与此同时,还要提前考虑布放方案、供电方案、设备安装方案、中期维护方案相关技术路线等存在的不确定性,因为这些变量会极大影响总体技术方案的最终实施效果。
这些都难不倒常年跟海洋打交道的UDC攻关组工程师们。
20年来,他们积累了大量海洋科技原创技术,比如原生海底智能监控技术、原生高智能配电技术以及高可靠海底接驳技术等。他们还拥有多个全球技术研发团队,以及高校、院所、央企等各领域高级别专家智囊团与合作者。
苏洋认为,复杂问题要想求解,最重要的是找到切入口,“首先从节能指标入手”。
胡勇赞同,一定要实事求是,根据实际情况,先确定最合理的水下冷却系统方案。
这样一来,冷却系统方案就又成为重中之重的前提条件。
仅仅依靠舱体用海水自然冷却显然不符合实际。与微软试验地在苏格兰海域完全不同,我国东南沿海海域的海水温度比较高,“如果非要完全效仿微软用海水进行舱体自然冷却,则需要设计非常庞大的结构体,才能实现泵循环冷却”。苏洋与胡勇、李震同时否定了这一设想。因为如此一来,结构将复杂化,不符合壳体材料选型既要满足安全性又要最省成本的要求,所以,设计最终壳体结构时,采用了混合结构。
所谓混合结构,就是在舱体内外同步搭载机柜级分体制冷系统和舱外热循环系统,确保舱内运行温度适宜,同时散热效果达标。这就是UDC攻关组与李震教授团队合作研发的UDC原生柔性制冷技术。
相比于现有技术中的冷却系统,UDC创新方案实现了海水全自然冷却,不需要设置制冷机和冷却塔等装置,也节省了相关的制造与维护成本。
海底数据中心数据舱一期测试样机吊装入海
如此一来,与微软在北极圈冷水海域进行的测试相比,海兰信的设计难度更大,取得的测试成果更可喜——其技术指标与微软不相上下,特别是1.076这个PUE值达到世界先进水平。海底数据中心核心数据舱的节能降耗能力得到了充分印证。
抗生物附着和海水腐蚀其实是世界性难题。UDC攻关组与胡勇团队共同研发了浅水海域防生物附着技术,解决了热带海域海底生物附着乃至腐蚀的难题。
更重要的是,由专业的环评机构给出的环评报告显示,该方案仅对水流下方3米内产生小于0.2度的温升,对海洋环境很友好。
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科技兴海,海洋经济一片蔚蓝
攻克了核心的服务器密封舱这个大型水下结构,然后将其以标准化模块的形式布置在海底,并使用海底复合电力光通讯缆,将数据回传至岸站。这就完成了海底数据中心的全流程设计与部署。
那么,政府和市场怎么看待这一全新产业呢?
2021年底以来,国家发改委、工信部等部门先后出台了《贯彻落实碳达峰碳中和目标要求推动数据中心和5G等新型基础设施绿色高质量发展实施方案》《“十四五”工业绿色发展规划》等,鼓励探索利用河湖、海洋等优势资源,建设利用自然冷源散热的数据中心,充分发挥气候水文和地形地貌等自然条件天然优势,因地制宜促进数据中心节能降耗。
此外,海南省、广东省、山东省等提出的海洋经济发展“十四五”规划,也都提出要促进海底数据中心研发及建设。
以海南省为例,海南岛作为热带岛屿,其区域内数据中心发展长期存在能源短缺、淡水和土地有限、高温高湿气候环境、台风高发等问题。
未来,海南作为自由贸易港,按照其蓬勃发展的趋势,当地产业对数据中心的需求难以估量。而海底数据中心独特的价值特征将更加凸显。
“建设岸站、海底高压复合缆、海底分电站及海底数据舱。一期布放100个数据舱,并逐步建设以海底数据中心为核心的综合性海洋新技术产业园。”这是海南省海洋经济发展“十四五”规划中的具体描述。
中国电信海南分公司率先“尝鲜”。2021年5月,海兰信与海南电信合作开展了第二次样机测试,数据舱内承载了海南电信的实际数据业务。公开报道称,该测试邀请了中国信通院云大所全程跟踪,测试结果显示海底数据中心可以承载对抖动敏感、高交互的业务。
即将在今年11月下旬或12月入海的海底数据中心数据舱,是全球首个商用海底数据中心核心装备。
这一动作也标志海南海底数据中心项目总体三期工程中,第一期示范工程项目正式开启。