La eficiencia ha sido siempre una de las exigencias del centro de datos D-Alix en Tenerife, propiedad del Instituto Tecnológico y de Energías Renovables, que alberga uno de los supercomputadores más potentes de España. Ubicada dentro del parque eólico del ITER, la instalación se nutre de 400 kW de energía fotovoltaica generada desde la propia cubierta del data center, lo que viene a significar entre el 15% y el 20% de su demanda de energía anual.
Pero desde el ITER miraron más allá de las fuentes de energía limpia más habituales y se dieron cuenta de que su cercanía al mar podía suponer un añadido en su estrategia hacia la eficiencia, captando el agua subterránea para refrigerar el data center. Por ello, se pusieron manos a la obra para dotar a D-Alix de un sistema de refrigeración hidrotérmica con agua del mar que lleva en funcionamiento desde mediados de mayo, y que ya empieza a generar importantes beneficios.
“Hemos conseguido ahorrar un 60% del consumo eléctrico invertido en la producción de agua fría, por encima del 50% que habíamos previsto. El sistema está en funcionamiento las 24 horas del día y hemos logrado bajar el PUE de 2,1 a 1,7”, apunta Carlos Lecuona, ingeniero de control y de software del ITER. “El ahorro en términos de potencia, por otro lado, es de 55-60 kW, aunque en condiciones de mayor demanda térmica puede ser superior y el PUE bajaría hasta 1,5”, añade.
La eficiencia está en el agua
El proyecto de climatización implantado en el NAP D-Alix se compone de dos patas: además de captar el agua del mar aprovechando la capacidad de dos pozos existentes, la iniciativa ha supuesto la sustitución de la antigua enfriadora agua/aire por una nueva agua/agua de mayor eficiencia.
“Debíamos recurrir a métodos más eficientes de refrigeración porque, por un lado, la demanda de energía de la enfriadora daba saltos muy llamativos: pasaba del 25% al 50% de capacidad, porque no había un control continuo. Por otro lado, teníamos un elevado consumo eléctrico que suponía una importante partida en la gestión del centro”, afirma Lecuona.
“Vimos que la enfriadora agua/agua tiene más del doble de eficiencia. Además, hemos cambiado la tecnología del compresor de la enfriadora, incorporando uno centrífugo de levitación magnética, por lo que es todavía más eficiente. Con todas estas acciones, hemos subido mucho la eficiencia energética y reducido significativamente el consumo”, indica.
En cifras, Lecuona estima que el ahorro de consumo eléctrico será de entre el 40% a plena carga y el 60% a media carga. En este último caso, el retorno de inversión puede ser de aproximadamente cinco años, pero si la demanda térmica aumenta, el ROI podría reducirse a tan solo 2 o 3 años.
Empezar por lo fundamental
Para implementar este sistema de intercambio geotérmico basado en agua del mar, y aprovechar por tanto tales ahorros, la instalación debía partir de la habilitación de dos pozos: uno de captación y otro de reinyección, para obtener el agua del mar y posteriormente devolverla.
Las instalaciones del ITER ya contaban con ambos pozos construidos previamente para una desaladora, pero había que determinar si eran válidos para el sistema de refrigeración que quería instalarse.
“La principal complejidad del proyecto era la construcción de los pozos y las pruebas de bombeo. Ya disponíamos de los pozos, pero tuvimos que hacer un estudio de viabilidad y evaluar si eran óptimos para el proyecto. Se hicieron pruebas de bombeo y se comprobó que eran adecuados”, establece el ingeniero.
El circuito del agua
A partir de ahí, comenzó la instalación de un sistema que consta de diferentes circuitos. El primero es un circuito abierto que se basa en la extracción del agua salada a una temperatura de unos 20ºC desde el pozo de captación, a 13 metros sobre el nivel del mar. Desde ahí, el agua de mar bombeada circula a través de tuberías de plástico hacia un intercambiador de placas de titanio (en concreto, dos placas de 600 kW cada una). En ese punto se produce una transferencia de calor entre el circuito primario de agua salada y el circuito secundario de agua dulce.
“Uno de los objetivos de este proceso es eliminar el agua salada, que es muy corrosiva, así como asegurar que la cota de altura del intercambiador sea lo más baja posible para evitar costes innecesarios de bombeo”, apunta Lecuona.
A continuación, el agua salada de desecho se devuelve al mar a través del pozo de reinyección, alejado del pozo de captación un total de 120 metros, lo suficiente para evitar cualquier tipo de contaminación.
Aquí entra en juego el segundo circuito, que es un circuito cerrado de 400 metros entre el intercambiador de placas y el condensador de la nueva enfriadora agua/agua que refrigera el data center. De este modo, el agua sale del intercambiador hasta el condensador con un coste energético pequeño, puesto que las tuberías han sido dimensionadas para que el rozamiento no penalice mucho el bombeo.
El evaporador de la enfriadora, por otra parte, está conectado al colector del NAP. Cuando el agua dulce abandona después el condensador de la enfriadora, es recirculada nuevamente a través del intercambiador de placas.
Creando conocimiento
Pese a la sofisticación del sistema implementado, el proyecto no ha supuesto un gran impacto sobre la infraestructura de data center de D-Alix. El principal cambio fue la incorporación de dos tuberías nuevas de 400 metros para el circuito cerrado, que no ha añadido ninguna complejidad, pero el resto del sistema de refrigeración es similar al que ya existía.
“Construir una tubería o un circuito cerrado no es complejo. Donde nos hemos asesorado bien es en la parte de captación del agua subterránea, porque es el tema más delicado. No teníamos experiencia en este proyecto y estamos generando conocimiento día a día”, indica Lecuona.
El ITER, con la eficiencia
Como centro de investigación en energías renovables, ingeniería y medio ambiente, el ITER tiene el objetivo de promover el desarrollo sostenible y la innovación en Tenerife.
Su compromiso con la eficiencia es indiscutible, hasta tal punto que ayuda a generar miles deMWh de energía renovable eólica y solar.
La actividad en esta línea no acaba aquí. Desde el ITER siguen estudiando ideas eficientes para hacer frente a la demanda energética, y se han llegado a plantear cuestiones como el almacenamiento en tanques de hielo para aprovechar el exceso de producción de energías renovables.
“Son ideas que suenan, pero que todavía no se han probado. Lo que está claro es que seguiremos instalando más renovables, tenemos mucha experiencia en esa parte, y ampliaremos la capacidad de satisfacer la demanda a través de energías limpias”, concluye el ingeniero del ITER.