Инженерная инфраструктура центров обработки данных (ЦОД)

Компания HP представила новое исследование своего главного научного подразделения, которое демонстрирует возможность использования органических удобрений, получаемых в ходе эксплуатации молочной фермы, и тепловой энергии, вырабатываемой центром обработки данных, для создания экономического эффективного и экологически чистого производства.

В научном докладе, представленном на Международной конференции по энергетике и устойчивому развитию ученые-исследователи из HP рассказали о том каким образом молочная ферма на 10000 коров способна обеспечить электроснабжением центр обработки данных мощностью 1 МВт и при этом использовать излишки тепловой энергии для собственных хозяйственных нужд.

Основная идея заключается в том, что тепловая энергия, вырабатываемая в процессе эксплуатации  дата-центра, может использоваться для повышения эффективности анаэробного разложения коровьего навоза. В процессе разложения вырабатывается газ метан, который может использоваться для производства электроэнергии. Подобный симбиоз позволяет эффективно решать проблемы с вывозом отходов, с которыми сталкиваются молочные фермы, и обеспечить энергетические потребности современных дата-центров, следуя при этом принципам устойчивого развития.

Молочные фермы можно использовать для электроснабжения центров обработки данных следующим образом:

• молочная корова ежедневно производит около 55 килограммов навоза или около двадцати тонн навоза в год – это примерно вес четырех взрослых слонов.
• навоз, производимый молочной коровой за день, позволяет произвести 3.0 кВт·ч электрической энергии — это примерно соответствует ежедневному потреблению электроэнергии при просмотре телепередач в трех американских семьях.
• средняя молочная ферма на 10000 коров производит около 200000 тонн навоза в год. Приблизительно 70 % энергии метана, получаемого в результате анаэробного разложения навоза, можно использовать для энергоснабжения центра обработки данных, что позволит сократить потребление природных ресурсов.
• загрязняющие вещества, содержащиеся в необработанных отходах животноводческих хозяйств, негативным образом сказываются на окружающей среде и могут привести к заражению подземных вод и воздуха. Метан в 21 раз вреднее для окружающей среды, чем углекислый газ. Поэтому уничтожение навоза путем процесса сжигания, мало того что считается неэффективным использованием энергии, но и может привести к значительному увеличению налогов на выбросы парниковых газов.
• помимо очевидных экологических преимуществ, использование навоза для производства электроэнергии для дата-центров может обеспечить фермерам и финансовые преимущества. По оценкам ученых HP, затраты фермеров окупятся в течение первых двух лет эксплуатации подобных систем, и затем фермеры смогут зарабатывать приблизительно 2 миллиона долларов в год от продажи энергии, получаемой из отходов животноводческого хозяйства, операторам центров обработки данных.

HP работает над тем, чтобы изменить действующую систему организации бизнеса и общества путем изменения механизмов потребления и генерации и, собственно, путем создания более устойчивых экосистем. Научное подразделение HP занимается проектированием дата-центров, которые отличаются намного большей эффективностью и используют локальные возобновляемые источники энергии.

В целях снижения издержек современные дата-центры все чаще располагаются в непосредственной близости от источников энергии или холода.

В небольших замкнутых энергосетях могут использоваться различные локальные источники энергии, что позволяет снизить зависимость от энергетических компаний. В микросетях для электроснабжения дата-центров могут использоваться солнечные элементы, ветряные турбины, биотопливо и другие, главным образом возобновляемые, источники энергии. Наличие в США большого числа молочных ферм позволяет размещать дата-центры рядом с предприятиями, получающими биотопливо из отходов животноводческих хозяйств.

По словам HP, на протяжении многих столетий коровий навоз ежедневно использовался в дальних деревнях для обогрева помещений и приготовления пищи. Новаторство идеи, представленной в этом исследовании, заключается в создании такой необычной экосистемы, основанной на симбиозе между фермами и дата-центрами, которые могли бы быть выгодными как для эксплуатации ЦОД, так и для окружающей среды.