數(shù)據(jù)中心可再生能源和余熱利用現(xiàn)狀
發(fā)布時(shí)間:2022-01-17 18:14
<正>1前言數(shù)據(jù)中心是容納計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和相關(guān)組件(如電信和存儲(chǔ)系統(tǒng))的設(shè)施,一般包括備用電源、冗余數(shù)據(jù)通信連接、環(huán)境控制(如空調(diào)、消防)和各種安全設(shè)備。在過去幾年里,許多國(guó)家正在經(jīng)歷數(shù)據(jù)中心數(shù)量和規(guī)模的快速擴(kuò)張,以滿足其互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、以及新興的邊緣計(jì)算和霧計(jì)算的需求。同時(shí),5G技術(shù)的興起使得數(shù)據(jù)中心(基站)的數(shù)量急劇增加,5G基站數(shù)量將是4G基站的三倍以上,且平均功耗是4G的3倍左右。由于數(shù)據(jù)中心信息技術(shù)設(shè)備密度高,同時(shí)需要一年365天、一天24h (共8760h)不間斷運(yùn)行,在運(yùn)行期間IT設(shè)備需要消耗大量的電能。
【文章來源】:智能建筑. 2020,(05)
【文章頁數(shù)】:7 頁
【部分圖文】:
圖1太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)??用,蘋果公司在北卡羅萊納州建立的數(shù)據(jù)中心采用太陽保設(shè)計(jì),且已獲得美國(guó)綠色建筑委員會(huì)的認(rèn)證
遽T*F??INQU??巨題搦畀??PIC??IRY??\s??生物質(zhì)能電??直接燃燒??氣化發(fā)電??沼氣發(fā)電??煤混燃發(fā)電??直接氣化發(fā)電?直接混燃發(fā)電?氣化混燃發(fā)電??圖10生物質(zhì)能利用系統(tǒng)??中心選擇核電作為電量供給方式,為其提供80MW的電量。在我??國(guó),京東云華東數(shù)據(jù)中心就選擇將在年發(fā)電量140億度的田灣核電??站的高壓走廊,能源及電力供應(yīng)充足。目前中國(guó)大陸到2020年達(dá)??到58GWe的容量,還有30GWe在建,因此未來核電在數(shù)據(jù)中心電??力供給中可以優(yōu)先考慮。??2.6生物質(zhì)能在數(shù)據(jù)中心的運(yùn)用??生物質(zhì)能主要是利用有機(jī)垃圾、秸稈、水、人畜糞便,通過厭??氧消化產(chǎn)生可燃?xì)怏w甲烷,也可以采用垃圾焚燒發(fā)電,供生活、??生產(chǎn)之用。生物質(zhì)能產(chǎn)生的燃料可用于數(shù)據(jù)中心發(fā)電系統(tǒng)中的驅(qū)??動(dòng)燃料,生物質(zhì)能利用系統(tǒng)如圖10所示。??2011年美國(guó)建設(shè)了以牛場(chǎng)糞便為能源的生物質(zhì)能發(fā)電廠,為??數(shù)據(jù)中心提供1MW的電量及以生物固體和城市廢物為原料為數(shù)據(jù)??中心提供50MW電量,該數(shù)據(jù)中心能100%利用生物固體和城市垃??圾提供的可再生能源,但生物質(zhì)發(fā)電會(huì)產(chǎn)生污染物排放。生物質(zhì)??能產(chǎn)生的甲烷也可以作為燃料電池的原料為數(shù)據(jù)中心提供電能。??目前我國(guó)各地都已建立起垃圾發(fā)電廠,為我國(guó)在數(shù)據(jù)中心生物質(zhì)??能利用方面提供了基矗??表1典型水冷式數(shù)據(jù)中心熱源及流量匯總??參數(shù)??值??服務(wù)器供水溫度??20 ̄60弋(標(biāo)準(zhǔn)I?70 ̄75弋(最大)??服務(wù)器流出溫度??2 ̄5%服務(wù)器溫度升高??每架的水流速率為??5?10?GPM??從水到蓋子的溫差AT??5 ̄18弋??緩沖換熱器流量??5-10?GPM??緩沖熱
^TSPIC??INQUIRY??若題蓀究??\s??.卨壓汽輪機(jī)??圖14數(shù)據(jù)中心余熱蒸汽發(fā)電利用系統(tǒng)??HFC134a、丁烷和戊烷,如圖15所??示。數(shù)據(jù)中心熱水余熱可以在蒸發(fā)器??中加熱有機(jī)工質(zhì),使之變?yōu)檎羝,進(jìn)??入汽輪機(jī)中做功。通常需要66°C以上??的熱水。??3.3余熱吸收式制冷系統(tǒng)??吸收式制冷是利用工質(zhì)特殊的物??化特性,通過一種物質(zhì)對(duì)另一種物質(zhì)??的吸收和釋放產(chǎn)生物質(zhì)的狀態(tài)變化,??從而伴隨吸熱和放熱過程,常用于余??熱制冷等節(jié)能系統(tǒng)和冷熱電三聯(lián)供系??統(tǒng)中。對(duì)于溫度超過70°C的熱水,可??以被用來作為溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)??的驅(qū)動(dòng)熱源。研究顯示,采用余熱-溴化鋰制冷系統(tǒng)??的超算中心在各個(gè)季節(jié)的節(jié)能效果都很顯著,與原始冷??卻系統(tǒng)相比,新型冷卻系統(tǒng)的總功耗降低了?48%左右,??數(shù)據(jù)中心PUE在一年四季都能保持在1.5以下,如圖16??所示。??此外,采用冷熱電三聯(lián)供可以顯著提高數(shù)據(jù)中心??能源利用效率,降低數(shù)據(jù)中心co2排放。例如,中石??油數(shù)據(jù)中心采用冷熱電三聯(lián)供為數(shù)據(jù)中心和辦公場(chǎng)所??提供電量、制冷和供暖,使得數(shù)據(jù)中心整體能源效率??達(dá)到80%以上,年減少C02排放6.08萬噸和S02排放??0.52萬噸。??3.4余熱海水淡化利用??數(shù)據(jù)中心的余熱熱水可以用于驅(qū)動(dòng)海水淡化,通??過多級(jí)蒸餾從海水中生產(chǎn)凈水。系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)熱源需要??r??余熱溫度大于66C??加熱器??蒸發(fā)器??冷凝器??-咖??汽輪機(jī)??Steam?at?1?|??電??污水??圖15數(shù)據(jù)中心余熱有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)??冷凝?凈化水??圖17數(shù)據(jù)中心余熱海水淡化系統(tǒng)??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]“軟硬兼施” 設(shè)備廠商能否消滅5G功耗“攔路虎”?[J]. 程琳琳. 通信世界. 2019(26)
[2]燃料電池分布式供能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J]. 曾洪瑜,史翊翔,蔡寧生. 發(fā)電技術(shù). 2018(02)
[3]海洋能發(fā)電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展路線圖[J]. 張雅潔,趙強(qiáng),褚溫家. 中國(guó)電力. 2018(03)
[4]太陽能光伏發(fā)電技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 楊數(shù). 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2017(06)
[5]太陽能雙效吸收式空調(diào)的效益和經(jīng)濟(jì)性分析[J]. 張藝斌,李舒宏,張小松. 暖通空調(diào). 2017(01)
[6]太陽能驅(qū)動(dòng)吸收式與吸附式制冷技術(shù)的比較分析研究[J]. 朱斌祥,孫李,喻志強(qiáng),徐軍,牛曉文. 流體機(jī)械. 2016(01)
[7]我國(guó)數(shù)據(jù)中心能耗及能效水平研究[J]. 谷立靜,周伏秋,孟輝. 中國(guó)能源. 2010(11)
博士論文
[1]基于溶液儲(chǔ)能的遠(yuǎn)距離輸運(yùn)供能能量系統(tǒng)及其應(yīng)用研究[D]. 韓冰川.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2019
[2]閃蒸及噴霧液滴特性對(duì)噴霧冷卻強(qiáng)化換熱的影響[D]. 陳華.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2018
碩士論文
[1]增強(qiáng)型廢棄油氣井地?zé)崂孟到y(tǒng)研究[D]. 劉建.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2018
本文編號(hào):3595204
【文章來源】:智能建筑. 2020,(05)
【文章頁數(shù)】:7 頁
【部分圖文】:
圖1太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)??用,蘋果公司在北卡羅萊納州建立的數(shù)據(jù)中心采用太陽保設(shè)計(jì),且已獲得美國(guó)綠色建筑委員會(huì)的認(rèn)證
遽T*F??INQU??巨題搦畀??PIC??IRY??\s??生物質(zhì)能電??直接燃燒??氣化發(fā)電??沼氣發(fā)電??煤混燃發(fā)電??直接氣化發(fā)電?直接混燃發(fā)電?氣化混燃發(fā)電??圖10生物質(zhì)能利用系統(tǒng)??中心選擇核電作為電量供給方式,為其提供80MW的電量。在我??國(guó),京東云華東數(shù)據(jù)中心就選擇將在年發(fā)電量140億度的田灣核電??站的高壓走廊,能源及電力供應(yīng)充足。目前中國(guó)大陸到2020年達(dá)??到58GWe的容量,還有30GWe在建,因此未來核電在數(shù)據(jù)中心電??力供給中可以優(yōu)先考慮。??2.6生物質(zhì)能在數(shù)據(jù)中心的運(yùn)用??生物質(zhì)能主要是利用有機(jī)垃圾、秸稈、水、人畜糞便,通過厭??氧消化產(chǎn)生可燃?xì)怏w甲烷,也可以采用垃圾焚燒發(fā)電,供生活、??生產(chǎn)之用。生物質(zhì)能產(chǎn)生的燃料可用于數(shù)據(jù)中心發(fā)電系統(tǒng)中的驅(qū)??動(dòng)燃料,生物質(zhì)能利用系統(tǒng)如圖10所示。??2011年美國(guó)建設(shè)了以牛場(chǎng)糞便為能源的生物質(zhì)能發(fā)電廠,為??數(shù)據(jù)中心提供1MW的電量及以生物固體和城市廢物為原料為數(shù)據(jù)??中心提供50MW電量,該數(shù)據(jù)中心能100%利用生物固體和城市垃??圾提供的可再生能源,但生物質(zhì)發(fā)電會(huì)產(chǎn)生污染物排放。生物質(zhì)??能產(chǎn)生的甲烷也可以作為燃料電池的原料為數(shù)據(jù)中心提供電能。??目前我國(guó)各地都已建立起垃圾發(fā)電廠,為我國(guó)在數(shù)據(jù)中心生物質(zhì)??能利用方面提供了基矗??表1典型水冷式數(shù)據(jù)中心熱源及流量匯總??參數(shù)??值??服務(wù)器供水溫度??20 ̄60弋(標(biāo)準(zhǔn)I?70 ̄75弋(最大)??服務(wù)器流出溫度??2 ̄5%服務(wù)器溫度升高??每架的水流速率為??5?10?GPM??從水到蓋子的溫差AT??5 ̄18弋??緩沖換熱器流量??5-10?GPM??緩沖熱
^TSPIC??INQUIRY??若題蓀究??\s??.卨壓汽輪機(jī)??圖14數(shù)據(jù)中心余熱蒸汽發(fā)電利用系統(tǒng)??HFC134a、丁烷和戊烷,如圖15所??示。數(shù)據(jù)中心熱水余熱可以在蒸發(fā)器??中加熱有機(jī)工質(zhì),使之變?yōu)檎羝,進(jìn)??入汽輪機(jī)中做功。通常需要66°C以上??的熱水。??3.3余熱吸收式制冷系統(tǒng)??吸收式制冷是利用工質(zhì)特殊的物??化特性,通過一種物質(zhì)對(duì)另一種物質(zhì)??的吸收和釋放產(chǎn)生物質(zhì)的狀態(tài)變化,??從而伴隨吸熱和放熱過程,常用于余??熱制冷等節(jié)能系統(tǒng)和冷熱電三聯(lián)供系??統(tǒng)中。對(duì)于溫度超過70°C的熱水,可??以被用來作為溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)??的驅(qū)動(dòng)熱源。研究顯示,采用余熱-溴化鋰制冷系統(tǒng)??的超算中心在各個(gè)季節(jié)的節(jié)能效果都很顯著,與原始冷??卻系統(tǒng)相比,新型冷卻系統(tǒng)的總功耗降低了?48%左右,??數(shù)據(jù)中心PUE在一年四季都能保持在1.5以下,如圖16??所示。??此外,采用冷熱電三聯(lián)供可以顯著提高數(shù)據(jù)中心??能源利用效率,降低數(shù)據(jù)中心co2排放。例如,中石??油數(shù)據(jù)中心采用冷熱電三聯(lián)供為數(shù)據(jù)中心和辦公場(chǎng)所??提供電量、制冷和供暖,使得數(shù)據(jù)中心整體能源效率??達(dá)到80%以上,年減少C02排放6.08萬噸和S02排放??0.52萬噸。??3.4余熱海水淡化利用??數(shù)據(jù)中心的余熱熱水可以用于驅(qū)動(dòng)海水淡化,通??過多級(jí)蒸餾從海水中生產(chǎn)凈水。系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)熱源需要??r??余熱溫度大于66C??加熱器??蒸發(fā)器??冷凝器??-咖??汽輪機(jī)??Steam?at?1?|??電??污水??圖15數(shù)據(jù)中心余熱有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)??冷凝?凈化水??圖17數(shù)據(jù)中心余熱海水淡化系統(tǒng)??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]“軟硬兼施” 設(shè)備廠商能否消滅5G功耗“攔路虎”?[J]. 程琳琳. 通信世界. 2019(26)
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[4]太陽能光伏發(fā)電技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 楊數(shù). 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2017(06)
[5]太陽能雙效吸收式空調(diào)的效益和經(jīng)濟(jì)性分析[J]. 張藝斌,李舒宏,張小松. 暖通空調(diào). 2017(01)
[6]太陽能驅(qū)動(dòng)吸收式與吸附式制冷技術(shù)的比較分析研究[J]. 朱斌祥,孫李,喻志強(qiáng),徐軍,牛曉文. 流體機(jī)械. 2016(01)
[7]我國(guó)數(shù)據(jù)中心能耗及能效水平研究[J]. 谷立靜,周伏秋,孟輝. 中國(guó)能源. 2010(11)
博士論文
[1]基于溶液儲(chǔ)能的遠(yuǎn)距離輸運(yùn)供能能量系統(tǒng)及其應(yīng)用研究[D]. 韓冰川.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2019
[2]閃蒸及噴霧液滴特性對(duì)噴霧冷卻強(qiáng)化換熱的影響[D]. 陳華.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2018
碩士論文
[1]增強(qiáng)型廢棄油氣井地?zé)崂孟到y(tǒng)研究[D]. 劉建.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2018
本文編號(hào):3595204
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