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秉持科研创新精神,CDCC与陶文铨院士共议氢能和液冷技术发展

来源:CDCC 作者:CDCC

2023-10-07 13:09:33

2023年9月27日,CDCC数据中心工作组组长、数据中心国家标准编制人、国务院特殊津贴专家钟景华一行应邀来到西安交通大学,与中国科学院院士、西安交通大学教授、西安市数据中心节能与低碳技术重点实验室首席顾问陶文铨院士进行亲切座谈交流,参观了西安市数据中心节能与低碳技术重点实验室,包括数据中心房级与行级空冷实验室、综合能源利用实验室、液冷实验室、服务器级空气动力特性测试平台等,认真了解实验室平台开展的科学研究,以及实验室发展情况。并与陶院士团队成员座谈,围绕加强产学研合作、氢能供电数据中心技术发展与应用、助力数据中心产业发展等议题进行了交流。

陶文铨院士在致辞中强调了西迁精神。陶院士以一名交大西迁亲历者的角度,讲述了交通大学西迁人、西迁事、西迁情,带领大家重温峥嵘岁月,让大家深刻认识到努力拼搏,以及切实践行艰苦创业初心的重要性。陶院士还特别强调了电子器件冷却,尤其是数据中心电子器件冷却科研方向的关键性。

钟景华对陶院士孜孜不倦、勤奋进取和求实创新的价值理念表示钦佩。在陶院士的领导下,莘莘学子在数据中心传热和氢燃料电池领域取得了显著进展。希望技术交流能为数据中心行业的发展做出积极贡献,推动该领域的进步。

在技术交流座谈会上,西安交通大学陶文铨院士团队就“西安市数据中心节能与低碳技术重点实验室”、“氢能氢燃料电池技术发展”、“氢能供电数据中心原型机及技术”作了报告。

高级工程师李楠博士对实验室建设与研究情况进行汇报,包括高效空气冷却与先进液冷等方面研究。在综合能源利用等方面,介绍了氢能数据中心及其供能模式(备用、平时、储能调节)与系统架构(集中式与分布式),探讨了“光-氢-储-用”多能互补的低碳数据中心架构。

助理教授何璞博士就国内外氢能发展与政策支持、氢能在交通载具方面应用、氢气来源与氢安全、氢燃料电池技术等方面进行了汇报。报告对氢能利用背景进行了详细说明,指出氢能利用的先进性。

王子星博士介绍了实验室自研的氢能供电数据中心原型机研究进展。此技术提出将服务器冷却与氢燃料电池水热管理相耦合,达到更高的热电效率。单机柜供电能力6-8kW,实验室已进行小试,测试验证可实现长期稳定运行,为示范应用提供理论指导与实践支撑。

专家观点

CDCC数据中心工作组组长、数据中心国家标准编制人、国务院特殊津贴专家钟景华,特别称赞了陶院士领导下的团队,在液冷技术和氢燃料电池技术方面的卓越成就。并认为氢燃料电池会对碳排放和数据行业产生积极影响,有望替代数据中心项目中的柴油发电机。但从工程角度出发,仍有一些挑战需要克服。数据中心通常按照丙类建筑标准设计,而氢被归类为甲类物质,当甲类物质占据建筑面积超过5%时,建筑需要按照甲类建筑标准设计,这增加了设计的复杂性和成本。若要在数据中心内大规模使用氢燃料电池,还必须密切关注法律法规,特别是消防安全方面,以确保数据中心的安全性。

CDCC数据中心专家技术组副主任委员曲海峰,认为科学性的研究和探讨是产业化的基础,强调了技术研究和产业化之间的关系。技术方面,研究重点应放在与浸没式液冷相关的散热技术上,为提高研发的目标性和针对性,应就各相关企业的业务进行深入研究和投入。在燃料电池方面,成本和产业链的完整性是主要挑战,若系统的燃料电池成本下降到一定程度,将在数据中心领域产生价值。数据中心有可再生能源和用电消纳的场景,燃料电池在成为替代柴油发电机的备用电源方案方面具有很大潜力。未来希望能够合作并落地示范性项目,将科研成果应用于实际产业中,推动数据中心产业的发展。

CDCC数据中心专家技术组委员、中数智慧信息技术研究院液冷研究员高山渊,表示尤其是在充分利用可再生能源和低成本电价的情况下,氢能源有望成为数据中心项目稳定负荷的替代能源。政策层面可以考虑支持这一方向的发展,为其创造有利条件。散热技术方面,虽然服务器厂商已在该领域做了很多工作,但与学术界的合作依然具有价值。建议在浸没液冷方向继续研究,同时积极开展与服务器厂商的合作,将研究更紧密地与产业发展结合,提前储备更高收益率的技术,以满足企业的需求,加速技术落地。

CDCC数据中心专家技术组委员、宁夏誉成云创数据投资有限公司总经理曲鸣,指出数据中心运营方看重科研,但科技成果转化是需要市场的应用场景匹配,如何将实验室的科研成果应用于真实的场景中,形成企业、研发、科技成果相结合,需要在产业和协会的支持下,通过合作解决一些实际的具体问题,从而实现可持续发展和科技成果转化。市场关注的焦点在于了解客户的需求、成本控制以及运维等方面。科研成果既要满足市场需求,又要考虑成本效益,以便更加成功地推向市场。通过合作和实践还将有助于制定相关的产业标准和规范,推动下一代数据中心的可持续发展。

抖音数据中心技术研发专家赵峥,提到了关于氢能项目的具体技术落地问题,其中包括:机柜服务器耦合问题、氢的持续供应、冷冻水场景匹配、寿命测试和稳定性、氢能安全性和超级电容替代现有备电方案等方面的问题,以及未来项目落地和可能的合作机会,包括财力投入、场景提供、服务器等方面可能提供到的资源。

CDCC数据中心专家技术组委员、英维克集团副总裁王铁旺,针对氢能供电数据中心项目,建议综合考虑数据中心设计及安全性问题,研发集中式供电方案;在前期应用阶段,可考虑用谷电价时段制氢,峰电价时段氢能发电,通过氢能储能的方式落地。针对数据中心液冷技术,针对板冷及浸没两种技术,期待有更多的研究成果,并期待未来有更多的合作机会。

CDCC专家探营万里行西安站——西安市数据中心节能与低碳技术重点实验室

此次CDCC专家一行深入西安高校的重点实验室,在参观中近距离接触了实验室科研专家们的科研工作和创新项目。深切感受到了科学研究的激情和创造力,大家纷纷赞扬高校在培养科研人才及推动科技进步方面所发挥的重要作用。

据悉,数据中心节能与低碳技术西安市重点实验室依托于热流科学与工程教育部重点实验室、西安交通大学动力工程及工程热物理双一流学科。研究方向集中在数据中心空气冷却机房高效气流组织与AI技术、多能互补综合能源利用、高热流密度液冷强化传热等多个领域。位于中国西部科技创新港,面积500㎡,2019年底获批建设,2023年初通过验收。

氢能供电数据中心原型机相关技术

面向国家双碳目标、基于数据中心领域减碳需求,“西安市数据中心节能与低碳技术重点实验室”在数据中心综合能源利用方面,开展氢能供电低碳数据中心相关研究,并研制了自主知识产权的(分布式)氢燃料电池供电数据中心原型机。提出了数据中心服务器-氢燃料电池的电、热耦合的深度交叉设计,提高系统热电效率。现有原型机为标准机柜,上部空间安装服务器,下部设置氢燃料电池供电系统,采用氢气瓶供氢,单机柜供电能力6-8kW,原型机完整性与集成度较高。在气源充足的情况下可连续运行,实现零碳数据中心架构。

图 氢能供电数据中心原型机

实验室团队就原型机进行了详细实验,实验结果证明了原型机长期工作的稳定性、可靠性及安全性,此研究可指导更大规模氢能供电低碳数据中心建设与高效运行。
结语

科技转化是行业进步的第一推动力,不仅引领着创新潮流,更推动着行业发展,同时成为行业发展“强引擎”。正因如此,作为行业工作者,我们肩负着重要的责任和义务,务必要将科研的理念贯穿于工作之中,CDCC积极邀请专家与陶文铨院士团队,共同探讨科技创新之路,为行业的繁荣与进步贡献智慧与力量。

CDCC将在2023年的数据中心标准大会上,再度联合西安交通大学和西安市数据中心节能与低碳技术重点实验室,推出备受瞩目的数据中心科研专场。汇集业内专家和学者,共同探讨最新的科技趋势和创新,在此也向所有为技术创新而辛苦付出的科研人致以崇高的敬意!

2021年数据中心标准大会

西安交通大学数据中心科研专场

我们也期待能够尽早亲眼目睹科技成果的转化,如氢燃料电池在整个数据中心行业的应用,更环保的能源创新举措,将开启行业新的篇章。让我们携手前行,共创科技与产业的美好明天,让科技转化的理念变为现实。

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