Какушина Елена Геннадьевна – старший преподаватель
г. Севастополь
Sevastopol
Якимович Борис Анатольевич – д-р техн. наук, профессор, профессор кафедры «Электроэнергетика»
г. Севастополь
Sevastopol
Шайтор Николай Михайлович – д-р техн наук, доцент, профессор кафедры «Электроэнергетика»
г. Севастополь
Sevastopol
В статье рассматриваются теоретические и практические аспекты применения систем тригенерации, интегрированных с возобновляемыми источниками энергии, предназначенных для энергоснабжения центров обработки данных и других вычислительных комплексов. Цель исследования - обоснование технической, энергетической и экономической целесообразности применения солнечных тригенерационных систем для повышения энергоэффективности и устойчивости вычислительных комплексов. На примере автономного объекта в Крыму демонстрируется возможность одновременной генерации электроэнергии, тепла и холода с использованием солнечных фотоэлектрических панелей, вакуумных гелиоколлекторов и абсорбционной холодильной машины. Задачи исследования: разработка математической модели тригенерационной системы; оценка энергетического баланса с учётом сезонной изменчивости; определение оптимальной конфигурации оборудования; технико-экономический анализ. Методы исследования: моделирование фотоэлектрической подсистемы, вакуумных гелиоколлекторов, абсорбционной бромистолитиевой холодильной машины на основе уравнений баланса энергетических потоков; расчёт срока окупаемости, внутренней нормы доходности, капитальных и эксплуатационных затрат. Статья обосновывает целесообразность внедрения подобных систем в южных регионах России и других территориях с высоким уровнем солнечной инсоляции. Ключевым преимуществом описанного подхода является синергетический эффект. Избыточная электроэнергия от фотоэлектрических панелей направляется на абсорбционную машину, производящую холод для кондиционирования серверных залов, что критически важно для их работы. Тепловая энергия от гелиоколлекторов используется для покрытия бытовых нужд и поддержания температурного режима в межсезонье. Интеллектуальная система управления обеспечивает приоритетное использование «зелёной» энергии, а резервирование за счёт традиционных сетей минимизировано. Это позволяет не только достичь высокой степени энергонезависимости, но и значительно снизить углеродный след объекта. Полученные результаты: интеграция солнечных установок с абсорбционной бромистолитиевой холодильной машиной позволила сократить потери тепловой энергии на 66,1%, вырабатывать 8,2 МВт·ч холода в год, повысить автономность объекта с 68% до 89%, достичь срока окупаемости 4,3 года и внутренней нормы доходности 18,5%. Таким образом, предлагаемое решение является технологически и экономически эффективным, способствуя устойчивому развитию энергоёмких цифровых инфраструктур.
The article discusses the theoretical and practical aspects of the application of trigeneration systems integrated with renewable energy sources intended for the power supply of data centers and other computing complexes. The purpose of the study is to substantiate the technical, energy and economic feasibility of using solar trigeneration systems to increase energy efficiency and sustainability of computing complexes. Using the example of an autonomous facility in Crimea, the possibility of simultaneous generation of electricity, heat and cold using solar photovoltaic panels, vacuum solar collectors and an absorption refrigerating machine is demonstrated. Research objectives: development of a mathematical model of a trigeneration system; assessment of the energy balance taking into account seasonal variability; determination of the optimal configuration of equipment; technical and economic analysis. Research methods: modeling of a photovoltaic subsystem, vacuum solar collectors, absorption bromistolithium refrigerating machine based on energy flow balance equations; calculation of payback period, internal rate of return, capital and operating costs. The article substantiates the expediency of introducing such systems in the southern regions of Russia and other territories with high levels of solar insolation. The key advantage of the described approach is the synergetic effect. The excess electricity from the photovoltaic panels is directed to an absorption machine that produces cold for air conditioning server rooms, which is critical for their operation. Thermal energy from solar collectors is used to cover household needs and maintain temperature conditions during the off-season. The intelligent control system ensures the priority use of "green" energy, and redundancy due to traditional networks is minimized. This allows not only to achieve a high degree of energy independence, but also to significantly reduce the carbon footprint of the facility. The results obtained: the integration of solar installations with an absorption lithium bromide refrigerating machine made it possible to reduce thermal energy losses by 66.1%, generate 8.2 MWh of cold per year, increase the autonomy of the facility from 68% to 89%, achieve a payback period of 4.3 years and an internal rate of return of 18.5%. Thus, the proposed solution is technologically and economically efficient, contributing to the sustainable development of energy-intensive digital infrastructures.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.