Een klik op internet laat sporen achter. Niet alleen in het web zelf, maar ook in de vorm van een grote ecologische voetafdruk. Want hoewel al onze data zogenaamd in de cloud zweeft, zijn fysieke datacenters nodig om deze te verwerken en op te slaan, en deze verbruiken enorme hoeveelheden energie - waarvan een aanzienlijk deel wordt gebruikt om de faciliteiten te koelen vanwege de enorme hoeveelheid afval warmte die vrijkomt tijdens de berekening. De grote techreuzen zijn zich nu goed bewust van hun verantwoordelijkheden, investeren royaal in hernieuwbare energie en zoeken naar manieren om de energie-efficiëntie van hun serverparken te optimaliseren. Een van deze paden leidt bijvoorbeeld naar de poolcirkel, waar momenteel enkele van de grootste datacenters zijn gevestigd. De koude temperaturen daar helpen om de hoeveelheid energie die nodig is om de apparatuur te koelen te verminderen.

Met de nieuwste digitale trends zoals kunstmatige intelligentie (AI), augmented reality (AR) en het internet der dingen (IoT) liggen er echter nog meer uitdagingen:de hoeveelheden gegevens die moeten worden verwerkt, nemen snel toe en tegelijkertijd , reacties zijn in realtime vereist - zonder vertraging. Om dit te bereiken, moet de verwerking van de gegevens dichter bij de plaats komen waar ze zijn ontstaan. Bijvoorbeeld in de vorm van een microdatacenter in de buurt. In het beste geval wordt dit lokale datacenter echter niet alleen gebruikt voor dataverwerking, maar - aangesloten op het energiesysteem - ook gebruikt om het gebouw te verwarmen. Een veldtest met microdatacenters in het NEST-onderzoeksgebouw in Empa en op twee andere locaties in Turkije en Nederland heeft tot doel het potentieel van dit idee te verkennen.

Intelligente koeling

Het project, ECO-Qube genaamd, wordt ondersteund door het Horizon 2020-programma van de EU en brengt onderzoeks- en industriepartners uit Zwitserland, Turkije, Spanje, Duitsland, Nederland en Zweden samen. "Ons doel is om zowel de energievraag als de CO₂ te verminderen uitstoot van kleine datacenters met een vijfde per stuk”, zegt Çağatay Yılmaz, innovatiemanager bij de Turkse leverancier van IT-oplossingen Lande en projectleider ECO-Qube. Volgens de Sustainable Digital Infrastructure Alliance, een andere projectpartner, werken conventionele datacenters vaak op slechts ongeveer 15 procent van hun capaciteit. Desondanks hebben de servers constant stroom nodig en worden ze gekoeld. Om dit probleem op te lossen, wordt de koeling van de ECO-Qube-datacenters intelligent gemaakt:sensorgegevens van de afzonderlijke IT-componenten worden verzameld in Big Data-structuren en helpen ervoor te zorgen dat de warmteverdeling binnen de componenten te allen tijde nauwkeurig wordt geregistreerd. AI combineert deze gegevens met luchtstroomsimulaties zodat gerichte koeling kan worden gericht. Tegelijkertijd belast de rekenkracht in de drie testdatacenters in Zwitserland, Turkije en Nederland zijn zo verdeeld dat alle drie de faciliteiten zo energiezuinig mogelijk kunnen worden geëxploiteerd.

Hergebruik van restwarmte

De drie datacenters worden direct geïntegreerd in de energiesystemen van hun omliggende wijken en worden waar mogelijk voorzien van duurzame energie. In NEST wordt bijvoorbeeld de elektriciteit voor de exploitatie van het datacenter geleverd door de fotovoltaïsche systemen van de NEST-units en Empa's mobiliteitsdemonstrator, move. De restwarmte van het datacenter wordt toegevoerd aan het bestaande midden- of lagetemperatuurnetwerk. In de winter voedt het dus rechtstreeks het verwarmingssysteem van het gebouw en dient het gedurende het jaar tegelijkertijd als bron voor een warmtepomp die het sanitair warm water levert.

“Voor ons is het interessant om het microdatacenter niet alleen te zien als een elektrische verbruiker, maar als een dynamisch onderdeel in het totale systeem dat we kunnen gebruiken zodat berekeningen plaatsvinden wanneer het ecologisch zinvol is. De koppeling van de elektrische en thermische wereld met de IT-infrastructuur en gegevensverwerking biedt een groot potentieel voor optimalisatie naar een duurzame bedrijfsvoering", zegt Philipp Heer, hoofd van de Energy Hub (ehub) bij Empa.

Het project zal ongeveer drie jaar duren. Na voltooiing hoopt het team richtlijnen te kunnen geven voor planners en gebouwbeheerders om hen te helpen datacenters op een energie-efficiënte manier te integreren in gebouwen en buurten.