中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：隨著數(shù)據(jù)中心規(guī)模的不斷擴(kuò)大，其能源消耗和散熱需求也日益增長(zhǎng)。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心冷卻方式不僅能耗高，還難以滿足綠色低碳的發(fā)展需求。二氧化碳儲(chǔ)能系統(tǒng)與數(shù)據(jù)中心的耦合，為解決這一問(wèn)題提供了創(chuàng)新性的解決方案。通過(guò)能源梯級(jí)利用和循環(huán)整合，這一技術(shù)不僅能夠顯著降低數(shù)據(jù)中心的能耗，還能提高能源利用效率，推動(dòng)數(shù)據(jù)中心向綠色化、智能化方向發(fā)展。
一、系統(tǒng)運(yùn)行原理
數(shù)據(jù)中心液冷系統(tǒng)中的冷媒吸收芯片散熱后溫度升高，通過(guò)管路循環(huán)進(jìn)入二氧化碳儲(chǔ)能系統(tǒng)的釋能階段蒸發(fā)器，與二氧化碳進(jìn)行換熱。冷卻后的冷媒重新進(jìn)入數(shù)據(jù)中心機(jī)柜，持續(xù)為芯片散熱，形成完整的冷卻循環(huán)。這一過(guò)程實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)中心冷卻需求與儲(chǔ)能系統(tǒng)用熱需求的高效匹配，充分利用了數(shù)據(jù)中心的廢熱資源。
二、系統(tǒng)運(yùn)行模式
正常運(yùn)行模式
在正常運(yùn)行模式下，二氧化碳儲(chǔ)能系統(tǒng)與數(shù)據(jù)中心深度耦合：
·熱量利用：二氧化碳在蒸發(fā)過(guò)程中吸收數(shù)據(jù)中心冷卻液的熱量，實(shí)現(xiàn)冷卻需求與用熱需求的精準(zhǔn)匹配。
·能效提升：數(shù)據(jù)中心廢熱用于加熱膨脹前的二氧化碳，提升儲(chǔ)能系統(tǒng)的發(fā)電效率。
·成本優(yōu)化：儲(chǔ)能系統(tǒng)為數(shù)據(jù)中心提供穩(wěn)定冷源，降低冷卻能耗和初投資成本。
備用運(yùn)行模式
當(dāng)儲(chǔ)能系統(tǒng)因事故或檢修停用時(shí)，系統(tǒng)可切換至備用模式：
·獨(dú)立冷卻：冷凝單元獨(dú)立為數(shù)據(jù)中心提供冷卻服務(wù)。
·自動(dòng)切換：通過(guò)自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)運(yùn)行模式的快速切換。
·可靠保障：由電網(wǎng)電源驅(qū)動(dòng)冷凝單元，確保數(shù)據(jù)中心冷卻的連續(xù)性和可靠性。
三、系統(tǒng)工作流程
儲(chǔ)能階段
·氣體液化：高溫高壓氣態(tài)二氧化碳經(jīng)冷凝單元液化。
·能量?jī)?chǔ)存：液態(tài)二氧化碳儲(chǔ)存于儲(chǔ)液罐中，完成能量?jī)?chǔ)存。
·備用切換：在檢修時(shí)，冷凝單元可切換至數(shù)據(jù)中心冷卻模式，確保系統(tǒng)不間斷運(yùn)行。
釋能階段（24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行）
1）熱量回收
·氣體釋放：高壓二氧化碳從儲(chǔ)壓罐流出。
·余熱利用：在蒸發(fā)器中吸收數(shù)據(jù)中心冷卻液的余熱，二氧化碳溫度升高并氣化。
2）發(fā)電過(guò)程
氣體加熱：氣態(tài)二氧化碳進(jìn)入加熱器進(jìn)一步升溫。
能量轉(zhuǎn)換：高溫高壓二氧化碳驅(qū)動(dòng)透平膨脹做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。
循環(huán)利用：做功后的二氧化碳經(jīng)換熱器冷卻后返回氣倉(cāng)，準(zhǔn)備下一次儲(chǔ)能循環(huán)。
四、系統(tǒng)核心優(yōu)勢(shì)
能效優(yōu)勢(shì)
降低能耗：通過(guò)高效換熱和廢熱利用，顯著降低數(shù)據(jù)中心的冷卻能耗。
提高效率：提升整體能源利用效率，降低數(shù)據(jù)中心的PUE值（電能使用效率）。
可靠性優(yōu)勢(shì)
穩(wěn)定供電：儲(chǔ)能系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)中心的備用電源，減少對(duì)柴油發(fā)電機(jī)的依賴。
連續(xù)運(yùn)行：通過(guò)備用模式和自動(dòng)切換功能，確保數(shù)據(jù)中心的穩(wěn)定運(yùn)行。
環(huán)保優(yōu)勢(shì)
清潔能源：提供綠色電力供應(yīng)，減少化石能源消耗。
低碳排放：降低碳排放量，符合綠色數(shù)據(jù)中心的發(fā)展戰(zhàn)略。
五、應(yīng)用特點(diǎn)
環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)：適用于高緯度、高熱負(fù)荷等多種地理環(huán)境。
協(xié)同能力強(qiáng)：可與其他可再生能源（如風(fēng)能、太陽(yáng)能）協(xié)同運(yùn)行。
技術(shù)自主可控：核心技術(shù)和動(dòng)力裝備實(shí)現(xiàn)全國(guó)產(chǎn)化，保障系統(tǒng)安全可靠。
六、發(fā)展前景
二氧化碳儲(chǔ)能系統(tǒng)與數(shù)據(jù)中心的深度耦合，通過(guò)能源梯級(jí)利用和循環(huán)整合，將成為下一代綠色數(shù)據(jù)中心的核心技術(shù)解決方案。這一技術(shù)不僅能夠顯著降低數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營(yíng)成本，還能推動(dòng)數(shù)據(jù)中心行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，為全球綠色低碳目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供重要支撐。
在未來(lái)，隨著技術(shù)的不斷成熟和應(yīng)用的廣泛推廣，二氧化碳儲(chǔ)能系統(tǒng)與數(shù)據(jù)中心的耦合模式有望成為數(shù)據(jù)中心行業(yè)的標(biāo)配，為數(shù)字化時(shí)代的綠色發(fā)展注入新動(dòng)力。
