数据中心需求提供了向住房供应能源的机会

如今，每家公司都从从客户那里捕获的数据中获得价值，甚至使某些组织的数据比公司本身更有价值。

话虽如此，大多数组织都在争先恐后地创建捕获数据并使其可随时访问的方法，这需要一些硬件。硬件可能意味着数据中心，这已经成为房地产热潮。

CNBC房地产记者戴安娜·奥利克(Diana Olick)报告说，由于大流行造成的远程工作趋势导致对数据的更多需求，主要数据中心的供应量增长了5.9%。在同一篇文章中，商业房地产公司世邦魏理仕(CBRE)预测，到2021年将是数据房地产行业增长的创纪录年份，这是用功率而不是平方英尺来衡量的。

多伦多建筑公司WZMH Architects的负责人Zenon Radewych表示：“这些建筑类型对我们的现代生活方式是如此重要，它们的建造速度将在未来10年内使设施数量增加一倍以上。”

由于物联网设备的使用增加，计算能力增强，自动驾驶汽车，5G技术，网络基础设施和存储资源的使用，预计需求将继续增长。

由于目前正在建造和设计数据中心，因此它们的使用寿命不及传统建筑物，使用寿命仅为15到20年。随着需求的增长，短寿命和巨大的能源需求，数据中心已成为对已建环境的积极环境进步的威胁。

“例如，北弗吉尼亚州被誉为世界数据中心之都，” Radewych说。“劳登县在那里有60多个数据中心，每个数据中心平均装有12台发电机-相当于每月为45,000多个住宅公寓单元发电。”

奥托·范吉特(Otto VanGeet)是国家可再生能源实验室(NREL)研究组应用工程小组的首席工程师，他指出，数据中心目前在美国的用电量中占2%，并且这个数字还在继续增长。

数据中心房屋被动能源

数据中心具有大型不间断电源系统，该系统由许多发电机组成，并且设计为一次可运行多天。

正如WZMH所解释的那样，这些发电机每月要进行一次测试，但是常规测试所产生的能量并未用于满足建筑物的任何电力需求，因此，实质上，所产生的电力被浪费了。此外，数据中心服务器全天候工作，以满足该国庞大的数据需求，这产生了大量的热量，也浪费掉了。

发电机测试和热量浪费的组合提供了一个机会：将主机与数据中心共置一处，使该机壳将从现场发电机的常规测试中浪费的能量以及可用于加热外壳的热量中受益特别是气候。

余热可以为整个住宅建筑供热。有了热电板，其中一些甚至可以转化为“可循环利用”的电力，这些电力可以反馈到基于社区的直流微电网，该微电网可以为房屋和其他建筑物提供电源。”与WZMH合作的瑞尔森大学的学生杰里米·莱特尔(Jeremy Lytle)说。在新产品上使用可通过直流电或直流电运行的微电网。

尽管NREL进行了更好地管理废热的研究，但VanGeet指出，整个行业在这方面还做得不好。

他说：“数据中心本质上是巨大的电加热器。”“热量被散发到环境中。一个巨大的机会是开始将废热用于某些东西。我们现在就在NREL上做到这一点。我们发布有关我们如何做到这一点的报告，并鼓励这样做。”

WZMH已经能够证明，每100单位住宅地板面积使用五个数据中心地板面积可以提供足够的废热，从而完全消除在公司所在地多伦多这样的寒冷气候中对住宅空间供暖的天然气需求。这是银行中的钱，因为数据中心的余热是100%可靠的。

WZMH估计，一个拥有八个三兆瓦柴油发电机的数据中心每月经过一个小时的测试，可以为125个单元的多户家庭建筑提供足够的能源，相当于建筑物中每个单元每周相当于一天的免费用电。

另外，VanGeet建议关键策略应该只是最大程度地减少发电机的运行时间。

使其成为现实

无论是选择还是受到新的建筑法规的鼓励，数据中心所有者和开发人员都对更绿色的解决方案以减少碳足迹感兴趣。

NREL解释说，一般的数据中心效率策略是首先根据用电效率来使数据中心尽可能高效。然后，通过能量再利用效率来衡量，尽可能多地利用余热。然后，根据用水效率，尽可能减少用水。该实验室当前的工作重点是将数据中心设计从空气冷却过渡到主要是热水液体冷却，从而改善所有指标，包括电力，能源和水的使用效率。

但是，大多数情况下，它要归结为成本。

开发人员正在研究如何通过使用低排放的建筑材料来“绿色”数据中心，以帮助创建可持续的生态系统并确保有效的废物回收。一些数据中心采用液体冷却技术和直接到芯片的冷却服务器机架进行设计，以防止过热。

另外，Google和Iron Mountain等创新者致力于采购可再生能源，以实现真正的无碳能源供应。

WZMH Architects提出的系统成本将在10到1500万美元之间，这比建造传统发电厂的成本要低得多。尽管它比发电厂还小，但仍是一笔巨额款项，因此需要在各个项目利益相关者和捐助者之间分配成本。

详细设计

莱特尔(Lytle)一直在与WZMH合作，创建他们所谓的GENeBLOK，这是一种碳纤维混凝土砌块系统，用于存储发电机测试点火产生的浪费能量，然后根据需要将其提供给附近的住所。GENeBLOK实际上使发电机与住宅建筑系统脱钩，为各方带来了双赢。

GENeBLOK是与数据中心生成器的电气连接。发电机测试中浪费的能量被馈送到GENeBLOK的一部分的电动机中，GENeBLOK也具有混凝土配重系统。随着混凝土配重的升高和降低，它们通过电动机再生能量。然后，该能量被馈送到相邻的电池厂进行存储。

根据《科学》杂志最近的一篇文章，这种重力存储可以比锂离子电池便宜，包括结构，运行成本和维护。但是，这项技术是新生的，因此需要收集更多的数据。

电池厂是附近房屋的绿色能源。WZMH还设计了一个直流微电网，所有这些都是可能的，WZMH还设计用于为住房提供更可持续，更具弹性的能源，因为气候事件日益引起人们的关注，这些气候事件经常影响到全国范围内许多人的生活。

Lytle说：“恢复能力是系统吸收异常而不会发生功能永久性变化的能力。”“建筑物需要提供居住者所需的动力。如今，通常只有一个来源和一个故障点。但是，有了直流微电网，它是多种多样的来源。通过使这些来源多样化，您可以大大降低它们同时消失的可能性。”

现在，DC微电网社区已经成为可能，因为我们日常使用的更多电子设备都是基于DC的，而我们在房屋设计中越来越多地使用的可再生能源系统也是基于DC的。WZMH的DC微电网社区构想包括电池存储系统，例如GENeBLOK，它可以从各种来源获取能量。

还有其他好处。如果公用事业公司失去了正常的交流电或交流电，则直流微电网将能够独立运行。另外，由于减少了AC / DC转换，DC配电可以提高效率。

未来，WZMH相信我们可以构建独立于公用电网的系统。Radewych和Lytle设想了进入周围环境以使其运转的许多机会，例如用于发电的地板，电梯，乘员的体热，捕获的雨水，回收的人造光和废热，等等。

Radewych说：“住宅，商业和零售并非都以相同的方式运作或同时使用能源。”“有机会在需要时有补充条件来转移能量。”