Forskere på DTU vil sammen med industrien udvikle et nyt køle- og lagringssystem til datacentre og serverrum, som skal styres via kunstig intelligens og nedbringe energiforbruget og dermed CO2-udledningen.
Datacentre og serverrum bruger el til drift af deres it-udstyr og køling af deres servere. Bare ét stort datacenter har et elforbrug på op imod fire procent af det samlede danske elforbrug, og det tal forventes at stige markant, i takt med at vores internetforbrug øges og skaber behov for endnu flere datacentre (kilde Klimarådet). Elforbruget på nedkøling forventes faktisk at stige så meget i datacentre og serverrum, at det bliver svært at dække med grøn energi. Dertil kommer, at overskudsvarmen fra serverne slet ikke udnyttes, hvilket er en forudsætning, hvis vi skal øge energieffektiviteten.
Nu er forskere på DTU Compute, DTU Byg og DTU Management derfor gået sammen i et projekt med industrien om at udvikle en ny teknisk og fleksibel energiløsning, som kan forbedre energieffektiviteten i datacentre og serverrum med op til 80 procent.
Et vigtigt element i det arbejde er udvælgelsen og test af PCM-materialer, som er faseskiftende materialer, der i dag anvendes til f.eks. at regulere temperaturen i bygninger. Forskerne vil nu udvikle et kølesystem baseret på PCM-materialer, der kan bruges i nedkølingen af serverrummene, og som samtidig kører på grøn energi og er integreret med fjernevarmenettet, så spildvarmen udnyttes, og man dermed reducerer udledningen af CO2 i den digitale sektor.
Projektet, der hedder ”Cool Data”, er et Grand Solution-projekt, som støttes af Innovationsfonden med 13 mio. kr.
”Målet er at udvikle et fleksibelt termisk køle- og lagringssystem, som kan lagre grøn energi fra vindmøller og solceller, når der er overskud af det, og anvende denne energi i køleprocessen. Samtidig skal systemet også kunne sende overskudsvarmen fra nedkølingen af serverne ud til fjernevarmenettet. På den måde er der tale om et energisystem, hvor datacentre og serverrum i fremtiden bliver fuldt integreret med både el- og fjernvarmesystemerne,” fortæller Dominik Franjo Dominkovic, der er postdoc på DTU Compute og projektleder på projektet.
Fokus på små og mellemstore datacentre og serverrum
Der er tale om udvikling af helt ny teknologi, som vil være særligt rettet mod små og mellemstore datacentre – altså datacentre med op til 500 servere.
”Vi har haft en tendens til udelukkende at fokusere på de store datacentres energiforbrug her i Europa, men undersøgelser fra USA viser, at de små og mellemstore datacentre udnytter energien endnu dårligere - faktisk forbruger de mellem en tredjedel og halvdelen af al den energi, som går til datacentre, og når man tænker på, hvor mange brancher, der har serverrum, så er det et vigtigt sted at forbedre energieffektiviteten,” uddyber Dominik.
Løsning testes på virksomheder
Den nye løsning kræver både udvikling af hardware i form af det smarte energilagrings- og kølesystem og en software-del, der går ud på at udvikle en smart controller, som ved hjælp af kunstig intelligens skal styre selve lagringen af energi, køleprocessen og udnyttelsen af spildvarmen og således sikre den optimale udnyttelse af energien. Det integrerede køle- og lagringssystem skal forsynes med energi fra forskellige grønne energisystemer.
”Når vi har udviklet softwaren og køle- og lagringssystemet, som vi forventer bliver state of the art, vil vi implementere løsningen og teste den hos en af projektets medvirkende fjernevarmeselskaber, så vi ved, at koblingen til fjernvarmenettet virker, og overskudsvarmen udnyttes der. Vi tester desuden løsningen i et luftfarttrafikselskab,” siger Dominik, der forventer, at testforløbet afsluttes i løbet af 2023.
Forskerne vil også regne på, hvilke klimamæssige og økonomiske fordele systemet vil bidrage med, da det er målet, at løsningen skal udvikles i stor skala.
”Der er ingen tvivl om, at det nye fleksible køle- og lagringssystem vil kunne bidrage til opnåelsen af Danmarks klimamål. Vi vil derfor også udføre analyser, der forholder sig til, hvor meget vi kan reducere CO2-udledningen, hvordan vi kan udbrede løsningen til alle brancher med serverrum, der skal nedkøles, og hvor overskudsvarmen kan udnyttes i fjernvarmenettet,” siger Claire Bergaentzlé adjunkt ved DTU Management, som står i spidsen for de økonomiske- og klimamæssige beregninger.