چگونه پردازش داده ها می تواند ساختمان ها را گرم کند

1 مارس 2022 – توسط آزمایشگاه فدرال علم و فناوری مواد سوئیس- مرکز داده به شبکه موجود NEST با دمای متوسط ​​یا پایین متصل است و گرمای اتلاف ساطع می کند. اعتبار Empa

یک کلیک بر روی اینترنت آثاری از خود بر جای می گذارد. نه تنها در خود وب، بلکه در قالب یک ردپای بزرگ زیست محیطی. از آنجا که حتی اگر همه داده‌های ما ظاهراً در فضای ابری شناور هستند، مراکز داده فیزیکی باید آن‌ها را پردازش و ذخیره کنند و این انرژی‌ها مقادیر زیادی انرژی مصرف می‌کنند که بخش قابل‌توجهی از آن برای خنک کردن تأسیسات به دلیل ضایعات بسیار زیاد استفاده می‌شود. گرمایی که در حین محاسبه تولید می شود. غول های بزرگ فناوری اکنون به خوبی از مسئولیت های خود آگاه هستند و سخاوتمندانه روی انرژی های تجدیدپذیر سرمایه گذاری می کنند و به دنبال راه هایی برای بهینه سازی بهره وری انرژی در مزارع سرور خود هستند. برای مثال یکی از این مسیرها به دایره قطب شمال منتهی می شود، جایی که برخی از بزرگترین مراکز داده در حال حاضر در آن قرار دارند. دمای پایین در آنجا به کاهش انرژی مورد نیاز برای خنک کردن تجهیزات کمک می کند.

با این حال، با آخرین روندهای دیجیتالی مانند هوش مصنوعی (AI)، واقعیت افزوده (AR) و اینترنت اشیا (IoT)، چالش‌های بیشتری در پیش است: حجم داده‌هایی که قرار است پردازش شوند به سرعت در حال افزایش است و در عین حال ، واکنش ها در زمان واقعی – بدون تأخیر لازم است. برای رسیدن به این هدف، پردازش داده ها باید به مکانی که در آن ایجاد شده است نزدیک شود. به عنوان مثال، در قالب یک مرکز داده میکرو در محله. با این حال، در بهترین حالت، این مرکز داده محلی نه تنها برای پردازش داده ها استفاده می شود، بلکه – متصل به سیستم انرژی – برای گرم کردن ساختمان نیز استفاده خواهد شد. یک آزمایش میدانی با مراکز داده میکرو در ساختمان تحقیقاتی NEST در Empa و در دو مکان دیگر در ترکیه و هلند با هدف بررسی پتانسیل این ایده است.

خنک کننده هوشمند

این پروژه که ECO-Qube نام دارد، توسط برنامه افق 2020 اتحادیه اروپا پشتیبانی می شود و شرکای تحقیقاتی و صنعتی از سوئیس، ترکیه، اسپانیا، آلمان، هلند و سوئد را گرد هم می آورد. چاگاتای یلماز، مدیر نوآوری در ارائه‌دهنده راه‌حل‌های فناوری اطلاعات ترکیه Lande و رهبر پروژه ECO-Qube می‌گوید: «هدف ما کاهش تقاضای انرژی و انتشار CO2 در مراکز داده کوچک به میزان یک پنجم است. به گفته اتحاد زیرساخت دیجیتال پایدار، یکی دیگر از شرکای پروژه، مراکز داده معمولی اغلب تنها با حدود 15 درصد ظرفیت خود کار می کنند. با وجود این، سرورها دائماً به برق نیاز دارند و خنک می شوند. برای مقابله با این مشکل، خنک‌سازی مراکز داده ECO-Qube هوشمند ساخته می‌شود: داده‌های حسگر از تک تک اجزای IT در ساختارهای Big Data جمع‌آوری می‌شوند و به اطمینان از اینکه توزیع گرما درون اجزا همیشه به طور دقیق ثبت می‌شود کمک می‌کند. هوش مصنوعی این داده‌ها را با شبیه‌سازی‌های جریان هوا ترکیب می‌کند تا خنک‌سازی به‌طور خاص مورد هدف قرار گیرد. در عین حال، بارهای محاسباتی در سه مرکز داده آزمایشی در سوئیس، ترکیه و هلند به گونه‌ای توزیع می‌شوند که هر سه تسهیلات را می‌توان تا حد امکان از نظر انرژی کارآمد استفاده کرد.

استفاده مجدد از گرمای تلف شده

این سه مرکز داده مستقیماً در سیستم‌های انرژی محله‌های اطراف خود ادغام می‌شوند و در صورت امکان با انرژی تجدیدپذیر تأمین می‌شوند. به عنوان مثال، در NEST، برق برای راه اندازی مرکز داده توسط سیستم های فتوولتائیک واحدهای NEST و نمایشگر تحرک Empa، در میان سایر موارد، تامین می شود. گرمای هدر رفته از مرکز داده به شبکه موجود با دمای متوسط ​​یا پایین وارد می شود. بنابراین در زمستان مستقیماً سیستم گرمایش ساختمان را تغذیه می کند و در طول سال به طور همزمان به عنوان منبعی برای پمپ حرارتی عمل می کند که آب گرم خانگی را تأمین می کند.

برای ما جالب است که مرکز داده میکرو را نه تنها به عنوان یک مصرف کننده الکتریکی، بلکه به عنوان یک جزء پویا در سیستم کلی در نظر بگیریم که بتوانیم از آن استفاده کنیم تا محاسبات زمانی انجام شود که از نظر اکولوژیکی منطقی باشد. فیلیپ هیر، رئیس مرکز انرژی (ehub) در Empa می‌گوید: دنیای حرارتی با زیرساخت‌های فناوری اطلاعات و پردازش داده‌ها، پتانسیل زیادی برای بهینه‌سازی در جهت عملیات پایدار ارائه می‌دهد.

این پروژه حدود سه سال به طول خواهد انجامید. پس از تکمیل، تیم امیدوار است بتواند دستورالعمل هایی را برای برنامه ریزان و اپراتورهای ساختمان ارائه دهد تا به آنها کمک کند تا مراکز داده را در ساختمان ها و محله ها به شیوه ای کارآمد انرژی ادغام کنند.