Бум цифровизации, рост облачных сервисов и индустрии майнинга криптовалют предъявляют к дата-центрам (ЦОДам) два жестких требования — бесперебойное питание и эффективное охлаждение. Традиционный подход, где электричество покупается у сети, а тепло от серверов просто выбрасывается в атмосферу, становится экономически невыгодным. Рост тарифов и дефицит мощностей заставляют бизнес искать более умные решения.
Таким решением являются технологии когенерации и тригенерации на базе газопоршневых установок (ГПУ). Это не просто тренд, а новый стандарт эффективности, который превращает две главные статьи расходов любого ЦОДа в единую, высокорентабельную систему.
Проблема №1: Энергозависимость и стоимость
Современный дата-центр мощностью 1 МВт потребляет в год около 8.7 миллионов кВт·ч. При среднем тарифе 8 руб/кВт·ч годовые затраты на электроэнергию составляют почти 70 млн рублей. Любое повышение тарифа напрямую бьет по рентабельности. Собственная ГПУ, работающая на магистральном газе, позволяет снизить себестоимость киловатта до 3-4 рублей, сокращая эти расходы вдвое.
Проблема №2: «Бесполезное» тепло
Практически 100% энергии, потребляемой серверами, превращается в тепло. Традиционные системы кондиционирования (чиллеры) тратят огромное количество дополнительной энергии, чтобы просто «выбросить» это тепло на улицу. По сути, ЦОД платит дважды — сначала за то, чтобы «создать» тепло, а потом — за то, чтобы от него избавиться.
Решение — объединить энергию и холод
Ключевая идея когенерации и тригенерации — использовать энергию максимально эффективно, не теряя ни одного джоуля.
- Когенерация (CHP — Combined Heat and Power). Газопоршневая установка вырабатывает электричество для питания ЦОДа. При этом огромное количество тепла, которое выделяется при работе двигателя (от системы охлаждения и выхлопных газов), не выбрасывается, а утилизируется. Теплообменники «снимают» это тепло и нагревают воду или антифриз. Зимой эту горячую воду можно использовать для отопления административных зданий, складов или теплиц, получая практически бесплатное тепло.
- Тригенерация (CCHP — Combined Cooling, Heat, and Power). Это следующий, еще более эффективный уровень для ЦОДов. Вместо того чтобы просто греть воду, утилизированное тепло от ГПУ направляется на питание абсорбционной холодильной машины (АБХМ).
Как работает «холодильник, работающий от тепла»?
АБХМ — это уникальный агрегат, который производит холод (охлаждает воду-хладагент) не за счет сжатия фреона компрессором (что требует много электричества), а за счет физико-химического процесса абсорбции, который «запускается» от источника тепла.
Таким образом, «выхлоп» вашей ГПУ становится топливом для холодильной машины, которая, в свою очередь, охлаждает дата-центр.
Экономика тригенерации: эффект синергии
Создание тригенерационного комплекса для ЦОДа — это вершина инженерной эффективности.
- Выработка дешевого электричества. ГПУ обеспечивает базовую потребность ЦОДа в энергии по низкой себестоимости.
- Производство «бесплатного» холода. АБХМ, работающая на «бросовом» тепле от ГПУ, покрывает до 70-80% потребности дата-центра в охлаждении. Это позволяет значительно сократить или полностью отказаться от использования дорогих и энергоемких электрических чиллеров.
Экономия становится двойной. Вы сокращаете расходы и на покупку электричества для серверов, и на покупку электричества для их охлаждения. Срок окупаемости таких комплексных проектов, несмотря на высокие капитальные затраты, часто не превышает 3-4 лет, после чего объект выходит на совершенно новый уровень рентабельности.
