適用高緯度寒冷區域，用太陽能、儲能幫資料中心省錢

資料中心供電如何解？最近研究發現，位於高緯度的資料中心，可以透過太陽能板跟電池儲能系統來省錢。

團隊模擬設於芬蘭和日本北部資料中心不同情景，還納入 2019 年、COVID-19 前和歐洲能源危機之前的能源價格以及 2023 年的電費。

研究認為，近幾年高電價大幅提高自發電設備和能效提升的經濟價值，但仍然很少有資料中心使用本地再生能源供電和再利用廢熱。且目前氣候寒冷區域的資料中心產業迅速成長，也不見研究投入資料中心永續發展措施的好處和成本效益。

因此團隊以芬蘭南部的資料中心、日本北部資料中心的用電量來建模，在 MATLAB 上進行模擬，若在芬蘭赫爾辛基、日本北海道札幌設置資料中心的情景，模擬負載 2.5 MW 的中型資料中心和負載為 25 MW 的超大規模資料中心。

在赫爾辛基模擬情景中，可以在中型資料中心建置 0.96 MW 屋頂太陽能系統，大型資料中心則適用 9.6 MW 屋頂太陽能系統；日本北海道適用規模則分別是 0.48MW 和 4.8MW。

此外，在這兩個地點，中型資料中心也可以搭配地面型太陽能 5MW 與 10 MWh 鋰離子電池儲能，超大規模資料中心的外部光電發電量為 50 MW、加裝 100 MWh 儲能。

團隊表示，每種方案都評估屋頂太陽能系統和外部地面太陽能系統的有效性，可以選擇將多餘的太陽能電力出售給電網，或使用鋰離子電池儲存。 在芬蘭赫爾辛基情景中，廢熱還可以直接用於區域供暖，而日本情景則評估利用廢熱在札幌地區融雪。

由於各國國情不同，廢熱利用有差異。雖然芬蘭現有供暖網路能有效利用廢熱回收為建築供暖，但日本北部更需要除雪，札幌市花費超過 1.5 億歐元融雪。

團隊指出，無論日本還芬蘭、資料中心規模，屋頂太陽能生命週期內成本約為每 MW 130 萬歐元，但大型電廠還可以將多餘的電可以賣回給電網，因此芬蘭的成本可降到每 MW 96~121 萬歐元，在日本為 103~112 萬歐元。

根據他們的研究結果，芬蘭屋頂太陽能的均化電力成本（LCOE）為每 MWh 89.1 歐元，而 2019 年電網電力成本為每 MWh 59.7 歐元、2022 年為每 MWh 171 歐元。

團隊認為，日本較高的整體電價和更好的太陽能性能，讓屋頂和大型地面太陽能更有優勢，且日本北部的太陽輻射量較高，儲能系統在日本更為有用，LCOE 為每 MWh 176.9 歐元，是目前電價下的可行選擇。

在芬蘭方面，也可以將多餘太陽能電力出售給電網，並利用廢熱進行區域供暖，能應用在芬蘭的資料中心，不過電池儲能跟融雪更適合用在日本。

• Photovoltaics for cold climate data centers
• Potential of solar photovoltaics and waste heat utilization in cold climate data centers. Case study: Finland and northern Japan

（首圖來源：Flickr/COMSEVENTHFLT CC BY 2.0）