Hukkalämpö hyötykäyttöön

Artikkeli on julkaistu Power & Automation -lehdessä 2/2010.

Helsingin Katajanokalla sijaitsevan Uspenskin katedraalin mäeltä näkyvät Presidentinlinna ja Kauppatori. Rannassa jäänmurtajat lepäävät ansaitulla kesätauolla. Uspenskin katedraalin vierestä alkava käytävä johtaa alaspäin, kallion sisällä sijaitsevaan vanhaan pommisuojaan. Sisällä humisevat tasaisesti vain palvelimet ja ilmanvaihto. Käytävän päästä paljastuu maailman energiatehokkain konesali. Konesalin jäähdytys hoidetaan kaukojäähdytyksellä kylmän meriveden ja lämmönvaihtimien avulla.

”Merivedellä jäähdytetty vesi johdetaan kiertoon konesaliin, jossa se jäähdyttää palvelimia lämmönvaihtimien avulla”, Academican toimitusjohtaja Jarmo Tuovinen kertoo. Palvelinten tuottama hukkalämpö otetaan talteen lämmönvaihtimilla ja johdetaan hyötykäyttöön Helsingin Energian kaukolämpöverkkoon.

Suuret säästömahdollisuudet
Ratkaisu on ensimmäinen laatuaan koko maailmassa. Jäähdytykseen kuluvan energian vähentämisellä ja hukkalämmön hyödyntämisellä on konesaleissa suuri merkitys. Käytössä olevan konesalin energiakulutuksesta hieman yli 50 prosenttia muodostuu jäähdytyksestä ja hieman alle 50 prosenttia palvelinten energiankulutuksesta. ”Konesalin tuottamalla lämmöllä voidaan lämmittää jopa 500 helsinkiläistä omakotitaloa. Meille ratkaisu mahdollistaa jopa 150 000 euron säästöt vuodessa jäähdytykseen kuluvista energiakustannuksista”, Tuovinen sanoo.

Suomessa konesalien energiankulutus on eri arvioiden mukaan noin 0,5–1,5 prosenttia kaikesta energiankulutuksesta. Jos kaikki konesalit toimisivat samoin kuin Academican uusi konesali, energiaa säästyisi noin 500 megawattituntia päivässä. Maailman konesalien energiankulutuksen on arvioitu kaksinkertaistuvan viiden vuoden välein. Pilvilaskennan (cloud computing) eli verkon yli käytettävien sovellusten ennustetaan kasvattavan niiden energiantarvetta entisestään.

Energiatehokkuuden uusi maailmanennätys
Konesalien energiatehokkuutta kuvataan PUE-luvun (Power Usage Effectiviness) avulla. Luku ilmaisee kokonaisenergiankulutuksen ja palvelinten kuluttaman energian välisen suhteen. ”Ennen konesalien PUE-luku oli usein 2. Tällä hetkellä 1,5:n alle yltävää arvoa pidetään todella tehokkaana.”

Tuovisen mukaan parhaimmillaan maailmassa on päästy noin lukuun 1,2. ”Meillä on tavoitteena päästä Katajanokalla alkuvaiheessa PUE-luvussa alle yhden. Tarkan luvun mittaamme, kun tuotantokäyttö alkaa kesäkuussa.” Aikaisemmin PUE-luvun teoreettisena raja-arvona oli 1. Kun hukkalämpö otetaan hyötykäyttöön, uusi raja-arvo on 0.

IT-palvelujen päästöt alas
Konesaleissa hurisevat palvelimet huolehtivat asiakasorganisaatioiden IT-järjestelmistä ja -palveluista. Kustannusten ohella konesalien energiatehokkuus on asiakkaille tärkeä imagokysymys. He ovat kiinnostuneita palvelimiensa tuottamien hiilidioksidipäästöjen määrästä.

Energiatehokas vaihtoehto on jo herättänyt laajaa kiinnostusta. ”Uutistoimisto Reutersin aiheesta kirjoittama artikkeli levisi kansainvälisiin lehtiin ja muun muassa Japanin toiseksi suurin sanomalehti kävi tekemässä konesalistamme jutun. Suuret yhtiöt, joille ympäristöasiat ovat erittäin tärkeitä, ovat ottaneet meihin yhteyttä ja olleet kiinnostuneita sijoittamaan palvelimensa konesaliimme.”

Tuovinen korostaa, että kyseessä on Academican kannalta strateginen valinta. ”Hukkalämmön hyödyntäminen mahdollisimman tehokkaasti pienentää päästöjä ja luo samalla meille kilpailuetua.”

Tuovisen mukaan ratkaisusta voidaan kehittää myös vientituote. Kylmän ilmaston ja turvallisten olosuhteiden ansiosta Suomi on ihanteellinen sijaintipaikka konesaleille. ”Muualle sijoitettavat konesalit vaatisivat kaukolämpöverkon hukkalämmön hyödyntämistä varten, mutta Suomessa sijaitsevista konesaleista voidaan rakentaa suorat tietoliikenneyhteydet Venäjälle ja Viroon. Lisäksi ratkaisua voidaan monistaa Suomessa muihin meren rannalla sijaitseviin kaupunkeihin.”

Vain viimeisintä teknologiaa
ABB on toimittanut Academican konesaliin pienjännitesähkönjakelukeskuksen, joka auttaa hallitsemaan tehokkaammin konesalikapasiteettia sekä palvelinten ja jäähdytyksen energiankulutusta. Erityisesti konesaleihin kehitetty PDUPro-sähkönjakelukeskus parantaa konesalin sähkönjakelun luotettavuutta ja varmistaa palvelinten toimintavarmuuden.

Älykäs sähköpääkeskus mahdollistaa muun muassa palvelinten kuluttaman energian reaaliaikaisen mittaamisen. Konesalioperaattori voi ratkaisun avulla halutessaan kohdistaa energiakustannukset yksittäisille asiakkaille.

ABB:n ratkaisu on integroitavissa useimpiin energian- ja kiinteistönhallintajärjestelmiin. Tämä mahdollistaa myös etävalvonnan ja -ohjauksen. ”Kaikki konesaliin valitut laitteet ovat viimeisintä teknologiaa edustavia ja mahdollisimman energiatehokkaita. Myös sähköpääkeskuksen osalta halusimme parhaan vaihtoehdon”, Tuovinen toteaa.

Vuosikymmenten kokemus konesaliratkaisuista
”Konesalin energiatehokkuuteen ja koko elinkaaren aikaisiin kustannuksiin pystytään parhaiten vaikuttamaan suunnitteluvaiheessa”, myyntipäällikkö Timo Kontturi ABB:ltä sanoo.

ABB:n sähköpääkeskuksia on kehitetty yhdessä maailman johtavien ICT-yritysten kanssa ja käytetty konesaleissa eri puolilla maailmaa jo yli kymmenen vuoden ajan. ”Ratkaisumme mahdollistaa konesalin käytön aikaisen kapasiteetin laajentamisen sekä muutos- ja huoltotyöt. Tämä on tärkeää, sillä konesalit ovat toiminnassa ympäri vuorokauden vuoden jokaisena päivänä”, Kontturi sanoo.

Suomessa suunniteltu ja valmistettu
ABB panostaa vahvasti konesaliliiketoimintaan. ”Sähkönjakelukeskusten lisäksi meillä on tarjolla konesaliympäristöön myös muuta teknologiaa, kuten staattisia ja dynaamisia UPS-järjestelmiä sekä varavoimakoneikkoja automaatio- ja ohjausjärjestelmineen. Teknisten SLA-pohjaisten käytettävyyspalveluidemme avulla vastaamme siitä, että sähkönjakelu, jäähdytys ja muut tekniset järjestelmät toimivat kaikissa olosuhteissa – myös silloin kun yleisessä sähkönjakelussa on mahdollisesti häiriöitä”, Kontturi kertoo.

Sähkönjakelukeskukset valmistetaan ABB:llä Suomessa. Academican konesalin sähkönjakelukeskus suunniteltiin ja toimitettiin avaimet käteen -periaatteella. ”Suomessa tehtävän suunnittelun ja valmistuksen ansiosta pystymme palvelemaan asiakkaita nopeasti ja tehokkaasti sekä tukemaan heitä paikallisesti konesalin koko elinkaaren ajan.”

Standardien asettamia vaatimuksia tarkemmin testattu ratkaisu täyttää tiukat turvallisuusmääräykset. ”Konesaleissa käytettävä sähkönjakelukeskus soveltuu myös muihin kohteisiin, joissa sähkönjakelun luotettavuus ja käytönaikainen muuntojoustavuus ovat kriittisiä ominaisuuksia. Sairaalat ja rahoitusalan yritykset ovat tästä hyviä esimerkkejä.