变暖-因此,在基站周围的冬季,草已经是绿色的。 在它的后面是雪。 整个夏天,地球周围都变热了,深度达到30米,以至于整个冬天它都无法冻结,它散发了一切并散发出热量。 我们从+8开始,到夏季末,我们有+18土地。 成本-价格合理,价格合理。

我们的优点是我们了解一切工作原理和真正需要的东西。 地理冷却和基站的需求已得到最佳组合。 也就是说,对于特定任务,他们找到了最佳解决方案。 您可以在更宽的温度范围内工作,可以节省内部电力,而无需配备单个泵的冷却器就可以做到这一点-很少有人考虑到这一点。

天文台的自主权


在这里我的工程特别小组的同事们讲述了他们如何前往智利安装电站的动力装置和IT设备,以及“有什么事立即发生”。


当地承包商安装了圆顶,太阳能电池板和铺设的电缆槽。 然后他立即安全地入睡,这样啮齿动物就不会爬,我们也无法将电缆

智利天文台100%的自主电源(完全不提供外部电源)完全是我们的开发(基于卖方设备),我们为大多数系统设计了HLD,LLD,并确保了所有功能的集成。 有很多自治控制功能:天文台服务器本身可以控制电源参数,加载太阳能电池板,管理太阳能电池的充电,启动和停止站(柴油)的备用(紧急)电源以及管理电源本身。 此外,服务器本身对安全事件做出响应,例如越界,切换通道并重新启动路由器本身。 通常,没有什么大不复杂的,只是将许多控制台绑定到一个仪表板中,并且将一堆脚本搞砸了,直到它几乎变成了框架。


太阳已经过去,日落已经过去了-电池开始耗尽。 到日落时,出现了负载。 这是电池电流。 负载跳跃,跳跃。 然后,很可能打开了望远镜冷却系统。

现在,我们计划将一个0.5兆瓦的太阳能发电厂整合到一个太阳能分布相似的国家的数据中心项目中。

固体和工业废物产生的热和电


我们已经制定出了可以投入运行的解决方案。 对于具有大量生产废料,具有废物处理问题的大型居民点的农业综合体和工业来说,这是一个有趣的话题。 这是一个非常严重的问题,因为它同时解决了两个问题-垃圾和能源。 而且有利可图。

在法律上已经建立了可再生能源类型的清单,除其他外,这些清单包括家庭和工业废物,特别是来自肉类加工厂和农场的废物。 您可以处理皮肤,粪便,牛或鸟的粪便,获取沼气和肥料,或燃烧骨头并获取干净的煤。 您可以只回收垃圾,垃圾被存储在垃圾填埋场中,而垃圾则被存储在污水处理厂中(从水,井,大部分是粪便中提取),这是一种很好的加工原料,例如用于热解。

而且,燃烧不是那么简单。 只需焚烧即可处置...现在计划在郊区,喀山和图拉地区进行此类植物的种植。 但是,使用不同的化学过程,较高的燃烧温度,您可以做得更狡猾。

燃烧更有趣,例如热分解:最重要的是垃圾没有燃烧,而是在低温下加热,气体开始从中释放出来。 现在,天然气正在燃烧。 垃圾的体积变少了,并在压力测试和/或垃圾填埋场中继续其寿命。

更有趣的是废物的深度燃烧:它产生纯碳(即几乎是活性炭)。 但是这里的温度已​​经很幼稚,金属熔化了。 在欧洲,效果很好。 他们对这种形式的煤炭(包括医药)有需求。 该产品非常值得,价格昂贵。

粪便处理看起来很有希望。 它是从农场收集的,扔进泻湖,在那里躺了3-4个月,这就是所谓的“腐烂”类型。 它变成肥料。 同样,它可以在沼气厂中进行处理。 这是所有生物质流动的水箱。 细菌生活在那里,在发酵过程中会释放出含有甲烷的气体。
然后将气体净化-将其燃烧或送入气体往复机。

受热冷


有这样的东西-ABHM,吸收式制冷机。 一次,他们考虑了如何利用它从太阳热能中产生冷能。 太阳加热散热器,然后将其全部转移到ABXM,结果我们得到冷冻水用于办公室或购物中心的气候控制。

停止实验后:老旧的三代发电中心对客户而言更容易理解。

扭曲经典系统


我们与抗震数据中心的供应商专家紧密合作。 但是我们在团队的设计和工程培训方面的多年经验使传统系统中的许多事情得以改变。 结果是系统具有很高的计算参数。 尚无法进行满负荷检查-数据中心仍在测试中。

峰值小于1.5时,可以达到1.25-1.3的平均PUE:制冷机-风机盘管系统的深度优化-我不得不挖掘有关该地区的气候,水电价格和容量增长的数据。 带有湿式冷却塔的系统立即被放弃:湿度高,水贵。 这个想法是:数据中心几乎永远不会满负荷运行,这意味着您需要具有多种能效的冷水机组。 我们发现那些在最大和最小负载下均具有较高EER的设备。 卖方-一家大公司,但是越来越多的人在一家超市的冰箱等上-甚至他本人也不知道这是可能的。

结果,我们发现了带有变频驱动器的螺杆式冷却器,它不仅在空调系统的最大负载下,而且在最小负载下,都提供了较高的EER。 使用直接宽阔路线和使用水力阻力最小的设备可以降低网络中的阻力。 我们设法选择了冷却器和风机盘管的组合,以使入口和出口处的液体温度差为7°C,而不是标准的5°C。 选择带有节能风扇的大型风扇盘管可以减少气流损失。 结果,由于冷却系统的全面优化,能耗降低了20%。

除了上述内容,我们还放置了不间断的高功率电源系统(单位和数十兆瓦),这也将有助于优化冷却系统。

小计


其中很多看起来很有希望,但我还不能分享实施经验。 在过去的几年中,我们的团队设法为自动站编写了控制软件(屏幕截图如上图所示)并进行了大量实验。 其余时间,我们处理体育场馆基础设施,特殊通信节点和安全系统。 我认为,足球赛季结束后,我们将更加严格地回到能源效率上。

参考文献


Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN413417/


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