یک باتری حرارتی برای مراکز داده چیست؟ (و چگونه TES در واقع کار می کند)

مهندسان به طور فزاینده ای مخزن ذخیره سازی انرژی حرارتی (TES) را باتری حرارتی می نامند. این نام یک قیاس مفید است، مخزن TES خنک کننده را ذخیره می کند همانطور که باتری الکتریسیته را ذخیره می کند، اما فیزیک متفاوت است و اقتصاد به نحوه خرید برق توسط مرکز داده شما بستگی دارد. این مقاله توضیح می دهد که باتری حرارتی چیست و ذخیره سازی چگونه کار می کند.

باتری حرارتی برای مرکز داده یک مخزن ذخیره سازی انرژی حرارتی (TES) است، معمولاً یک مخزن بزرگ آب سرد طبقه بندی شده، که با شارژ در زمان های خارج از اوج یا بار کم، خنک کننده را ذخیره می کند و در زمان اوج تخلیه می کند. این کار با بهره برداری از ظرفیت حرارتی آب انجام می شود: اختلاف دما در حجم زیاد، خنک کننده قابل استفاده را نگه می دارد، که نیروگاه بعداً برای کاهش زمان کار چیلر زمانی که برق گران یا کمیاب است، از آن استفاده می کند.

باتری، زمان تولید انرژی را از زمان استفاده از آن جدا می کند. مخزن TES همین کار را برای خنک کننده انجام می دهد: آب سرد را زمانی که ارزان یا فراوان است تولید می کند و زمانی که خنک کننده گران است یا چیلرها محدود هستند، مصرف می کند. رسانه ذخیره شده آب با اختلاف دما است، نه یک سلول شیمیایی، اما ارزش جابجایی بار واقعی است.

• جداسازی تولید خنک کننده از مصرف خنک کننده.
• شارژ زمانی که برق ارزان یا فراوان است.
• تخلیه در زمان اوج یا محدودیت ها.
• رسانه دلتا تی آب است، نه شیمی.

در طول شارژ، چیلرها (یا خنک کننده رایگان) آب سرد را به داخل مخزن پمپ می کنند، معمولاً طبقه بندی شده به طوری که آب سرد در پایین و آب گرم در بالا قرار می گیرد. در طول تخلیه، نیروگاه لایه سرد را می کشد و آب گرم تر را برمی گرداند و دلتا تی قابل استفاده را کاهش می دهد. یک دیفیوزر در ورودی از مخلوط شدن لایه ها جلوگیری می کند. مخزن آب سرد فرآیند طبقه بندی شده ایتالیا (2025، 30,549 متر مکعب) یک مخزن آب بزرگ پوشش داده شده است که برای وظایف فرآیندی ساخته شده است؛ این مدرک مشابه توانایی ما در ساخت ذخیره سازی طبقه بندی شده بزرگ است، نه تحویل مرکز داده.

• شارژ: چیلرها یا خنک کننده رایگان مخزن را پر می کنند.
• طبقه بندی: سرد در پایین، گرم در بالا.
• تخلیه: کشیدن سرد، بازگرداندن گرم.
• دیفیوزر اختلاط را محدود می کند و دلتا تی را حفظ می کند.

خنک کننده قابل استفاده، حجم ضربدر دلتا تی قابل استفاده ضربدر چگالی آب و گرمای ویژه است. نوسان دمای عرضه مجاز گسترده تر، در هر متر مکعب بیشتر ذخیره می کند. مخزن بافر سنگاپور (2020، 3,462 متر مکعب) نشان می دهد که چگونه یک حجم متوسط ​​هنوز هم وظیفه بافر معنی داری را هنگام تطبیق با گام بار ارائه می دهد.

• ظرفیت = حجم x دلتا تی قابل استفاده x چگالی x Cp.
• نوسان مجاز گسترده تر بیشتر ذخیره می کند.
• ارتفاع مخزن به طبقه بندی کمک می کند.
• حجم مطابق با گام بار، نه حدس و گمان.

باتری حرارتی بار خنک کننده را صاف می کند تا چیلرهای کمتری در زمان اوج کار کنند، تقاضا را به تعرفه های خارج از اوج منتقل می کند و در طول خرابی چیلر، ذخیره سازی را فراهم می کند. این در جایی که نرخ برق بر اساس زمان روز نوسان می کند یا شدت کربن شبکه متغیر است، بیشترین ارزش را دارد. جدول آن را با یک مخزن بافر ساده مقایسه می کند.

• بار را به تعرفه های خارج از اوج منتقل می کند.
• تعداد چیلرها را در زمان اوج کاهش می دهد.
• پل زدن خرابی چیلر.
• بهترین جایی که نرخ ها یا کربن بر اساس زمان متغیر است.

ما در این کتابخانه پروژه، باتری حرارتی مرکز داده را تحویل نداده ایم. مخازن بزرگ آب و بافر که ما ذکر می کنیم (ایتالیا ساردینیا 30,549 متر مکعب، سنگاپور 3,462 متر مکعب) زیرساخت های مشابهی هستند که برای مشتریان صنعتی و فرآیندی تحویل داده شده اند و توانایی ما را در ساخت ذخیره سازی طبقه بندی شده بزرگ پوشش داده شده نشان می دهند. آنها به عنوان پروژه های مرکز داده ارائه نمی شوند.

• هیچ TES مرکز داده ای در کتابخانه وجود ندارد.
• استنادات مشابه هستند، نه ادعا.
• قابلیت مخزن بزرگ پوشش داده شده واقعی است.
• وظیفه خود را برای یک طراحی واقعی مشخص کنید.

خیر. این نام یک قیاس است؛ باتری حرارتی خنک کننده را در آب با اختلاف دما ذخیره می کند، در حالی که باتری الکتریکی انرژی شیمیایی را ذخیره می کند. اصل جابجایی بار مشابه است.

خنک کننده قابل استفاده، حجم ضربدر دلتا تی قابل استفاده ضربدر چگالی آب و گرمای ویژه است. نوسان عرضه مجاز گسترده تر، ذخیره سازی را در هر متر مکعب افزایش می دهد.

در مناطق سردسیر، حلقه ممکن است از گلیکول استفاده کند یا مخزن عایق بندی شده و داخلی باشد؛ رسانه و محافظت در برابر یخ زدگی، آب و هوای شما و طراحی حلقه را دنبال می کند.

زیر بار معین، سرمایه و ردپا به ندرت بازپرداخت می شود. این مورد با بارهای بزرگتر و تعرفه های زمان استفاده یا کربن متغیر تقویت می شود.

غیر مستقیم. با کاهش زمان کار چیلر در زمان اوج و فعال کردن خنک کننده رایگان، TES می تواند انرژی را کاهش دهد، اما برد مستقیم PUE به آب و هوا و استراتژی کنترل بستگی دارد.

نه در کتابخانه پروژه ما. ما مخازن بزرگ آب و بافر پوشش داده شده را که برای سایر مشتریان تحویل داده شده اند به عنوان قابلیت مشابه، نه به عنوان تحویل مرکز داده، ذکر می کنیم.

باتری حرارتی یک مخزن TES است که خنک کننده را در آب با اختلاف دما ذخیره می کند و در صورت نیاز آن را تخلیه می کند، دقیقاً منطق جابجایی بار یک باتری الکتریکی که برای خنک کننده اعمال می شود. ظرفیت، حجم ضربدر دلتا تی قابل استفاده است و ارزش آن با تعرفه های زمان استفاده و محدودیت های اوج افزایش می یابد. فیزیک ساده است؛ بازده یک سوال مکان یابی، تعرفه و کنترل است تا یک ریسک فناوری.