Desarrollo del centro de datos sostenible del futuro

2022-08-20 11:17:08 By : Mr. Geraint Guan

Se estima que el sector de los centros de datos globales representa alrededor de 416 teravatios, lo que equivale a aproximadamente el 3 % de todas las necesidades energéticas.El sudeste asiático atrae una cantidad significativa de ese requisito, y la demanda de energía aumenta a medida que se agrega nueva infraestructura de centro de datos en países de toda la región.Las preocupaciones sobre el impacto ambiental de los centros de datos han alentado a algunos países y ciudades-estado a imponer restricciones a la construcción de nuevas instalaciones.Singapur, por ejemplo, detuvo el desarrollo de nuevos centros de datos en 2019. Ahora que la moratoria ha llegado a su fin, solo se pueden construir nuevos centros de datos si son "los mejores en términos de eficiencia de recursos".La presión para mejorar el desempeño ambiental de los centros de datos no solo proviene de los gobiernos y los reguladores.Los operadores de centros de datos de hiperescala como Google (Alphabet), Apple, Facebook (Meta), Amazon y Microsoft (GAFAM) buscan mejorar cada vez más.El año pasado, Google se fijó el objetivo de alimentar todos sus centros de datos en la nube con energía libre de carbono las 24 horas del día para 2030.Pero, ¿qué significa este movimiento hacia instalaciones más limpias y sostenibles para equipos como los generadores diésel?Cabe señalar que los generadores de centros de datos no son grandes emisores de emisiones de carbono, ya que se usan con poca frecuencia y solo por períodos cortos.Sin embargo, todavía existe la expectativa de que los generadores diésel mejoren el desempeño ambiental a través de la optimización del motor, pruebas in situ menos regulares y la adición de postratamiento de gases de escape y biocombustibles.Establecimiento de una hoja de ruta de sostenibilidadEn términos generales, los centros de datos en el sudeste asiático comprenden tres grupos principales de energía: generación o servicios públicos en el sitio;sistemas de instalaciones como refrigeración y distribución eléctrica;y sistemas de TI.Las mejoras en cada una de estas áreas pueden contribuir significativamente a mejorar la sostenibilidad.Los generadores pertenecen al primer grupo y representan la generación in situ de misión crítica, principalmente a partir de diésel, pero a veces a gas.Los operadores de centros de datos de nivel 1 en países como Singapur, Corea del Sur y Japón están especificando generadores de mayor potencia nominal para ayudarlos a lograr eficiencias operativas y costos más bajos.Los grupos electrógenos diésel de 4MW han entregado gran parte de la energía de respaldo requerida.Brindan una respuesta altamente confiable a fallas de electricidad de la red de transmisión local.Los nodos de energía más grandes ofrecen un alto rendimiento en un espacio reducido, lo cual es fundamental cuando el espacio es escaso.Además, el diesel está comúnmente disponible en la mayoría de las regiones y se puede almacenar de manera segura en el sitio, mientras que los repuestos y el servicio del generador se pueden arreglar fácilmente.Este papel de misión crítica significa que se usan con poca frecuencia, lo que limita la emisión de dióxido de carbono.Dicho esto, los fabricantes son muy conscientes de la necesidad de mejorar continuamente el desempeño ambiental, lo que resulta en una optimización significativa del motor.Por ejemplo, los generadores KOHLER se han diseñado cuidadosamente para cumplir con todos los estándares de emisiones relevantes en el sudeste asiático y en otras regiones vitales, incluidos Europa y EE. UU.Este cumplimiento se puede lograr utilizando un diseño de motor interno altamente optimizado y un tratamiento posterior.La mayoría de los operadores de generadores diésel estarán familiarizados con el problema del "apilamiento húmedo", una acumulación de combustible no quemado en el sistema de escape que da como resultado una disminución del rendimiento del motor y una falla prematura, y también puede provocar el incumplimiento de las normas sobre emisiones.Esto ocurre principalmente cuando los generadores funcionan frecuentemente con poca o sin carga porque el generador del centro de datos no tiene el tamaño adecuado para la potencia requerida o porque la carga adecuada no siempre está disponible durante el período de ejercicio.El medio más efectivo para evitar el apilamiento húmedo durante el ejercicio mensual es operar el generador con la carga mínima recomendada.Pero debido a que los operadores de centros de datos no desean hacer la transición a la carga del edificio, la práctica mensual requiere el uso de un banco de carga, que se puede usar para complementar o realizar actividades de mantenimiento cargadas.Esta prueba de banco de carga actúa como un medio para impulsar artificialmente la carga colocada en el generador para quemar la acumulación acumulada.Muchas instalaciones realizan bancos de carga de acuerdo con los regímenes de mantenimiento que se crearon hace muchos años.Los diseños de motores diesel modernos ahora usan varias tecnologías que aumentan la eficiencia operativa y reducen los espacios entre los pistones y los anillos por donde se puede permitir que escape el combustible no quemado.En combinación con avances tales como los sistemas common rail, este avance permite una menor carga de ejercicio al contener los gases de combustión y facilitar la creación de una carga con forma.Los ahorros de cambiar de pruebas cargadas mensuales a anuales son significativos.Por ejemplo, un motor de 3250 kilovatios que ejecuta un ciclo de banco de carga durante 30 minutos cada mes quema alrededor de 660 galones de combustible diésel y emite 186 libras de contaminantes por año.Por el contrario, el mismo ejercicio mensual descargado consume menos de 300 galones por año, y las emisiones contaminantes totales se reducen en alrededor del 82% por libra por año.Los biocombustibles renovables entran en la mezclaOtra área de avance ambiental viene con la adopción de los últimos combustibles renovables, como el aceite vegetal hidrotratado (HVO), que generalmente comprende combustibles líquidos parafínicos de base biológica producidos a partir de materias primas existentes en granjas, que incluyen aceite de colza, girasol y soja.Estos son hidrocarburos de cadena lineal libres de compuestos aromáticos, oxígeno y azufre, y pueden generar altos índices de cetano.Es importante destacar que los HVO representan una solución de energía renovable simple y eficiente y son hasta un 90% neutrales en carbono.Se pueden almacenar más fácilmente que los biodiésel y ofrecen una solución de 'ranura' que se puede utilizar en motores diésel convencionales.También se puede mezclar con diesel para facilitar la transición.En consecuencia, muchos de los generadores industriales diesel de Kohler ya son compatibles con los biocombustibles sintéticos parafínicos HVO.Pero, ¿qué pasa con las emocionantes soluciones revolucionarias escalonadas, como las baterías y las celdas de combustible?Las baterías a gran escala, respaldadas por los avances en la tecnología de iones de litio y combinadas con el suministro de energía renovable, podrían representar una solución potencial.Algunos operadores de hiperescala están investigando sistemas de baterías a escala de megavatios.Curiosamente, las técnicas de energías renovables más almacenamiento podrían usarse potencialmente para aplicaciones de servicio de red, con baterías en el sitio en instalaciones como centros de datos que se utilizan para ayudar a las empresas de servicios públicos a gestionar las fluctuaciones en la red.Los desafíos en torno a los sistemas basados ​​en baterías vienen con problemas como la confiabilidad, la calidad y la rentabilidad, pero se están realizando actividades de investigación y desarrollo para superar las preocupaciones.Las celdas de combustible de hidrógeno también representan una tecnología emocionante como una solución para la energía de respaldo ecológica.Nuevamente, los operadores de centros de datos y sus socios industriales están implementando pruebas de concepto con celdas de combustible de membrana de intercambio de protones que combinan hidrógeno y oxígeno en un proceso que produce vapor de agua y electricidad.Se utilizó un sistema de pila de combustible de 250 kilovatios en una prueba para alimentar una fila de servidores del centro de datos durante 48 horas consecutivas.El desafío con el hidrógeno viene con la escalabilidad y el costo.Se estima que para hacer funcionar 30MW de equipos de TI durante 48 horas se necesitarían 100 toneladas de hidrógeno.Un camión de reparto puede transportar dos toneladas de hidrógeno, por lo que se necesitarían alrededor de 50 envíos para una interrupción de dos días.Pero el hidrógeno sigue siendo una posibilidad emocionante, y Kohler está desarrollando un prototipo de generador de hidrógeno de 60 kW utilizando tecnología de celda de combustible de membrana de electrolito de polímero.La próxima generación de centros de datos ubicados en el sudeste asiático deberá ser más ecológica y sostenible que nunca.Es probable que este cambio provenga de avances continuos en múltiples frentes, desde nuevas estrategias de mantenimiento y la adopción de combustibles renovables hasta el uso de celdas de combustible y baterías avanzadas para ayudar a garantizar que el centro de datos más sostenible se convierta en una realidad.Para obtener más información sobre las soluciones de Kohler, haga clic aquí.