Sustainability analysis of zero energy consumption data centers with free cooling, waste heat reuse and renewable energy systems: A feasibility study

投资回收期 可再生能源 重新使用 环境科学 余热 水冷 能源消耗 零能耗建筑 自由冷却 余热回收装置 净现值 废物管理 零浪费 环境工程 工程类 机械工程 经济 生产(经济) 电气工程 热交换器 宏观经济学
作者
Gül Nihal Güğül,Furkan Gökçül,Ursula Eicker
出处
期刊:Energy [Elsevier BV]
卷期号:262: 125495-125495 被引量:49
标识
DOI:10.1016/j.energy.2022.125495
摘要

The energy consumption of data centers (DC) has increased rapidly over the past years. Regional studies are an effective way to find the optimal integration of renewable energy, free cooling and waste heat recovery technologies to improve the energy efficiency of DCs. In this study, the feasibility of a net zero energy DC was evaluated. As a case study a bank DC in Kocaeli, Turkey was monitored hourly for 10 months and monthly for 12 months during 2020. The most feasible way to reach zero energy was found to be a free cooling system combined with a PV generator, which has the lowest payback period (PBP) of 6 years at minimum initial retrofit cost. The free cooling system resulted in 83% reduction in cooling demand and an improvement in power usage effectiveness from 1.8 to 1.1. The PBP was also 6 years for a waste heat reuse system and for an outdoor location of the same DC, but with a higher initial cost than free cooling system. While increasing the U-value from 0.1 to 3 W/m2K caused to an increase in cooling demand by 11% for the Kocaeli weather conditions, a decrease in cooling demand would occur in colder climates.

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