Sfruttare l'ambiente dell'altopiano dello Xizang per realizzare data center più ecologici ed efficienti

di Xu Yuyao, Quotidiano del Popolo

Alla periferia di Lhasa, capoluogo della Regione Autonoma dello Xizang (Cina sud-occidentale), sorge un imponente complesso in stile tibetano, incastonato tra le montagne. Si tratta di un data center gestito dall'azienda informatica locale Ningsuan, con una capacità complessiva di 140.000 rack per server.

La foto mostra un centro dati gestito da Ningsuan nella regione autonoma del Xizang. (Foto/Xu Yuyao)

All'interno delle sale server, una caratteristica degna di nota è l'assenza di rumorosi impianti di climatizzazione. Ciononostante, l'ambiente si mantiene fresco. Che cosa rende possibile questo efficiente raffreddamento?

“I data center sono grandi generatori di calore e, in molte strutture, una quota rilevante dell'energia viene assorbita proprio dai sistemi di raffreddamento”, ha spiegato Tao Changjun, vicepresidente di Ningsuan. “Qui, sull'Altopiano del Tibet, sfruttiamo l'aria eccezionalmente secca della regione per abbassare naturalmente le temperature e ridurre al minimo il consumo energetico”.

Rispetto ad altre regioni d'alta quota, come lo Yunnan e il Guizhou, l'aria qui è ancora più secca; rispetto ad altre regioni aride, la temperatura media è inferiore. Questa combinazione crea le condizioni ideali per il raffreddamento naturale.

Un indicatore chiave è la temperatura di bulbo umido, ovvero la temperatura minima raggiungibile tramite il raffreddamento evaporativo. A Lhasa, le temperature di bulbo umido estive sono significativamente inferiori rispetto alla maggior parte delle altre regioni del mondo.

“In termini semplici, sfruttare l’energia dell'aria secca significa massimizzare il raffreddamento attraverso l'evaporazione, utilizzando le differenze di temperatura per generare differenze di pressione e, in definitiva, ottenere una ventilazione naturale”, ha affermato Tao. Basandosi su questo principio, l'azienda ha progettato un sistema che consente all'aria fresca di circolare all'interno del data center, asportando rapidamente il calore.

Nel complesso, questo approccio amplia il campo di applicazione del raffreddamento naturale nei data center e garantisce un notevole risparmio energetico. Non solo assicura la stabilità operativa, ma riduce anche il consumo energetico complessivo di circa il 30%.

Sebbene il concetto sia semplice, la sua implementazione si è rivelata complessa. I data center richiedono temperature estremamente stabili, il che impone un controllo rigoroso sui tassi di evaporazione, sui gradienti termici interni e sui flussi d'aria, al fine di mitigare le instabilità causate dalle fluttuazioni meteorologiche.

Per far fronte a questa situazione, Ningsuan ha collaborato con la Xi'an Polytechnic University, nella provincia dello Shaanxi (Cina nord-occidentale), per sviluppare un algoritmo di bilanciamento termico. Ottimizzando i flussi d'aria e i cicli di evaporazione dell'acqua, il sistema massimizza l'efficienza termica e mantiene le temperature stabili per tutto l'anno.

Anche la realizzazione delle apparecchiature di raffreddamento ha comportato delle sfide. Tao ha ricordato che le unità di prima generazione furono progettate e prodotte in altre province, per poi essere trasportate a Lhasa. Inizialmente funzionavano regolarmente, ma ben presto iniziarono a segnalare errori frequenti.

La foto mostra un centro di cloud computing gestito da Ningsuan nella regione autonoma del Xizang. (Foto/Li Haixia)

Le analisi hanno rivelato la natura del problema: sebbene le apparecchiature fossero state adattate alle condizioni tipiche dell'alta quota, come la bassa pressione atmosferica e le specifiche proprietà termiche, erano stati trascurati alcuni fattori ambientali peculiari; tra questi, l'intensa radiazione ultravioletta, che accelera l'invecchiamento dei materiali, rappresentando una sfida significativa per sistemi che richiedono un controllo di precisione.

Gli ingegneri hanno quindi avviato una nuova serie di aggiornamenti tecnici. Grazie al miglioramento delle modalità operative e all'utilizzo di materiali compositi avanzati, tra cui cariche ad alto peso molecolare a base di fibre sintetiche, hanno notevolmente migliorato la stabilità e la sicurezza delle apparecchiature in condizioni di altopiano.

Al di là dell'efficienza economica, lo sviluppo di data center in regioni ad alta quota richiede un'attenta considerazione ecologica.

Per rispondere a tali preoccupazioni, il centro adotta un sistema di recupero del calore. Accanto al data center sorge una grande serra che si mantiene calda tutto l'anno, riscaldata interamente dal calore di scarto recuperato. Al suo interno è possibile allevare pesci d'acqua calda e coltivare prodotti agricoli.

"Spinti dall'innovazione tecnologica, i vantaggi in termini di risorse dello Xizang possono essere efficacemente trasformati in punti di forza economici", ha affermato Jiang Ning, presidente di Ningsuan. "In futuro, i data center qui presenti potrebbero persino generare ricavi attraverso la compravendita di crediti di carbonio e la vendita del calore recuperato".