Încă un proiect din Norderstedt care subliniază competența și soluțiile inteligente cu care Kraftanlagen sprijină Stadtwerke Norderstedt în tranziția energetică locală. În locația principală a Stadtwerke Norderstedt se află, printre altele, o instalație compactă de cogenerare (CHP) pe bază de gaze naturale, precum și un centru de date performant.
Serverele de mare putere produc foarte multă căldură. Pentru a preveni supraîncălzirea sistemelor informatice sensibile, anterior în centrul de date au fost utilizate trei unități de răcire, care la rândul lor consumau multă energie electrică pentru a genera capacitatea de răcire dorită. Aceasta deoarece închirierea puterii de calcul către întreprinderi făcea necesară eliminarea, în măsura posibilităților, a riscului de cădere a serverelor. Acestor unități de răcire le-au fost adăugate acum pompe de căldură.
Pompele de căldură asigură acum răcirea necesară Pompele de căldură utilizează căldura generată de funcționarea serverului, folosind această energie termică ca sursă, astfel încât aceasta poate fi pusă la dispoziție la un nivel de temperatură mai ridicat prin adăugarea de energie electrică. Această energie este apoi introdusă direct în rețeaua de încălzire urbană Norderstedt. Se obține astfel o „capacitate de răcire” de 900 kW, care este suficientă pentru a menține serverele la o temperatură de funcționare suficient de scăzută. Prin urmare, efectul este dublu: căldura emisă de servere a fost răcită anterior, neutilizată, fiind eliberată în atmosferă prin intermediul unităților de răcire (sau al răcitoarelor de masă de pe acoperișul clădirii).
Această energie termică este în prezent alimentată în rețeaua de încălzire urbană din Norderstedt. Astfel a fost instalată încă o componentă importantă pentru decarbonizarea conceptului energetic din Norderstedt.
Felix Reiser, consultant tehnic și șef de echipă pentru rețele de încălzire și sisteme pentru clienți la Stadtwerke Norderstedt, și Robert Roß, manager de proiect și manager energetic la Stadtwerke Norderstedt, în camera pompei de căldură de la centrul de date al Stadtwerke Norderstedt © Cyril Abad
Avantaj suplimentar al pompelor de căldură: protecția împotriva zgomotului va fi necesară în viitorul previzibil Înlocuirea sistemului de răcire cu pompe de căldură este extrem de prevăzătoare și din alt punct de vedere. Alături de sediul central al Norderstedt Stadtwerke, o zonă rezidențială modernă face acum parte din planul local de dezvoltare. Lucrările de construcție pentru acest nou cartier au fost demarate de mult timp. Prin urmare, se vor aplica limite diferite de protecție împotriva zgomotului după ce lucrările de construcție vor fi finalizate cel târziu. Cu conceptul anterior de răcire în centrul de date, ar fi fost dificil să se respecte limitele mai stricte de protecție împotriva zgomotului. Acest lucru se datorează faptului că mai multe unități de răcire au fost instalate anterior pe acoperișul centrului de date în scopul răcirii. Aceste răcitoare de masă sunt instalate de obicei pe acoperișurile clădirilor pentru a asigura o eliberare controlată a căldurii în mediu. O măsurare a imisiilor de zgomot a arătat în prealabil că sistemul instalat pe acoperiș depășea cu mult viitoarele limite de protecție împotriva zgomotului pentru sistemele din apropierea zonelor rezidențiale. Prin urmare, instalarea pompelor de căldură oferă un dublu beneficiu suplimentar: înlocuirea răcitoarelor de masă cu un sistem mai silențios sau modernizarea acestora astfel încât să respecte limitele de protecție fonică aplicabile este acum inutilă. Prin alimentarea cu căldură a rețelei de încălzire urbană, se reduce producția anterioară de căldură cu combustibili fosili din sistemele de cogenerare și cazane. Dacă se presupune că în viitorul apropiat va fi generată energie electrică din surse regenerabile, acest lucru poate duce la o răcire absolut neutră din punct de vedere al emisiilor de CO2 a centrului de date, fiind generată energie termică suplimentară pentru alimentarea rețelei locale de încălzire urbană.
Detaliile tehnice ale proiectului pompelor de căldură
- Rețeaua de termoficare „West” furnizează clienților Stadtwerke Norderstedt în jur de 70 GWh energie termică anual.
- Aproximativ 80% din această energie termică este în prezent produsă prin cogenerare (CHP), iar restul provine de la cazane eficiente pe gaze naturale.
- O pompă de căldură ar putea genera 10-12 GWh de căldură anual, urmând să înlocuiască generarea convențională de căldură pe bază de gaze naturale și instalații de cogenerare.
- Astfel se reduce proporția de căldură generată pe bază de gaze naturale, iar rețeaua de încălzire urbană beneficiază de o sursă constantă de energie termică din căldura reziduală de la centrul de date, care poate reprezenta până la 15% din cota de rețea.
Cum a fost realizată montarea celor două pompe de căldură?
- Noua centrală energetică a fost instalat în parcarea subterană a Stadtwerke Norderstedt
- Biroul de proiectare/planificare FC-Planung GmbH a fost responsabil pentru proiectarea/planificarea echipamentelor tehnice și a dezvoltat soluții pentru integrarea pompei/pompelor de căldură în rețeaua de încălzire urbană și asigurarea răcirii centrului de date.
- În ceea ce privește alimentarea energiei termice în rețeaua de încălzire urbană, controlul este preluat de stația de control a Stadtwerke Norderstedt. Conectarea la sistemul de răcire al centrului de date se realizează în coordonare cu departamentele competente de la Stadtwerke Norderstedt și cu managementul operativ al centrului de date.
Colectarea și evaluarea permanentă a datelor și amortizarea rapidă Stadtwerke Norderstedt operează un sistem de management al energiei certificat în conformitate cu DIN EN ISO 50001:2018. În timpul planificării și implementării, se asigură că este creat și respectat un concept cuprinzător de contorizare inteligentă. Acest concept face posibilă utilizarea datelor contorului pentru a crea evaluări energetice și cifre-cheie care arată eficiența și contribuția adusă la protecția climei. Se preconizează că 10-12 GWh de căldură vor fi introduși în rețeaua de termoficare în 2024. Calculele privind eficiența, rentabilitatea și impactul asupra protecției climei, bazate pe progresele și rezultatele actuale ale proiectului, arată că, în consecință, pot fi evitate 2 800 de tone de emisii de CO2 în fiecare an. Previziunile privind costurile de exploatare, care iau în considerare înlocuirea producției de combustibili fosili, cheltuielile anterioare cu energia electrică, necesarul de energie electrică al pompelor de căldură și creșterea taxelor pe CO2 și a prețurilor la energie, promit rezultate anuale remarcabil de pozitive și amortizarea rapidă a măsurii.
Robert Roß, manager de proiect și manager energetic la Stadtwerke Norderstedt, și Felix Reiser, consultant tehnic și șef de echipă pentru rețele de încălzire și sisteme pentru clienți la Stadtwerke Norderstedt, în camera pompei de căldură din centrul de date Stadtwerke Norderstedt © Cyril Abad
Avantajele pompelor de căldură în conceptul energetic al centrelor de date
Transferabilitatea acestui concept la alte municipalități și utilități municipale și la centrele lor de date În Germania, există numeroase centre de date care generează căldură reziduală. În februarie, erau 522 în întreaga țară, ceea ce înseamnă că în Germania există mult mai multe centre de date decât în orice altă țară europeană. Această căldură reziduală ar putea fi valorificată în multe cazuri. Asigurarea fiabilă a răcirii este de mare importanță în centrele de date certificate și ar trebui rezolvată în cooperare cu autoritățile locale și furnizorii de energie pentru a crea sinergii durabile și ecologice. Centrele de date moderne, precum cele care există deja sau sunt în curs de planificare în Scandinavia, se confruntă cu provocarea de a satisface cererile în creștere ale utilizatorilor lor. Acest lucru conduce la o creștere a cererii de energie electrică și de răcire. Din acest motiv, sinergiile posibile și soluțiile energetice integrate sunt deja analizate intensiv în timpul fazei de planificare. Măsurile care au fost implementate sau care sunt în curs de implementare contribuie la dezvoltarea în continuare a expertizei și a standardelor tehnice actuale. Pentru tranziția în domeniul încălzirii, este esențial să se completeze sau să se înlocuiască producția de căldură pe bază de combustibili fosili cu energii regenerabile sau căldură reziduală. Aceasta este singura modalitate prin care municipalitățile și statele federale pot urma cu succes calea de decarbonizare la 1,5°C.
Robert Roß, manager de proiect și manager energetic la Stadtwerke Norderstedt, în camera pompei de căldură a centrului de date Stadtwerke Norderstedt © Cyril Abad
Perspective pentru o tranziție funcțională a căldurii în Norderstedt și în alte părți Chiar dacă înlocuirea răcitoarelor cu pompe de căldură se caracterizează din punct de vedere energetic prin faptul că se consumă mai puține gaze naturale datorită aportului de căldură din centralele de cogenerare, care asigură cea mai mare parte a încălzirii urbane, cererea de energie electrică va crește după conversie. Cu toate acestea, trecerea treptată la 100% energie electrică din surse regenerabile face parte integrantă din planul de decarbonizare al orașului Norderstedt, ceea ce înseamnă că obiectivul de neutralitate totală a CO2 poate fi atins din ce în ce mai rapid. CONCLUZIE: Dacă toate cele peste 500 de centre de date din Germania ar fi răcite folosind tehnologia modernă a pompelor de căldură, acest lucru ar avea un impact enorm asupra decarbonizării. Kraftanlagen: persoana dumneavoastră de contact pentru optimizarea energetică a centrelor de date!