डेटा सेंटर ऊर्जा दक्षता के लिए कूलिंग टावरों को अपनाते हैं

जैसे-जैसे बड़े पैमाने पर डेटा क्लाउड में प्रवाहित होता है, तेजी से डिजिटल आर्थिक विकास को बढ़ावा मिलता है, डेटा सेंटर दुनिया भर में फैल रहे हैं। हालाँकि, इन सुविधाओं का समर्थन करने वाली विशाल कंप्यूटिंग शक्ति आश्चर्यजनक मात्रा में गर्मी उत्पन्न करती है। टिकाऊ डेटा सेंटर संचालन के लिए कुशल ताप अपव्यय एक महत्वपूर्ण चुनौती के रूप में उभरा है। लंबे समय से अपने पानी के उपयोग के लिए विवादास्पद माने जाने वाले कूलिंग टावरों का आवश्यक घटकों के रूप में पुनर्मूल्यांकन किया जा रहा है जो वास्तव में सही ढंग से लागू होने पर हरित डेटा बुनियादी ढांचे में योगदान कर सकते हैं।

डेटा सेंटर कूलिंग समाधान सुविधा आकार, कंप्यूटिंग आवश्यकताओं, क्षेत्रीय ऊर्जा लागत और डेटा लोड घनत्व सहित कई कारकों के आधार पर काफी भिन्न होते हैं। प्राथमिक शीतलन दृष्टिकोण में शामिल हैं:

• जल-ठंडा चिलर:सिस्टम में चिलर, पंप, कूलिंग टावर और प्लेट हीट एक्सचेंजर्स शामिल हैं जो वाष्पीकरण के माध्यम से गर्मी को खत्म करते हैं।
• एयर-कूल्ड चिलर:केवल चिलर और पंपों का उपयोग करके सरलीकृत प्रणालियाँ जो गर्मी अस्वीकृति के लिए हवा पर निर्भर करती हैं।
• प्रत्यक्ष बाष्पीकरणीय शीतलन:गीले मीडिया को नियोजित करने वाली "दलदल शीतलन" प्रणाली जो यांत्रिक प्रशीतन के बिना पानी के वाष्पीकरण का लाभ उठाती है।
• रुद्धोष्म शीतलन:हाइब्रिड प्रणालियाँ हवा और पानी को ठंडा करने का संयोजन करती हैं, चरम मांग अवधि के दौरान पानी की सहायता से शीतलन का उपयोग करती हैं।

कूलिंग समाधानों का चयन करते समय ऑपरेटरों को परिचालन लागत और पर्यावरणीय प्रभाव दोनों पर विचार करना चाहिए। दो प्रमुख मैट्रिक्स इन निर्णयों का मार्गदर्शन करते हैं: पावर उपयोग प्रभावशीलता (पीयूई) आईटी उपकरण उपयोग के सापेक्ष कुल ऊर्जा खपत को मापता है (1.0 आदर्श होने के साथ), और जल उपयोग प्रभावशीलता (डब्ल्यूयूई) शीतलन प्रणाली में पानी की खपत का मूल्यांकन करता है।

जबकि कूलिंग टावर वाष्पीकरण के माध्यम से पानी की खपत करते हैं, उद्योग विशेषज्ञों का तर्क है कि इसका मूल्यांकन व्यापक ऊर्जा प्रणाली प्रभावों के खिलाफ किया जाना चाहिए। स्वानसन रिंक में मैकेनिकल इंजीनियरिंग वीपी टिम चिडिक्स इस बात पर जोर देते हैं कि कूलिंग तकनीक के चयन के लिए जलवायु परिस्थितियों, ऊर्जा बुनियादी ढांचे और परिचालन आवश्यकताओं पर विचार करते हुए स्थानीय विश्लेषण की आवश्यकता होती है।

संपूर्ण ऊर्जा श्रृंखला में पानी की खपत का व्यापक मूल्यांकन किया जाना चाहिए। कोयला सुविधाओं जैसे पारंपरिक बिजली संयंत्र बिजली उत्पादन के दौरान पर्याप्त पानी की खपत करते हैं। जबकि एयर-कूल्ड सिस्टम साइट पर पानी के उपयोग को कम करते हैं, उनकी उच्च ऊर्जा मांग अप्रत्यक्ष रूप से उत्पादन सुविधाओं पर पानी की खपत को बढ़ाती है। कई मामलों में, यांत्रिक बाष्पीकरणीय शीतलन प्रणालियाँ एयर-कूल्ड विकल्पों की तुलना में बेहतर समग्र दक्षता प्रदर्शित करती हैं।

उदाहरण के लिए, 3,000 गैलन प्रति मिनट पानी की खपत के साथ 0.5 मेगावाट का उपयोग करने वाले वाटर-कूल्ड सिस्टम की तुलना में सालाना 1 मेगावाट की खपत करने वाली एयर-कूल्ड प्रणाली वास्तव में कम कुशल एयर-कूल्ड विकल्प की अतिरिक्त उत्पादन आवश्यकताओं को ध्यान में रखते हुए अधिक पानी का संरक्षण कर सकती है।

चिडिक्स और ब्रुक सियोन द्वारा सह-लिखित एक श्वेत पत्र, "डेनवर, फीनिक्स और लॉस एंजिल्स में डेटा सेंटर जल उपयोग: द बिग पिक्चर," ने जांच की कि क्या व्यक्तिगत सुविधाओं पर पानी की खपत कम करने से वास्तव में क्षेत्रीय जल उपयोग कम हो जाता है। अध्ययन में पाया गया कि पानी की बेहतर गर्मी हस्तांतरण क्षमताएं इसे ठंडा करने के लिए हवा की तुलना में अधिक कुशल बनाती हैं, हालांकि प्रभावशीलता जलवायु के अनुसार भिन्न होती है और शुष्क क्षेत्रों को सबसे अधिक लाभ होता है।

राष्ट्रीय नवीकरणीय ऊर्जा प्रयोगशाला से स्थानीय ग्रिड जल तीव्रता डेटा को शामिल करते हुए तीन शहरों में 1,500 किलोवाट नमूना डेटा केंद्रों का विश्लेषण करते हुए, शोधकर्ताओं ने तीन प्रणालियों की तुलना की: मानक वाटर-कूल्ड चिलर, एयर-कूल्ड चिलर, और बाष्पीकरणीय कूलिंग। परिणामों से पता चला कि एयर-कूल्ड सिस्टम को काफी अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है (डेनवर में सालाना 4,663,740 kWh बनाम वाटर-कूल्ड सिस्टम के लिए 1,610,748 kWh), लगभग सभी पानी की खपत समाप्त होने के बजाय बिजली उत्पादन सुविधाओं में स्थानांतरित हो जाती है।

चिडिक्स ने चेतावनी दी है कि साइट पर पानी और ऊर्जा के उपयोग को कम करने के लिए नेक इरादे वाले स्थानीय नियम बिजली उत्पादन प्रभावों के लिए लेखांकन करते समय अनजाने में कुल संसाधन खपत में वृद्धि कर सकते हैं। वाटर-कूल्ड सिस्टम अक्सर अधिक कुशल साबित होते हैं, खासकर जब "फ्री कूलिंग" (या वॉटर-साइड इकोनोमाइज़र) मोड को शामिल किया जाता है, जो यांत्रिक प्रशीतन के बिना पानी को ठंडा करने के लिए ठंडी बाहरी हवा का लाभ उठाता है, जिससे अनुकूल परिस्थितियों में संभावित रूप से ऊर्जा की आवश्यकता 75% या उससे अधिक कम हो जाती है।

परिवर्तनीय प्रवाह तकनीक ऑपरेटरों को ठंडे मौसम के दौरान कूलिंग टावरों से पानी के प्रवाह को कम करने की अनुमति देती है, जिसमें समायोज्य पंखे की गति अतिरिक्त ऊर्जा बचत प्रदान करती है। मॉड्यूलर कूलिंग टॉवर डिज़ाइन अतिरिक्त लाभ प्रदान करते हैं, पूंजी और परिचालन व्यय को नियंत्रित करते हुए सर्वर विकास के साथ क्षमता विस्तार को सक्षम करते हैं। प्रीफैब्रिकेटेड मॉड्यूलर सिस्टम समय-संवेदनशील डेटा सेंटर परियोजनाओं के लिए महत्वपूर्ण तेज़ तैनाती का भी समर्थन करते हैं।

जैसे-जैसे डेटा सेंटर वैश्विक स्तर पर विस्तार कर रहे हैं, कूलिंग समाधानों के व्यापक मूल्यांकन में प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष संसाधन खपत दोनों पर विचार करना चाहिए। जब सिस्टम-स्तरीय परिप्रेक्ष्य के साथ ठीक से कार्यान्वित किया जाता है, तो जल-आधारित शीतलन समाधान बेहतर दक्षता प्रदान कर सकते हैं, ऊर्जा और जल संसाधनों दोनों का संरक्षण करते हुए टिकाऊ डिजिटल बुनियादी ढांचे के विकास का समर्थन करते हैं।