KR20230161046A - 링 형상의 데이터센터본체를 구비하는 해양 그린 데이터센터 시스템 - Google Patents

링 형상의 데이터센터본체를 구비하는 해양 그린 데이터센터 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20230161046A
KR20230161046A KR1020220060569A KR20220060569A KR20230161046A KR 20230161046 A KR20230161046 A KR 20230161046A KR 1020220060569 A KR1020220060569 A KR 1020220060569A KR 20220060569 A KR20220060569 A KR 20220060569A KR 20230161046 A KR20230161046 A KR 20230161046A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
data center
main body
center main
ballast tank
seawater
Prior art date
Application number
KR1020220060569A
Other languages
English (en)
Inventor
전준환
류용희
이대희
이윤한
황윤지
Original Assignee
삼성중공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성중공업 주식회사 filed Critical 삼성중공업 주식회사
Priority to KR1020220060569A priority Critical patent/KR20230161046A/ko
Publication of KR20230161046A publication Critical patent/KR20230161046A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20709—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for server racks or cabinets; for data centers, e.g. 19-inch computer racks
    • H05K7/20763—Liquid cooling without phase change
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B13/00—Conduits for emptying or ballasting; Self-bailing equipment; Scuppers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B43/00—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for
    • B63B43/02—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for reducing risk of capsizing or sinking
    • B63B43/04—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for reducing risk of capsizing or sinking by improving stability
    • B63B43/06—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for reducing risk of capsizing or sinking by improving stability using ballast tanks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/20—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
    • F03D13/25—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors specially adapted for offshore installation
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20218—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant without phase change in electronic enclosures
    • H05K7/20272—Accessories for moving fluid, for expanding fluid, for connecting fluid conduits, for distributing fluid, for removing gas or for preventing leakage, e.g. pumps, tanks or manifolds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/44—Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
    • B63B2035/4433—Floating structures carrying electric power plants
    • B63B2035/446—Floating structures carrying electric power plants for converting wind energy into electric energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/93—Mounting on supporting structures or systems on a structure floating on a liquid surface
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/95—Mounting on supporting structures or systems offshore
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/727—Offshore wind turbines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 링 형상의 데이터센터본체를 구비하는 해양 그린 데이터센터 시스템은, 해양 또는 호수의 바닥면에 기립 배치되는 타워를 구비하는 해상풍력발전기; 내부에 적어도 하나의 데이터서버를 구비하며, 타워의 적어도 일부를 감싸는 형상인 링(RING) 형상의 데이터센터본체; 및 데이터센터본체에 결합되는 발라스트탱크를 구비하며, 유지 보수가 필요할 때에는 발라스트탱크의 해수를 비워서 데이터센터본체를 해수면 위로 올리고 냉각이 필요할 때는 발라스트탱크에 해수를 채워서 해수면 아래로 데이터센터본체를 내리는 발라스트탱크유닛을 포함한다.

Description

링 형상의 데이터센터본체를 구비하는 해양 그린 데이터센터 시스템{Marine green data center system having a ring-shaped data center body}
본 발명은, 링 형상의 데이터센터본체를 구비하는 해양 그린 데이터센터 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 해양 또는 호수 등에 배치되는 해상풍력발전기에 설치될 수 있는, 링 형상의 데이터센터본체를 구비하는 해상풍력발전기를 활용한 해양 그린 데이터센터 시스템에 관한 것이다.
데이터센터(data center)는 서버 컴퓨터와 네트워크 회선 등을 제공하는 시설로, 컴퓨터 시스템과 통신장비, 저장장치인 스토리지(storage) 등이 설치된 시설을 말한다.
데이터센터가 주목받기 시작한 것은 인터넷이 활성화되기 시작하면서부터다. 기업이 빠르고 편리하게 인터넷을 이용하려면 전용 시설이 필요했기 때문이다. 대기업의 경우 인터넷 데이터센터(IDC, internet data center)라는 명칭의 대규모 시설을 보유하기 시작했으며, 규모가 작은 기업은 비용 절감을 위해 자사의 장비 보관과 관리를 전문 시설을 갖춘 업체에 위탁하게 되었다. 인터넷 데이터센터는 기업의 인터넷 장비(서버)를 맡아 대신 관리하기 때문에 서버 호텔, 혹은 임대 서버 아파트라고 불린다.
최근에는 4차 산업혁명의 일환으로 AI, 5G, 빅데이터, 클라우드, 자율주행 등과 관련된 데이터 사용량이 급격히 증가하여 데이터센터 건립에 대한 수요가 증가하고 있는 추세이다.
이러한 데이터센터는 잠시라도 전원 공급이 중단되면 그 기능이 마비되기 때문에 예비 전력 공급 장치와 예비 데이터 통신장비를 갖추고 있는 등 신뢰성과 지속성이 중요한 설계 인자가 된다.
또한, 서버 장비에서는 열기가 배출되기 때문에 이를 냉각시키기 위한 시설이 설치되는데, 이러한 서버 냉각 시스템에 전체 데이터센터 전력의 40% 이상에 달하는 많은 전력이 사용된다. 그 외, 소방 시설과 보안 장치 등을 갖추고 있다.
그런데, 현재와 같이 육상에 데이터 센터를 건립하기 위해서는 고층빌딩이나 대규모 부지의 건물이 필요하며, 서버 컴퓨터의 구동과 냉각에 많은 전력이 필요하므로 전력 사용비가 높은 문제가 있다.
또한, 지진/홍수 등의 자연재해나 전쟁과 같은 외부요인에 의해 데이터센터가 파괴되어 중요한 정보가 손실될 수 있는 문제점이 있다.
특히, 최근에는 탄소중립과 기후변화 대응을 위해, 데이터센터가 사용하는 전력을 최적화 및 고효율화 하고 신재생 에너지를 에너지원으로 적극적으로 활용하는 그린 데이터센터의 도입이 확대되고 있으나, 이를 설계에 반영하기 위해서는 육상 데이터센터의 입지 선정에 많은 제약조건이 발생하게 된다.
따라서, 이와 같이 육상에 데이터센터를 건립하기에는 여러가지 문제점과 한계가 있으므로 새로운 방안이 요구되고 있는 실정이다.
대한민국 공개특허공보 제10-2020-0065181호(2020.06.09.)
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 해양 또는 호수 등에 배치되는 해상풍력발전기에 설치하되 수중에 배치할 수 있도록 함으로써 해수를 이용하여 효율적으로 데이터센터를 냉각시켜 데이터센터의 냉각에 필요한 전력을 최소화할 수 있으며, 수중에 설치되는 데이터센터의 위치가 보다 안정적으로 유지되도록 배치시킬 수 있으며, 나아가 유지보수도 용이하게 할 수 있는, 링 형상의 데이터센터본체를 구비하는 해양 그린 데이터센터 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 해양 또는 호수의 바닥면에 기립 배치되는 타워를 구비하는 해상풍력발전기; 내부에 적어도 하나의 데이터서버를 구비하며, 상기 타워의 적어도 일부를 감싸는 형상인 링(RING) 형상의 데이터센터본체; 및 상기 데이터센터본체에 결합되는 발라스트탱크를 구비하며, 유지 보수가 필요할 때에는 상기 발라스트탱크의 해수를 비워서 상기 데이터센터본체를 해수면 위로 올리고 냉각이 필요할 때는 상기 발라스트탱크에 해수를 채워서 해수면 아래로 상기 데이터센터본체를 내리는 발라스트탱크유닛을 포함하는, 링 형상의 데이터센터본체를 구비하는 해양 그린 데이터센터 시스템이 제공될 수 있다.
상기 데이터센터본체는 상기 타워의 둘레를 모두 감싸는 도넛 형상이며, 상기 발라스트탱크는 상기 데이터센터본체의 중앙 영역에 마련되는 도넛 형상일 수 있다.
상기 발라스트탱크유닛은, 상기 발라스트탱크에 연결되며, 해수가 유동가능한 발라스트배관; 및 상기 발라스트배관에 연결되며, 상기 해수를 흡입하거나 배출하는 발라스트펌프를 포함할 수 있다.
상기 데이터센터본체에 결합되어 상기 타워에 구름 접촉가능하도록 마련되어 상기 데이터센터본체의 상승 및 하강을 안내하거나 상기 데이터센터본체와 상기 타워 사이의 간격을 유지하는 적어도 하나의 롤러유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 해상풍력발전기에 의하여 발전된 전력으로 충전하고, 충전된 전력을 선택적으로 상기 데이터센터본체의 내부로 공급하는 데이터센터배터리유닛을 더 포함할 수 있다.
주위의 해수를 이용하여 상기 데이터서버를 냉각시키기 위한 데이터서버냉각유닛을 더 포함하며, 상기 데이터서버냉각유닛은, 상기 데이터서버에서 방출된 열을 흡수하는 냉각액이 유동하는 냉각용 배관; 상기 냉각용 배관이 연결되며, 상기 냉각액과 상기 해수를 열교환시키는 열교환기; 및 상기 열교환기에 연결되며, 상기 해수가 유동되는 열교환용 해수배관을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 해양 또는 호수 등에 배치되는 해상풍력발전기에 설치하되 수중에 배치할 수 있도록 함으로써 해수를 이용하여 효율적으로 데이터센터를 냉각시켜 데이터센터의 냉각에 필요한 전력을 최소화할 수 있으며, 수중에 설치되는 데이터센터의 위치가 보다 안정적으로 유지되도록 배치시킬 수 있으며, 나아가 유지보수도 용이하게 할 수 있다.
또한, 해상풍력발전기에 의하여 발전된 전력을 충전하고 충전된 전력을 데이터센터본체의 내부로 공급하는 데이터센터배터리유닛을 더 포함함으로써 데이터센터의 내부에서 필요한 전력을 보다 안정적으로 공급할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 해양 그린 데이터센터 시스템을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 주요부 단면도이다.
도 3은 도 1의 데이터센터본체의 데이터서버와 데이터서버 냉각모듈을 개략적으로 도시한 구성도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 해양 그린 데이터센터 시스템을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 주요부 단면도이며, 도 3은 도 1의 데이터센터본체의 데이터서버와 데이터서버 냉각모듈을 개략적으로 도시한 구성도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 해양 그린 데이터센터 시스템은, 타워(110)를 구비하는 해상풍력발전기(100)와, 링(RING) 형상의 데이터센터본체(200)와, 데이터센터본체(200)의 높이 조절을 위한 발라스트탱크유닛(300)과, 데이터센터본체(200)의 상승 및 하강을 안내하거나 데이터센터본체(200)와 타워(110) 사이의 간격을 유지시키는 적어도 하나의 롤러유닛(400)과, 데이터센터본체(200)의 데이터서버(210)를 냉각시키기 위한 데이터서버냉각유닛(500)과, 데이터센터본체(200)의 내부로 전력을 공급할 수 있는 데이터센터배터리유닛(600)을 포함한다.
해상풍력발전기(100)는, 해상의 해저면에 기립 배치되는 타워(110)와, 타워(110)의 상단부에 설치되는 나셀(120)과, 나셀(120)의 선단에 구비되는 허브(130)와, 허브(130)의 축선 주변에 방사상으로 설치되는 복수의 블레이드(140)를 포함할 수 있다.
이러한 구성에 의해, 블레이드(140) 측에 수평풍 하중이 걸리면, 블레이드(140)와 함께 회전하는 허브(130)를 통해 그 회전력이 나셀(120) 측으로 전달되고, 나셀(120)은 그 회전력을 전기에너지로 변환하게 된다.
본 실시 예에서는 육상에 데이터 센터를 건립하는 종래 기술과 달리 해수를 이용하여 냉각을 수행할 수 있도록 데이터센터본체(200)가 수중에 배치될 수 있도록 해상풍력발전기(100)에 설치된다.
따라서 이러한 데이터센터본체(200)는, 내부에 적어도 하나의 데이터서버(210)을 포함한다.
또한 본 실시 예에서는 데이터센터본체(200)의 위치가 보다 안정적으로 유지되도록 배치시킬 수 있는 링형의 형상을 갖는다.
보다 상세하게는, 데이터센터본체(200)는, 전체적으로, 해상풍력발전기(100)의 타워(110)의 적어도 일부를 감싸는 형상인 링(RING) 형상, 본 실시예에서는 도넛 형상을 가짐으로써 파도 등에도 위치가 보다 안정적으로 유지될 수 있다.
이와 같이 본 실시 예에서 데이터센터본체(200)는 타워(110)의 둘레를 모두 감싸는 도넛 형상으로서, 특히 원형의 도넛 형상을 갖지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되지 않으며, 완전히 폐루프 형상이 아닌 링 형상일 수도 있으며, 본 실시 예에서와 같이 완전한 폐루프 형상이더라도 원형이 아닌 다각형 등 다양한 형상을 가질 수 있을 것이다.
이러한 데이터센터본체(200)는 유지 보수를 위하여 수면으로 올라올 때를 제외하고는 대부분 수중에 배치될 수 있는데, 이에 의하여 데이터센터본체(200)가 주위의 해수를 이용하여 데이터서버(210)를 보다 효과적으로 냉각시킬 수 있게 된다.
데이터센터본체(200)에 마련되는 데이터서버(210)는 컴퓨터 시스템과 통신장비 및 스토리지(storage) 장비 등을 포함하며, 데이터센터본체(200)의 크기에 따라 다양한 수의 데이터서버(210)가 배치될 수 있다.
한편, 수중에 배치되어 있던 데이터센터본체(200)는 용이한 유지보수를 위해서 수면 위로 올릴 필요가 있다. 이를 위해 본 실시 예에서는 데이터센터본체(200)의 높이 조절을 위하여 발라스트탱크유닛(300)이 마련된다.
발라스트탱크유닛(300)은, 데이터센터본체(200)에 결합되는 발라스트탱크(310)를 구비하여 데이터센터본체(200)의 높이를 조절할 수 있다. 보다 상세하게는, 데이터센터본체(200)의 유지 보수가 필요할 때에는 발라스트탱크(310)의 물을 비워서 데이터센터본체(200)를 해수면 위로 올리고 냉각이 필요할 때는 발라스트탱크(310)에 물을 채워서 수면 아래로 데이터센터본체(200)를 내릴 수 있다.
이러한 발라스트탱크유닛(300)은, 발라스트탱크(310)와, 발라스트탱크(310)에 연결되되 해수가 유동가능한 발라스트배관(320)과, 발라스트배관(320)에 연결되며, 해수를 흡입하거나 배출하는 발라스트펌프(미도시)를 포함한다.
이러한 구성으로 발라스트펌프(미도시)에 의하여 흡입된 해수는 발라스트배관(320)을 통하여 발라스트탱크(310)에 저장되기도 하고 발라스트탱크(310)에 저장된 해수는 발라스트펌프(미도시)에 의하여 발라스트배관(320)을 통하여 배출되기도 한다. 따라서 이러한 발라스트탱크(310)에 해수의 저장 및 방출을 통하여 데이터센터본체(200)의 부력을 조절할 수 있고 결과적으로 데이터센터본체(200)를 수중으로 하강시키거나 해수면으로 상승시킬 수 있게 된다.
본 실시 예에서 발라스트탱크(310)는 데이터센터본체(200)의 중앙 영역에 마련될 수 있으며 따라서 본 실시 예에서 발라스트탱크(310) 역시 데이터센터본체(200)와 동일하게 도넛 형상을 갖는다. 그러나 본 발명의 권리범위가 이에 한정되지 않으며 발라스트탱크(310)는 데이터센터본체(200)에 상황에 따라 적절히 결합될 수 있을 것이고 이에 따라 다양한 형상을 가질 수 있을 것이다.
한편, 적어도 하나의 롤러유닛(400)은 데이터센터본체(200)에 결합되어 타워(110)에 구름 접촉가능하도록 마련되어 데이터센터본체(200)의 상승 및 하강을 안내하거나 데이터센터본체(200)와 타워(110) 사이의 간격을 유지시킨다. 본 실시 예에서는 적어도 하나의 롤러유닛(400)은 상호 대향되게 마련되는 2개의 롤러유닛(400)일 수 있다. 그러나 본 발명의 권리범위가 이에 한정되지 않으며 그 개수는 적절히 선택될 수 있을 것인데, 예를 들어 사방으로 배치되는 4개의 롤러유닛(400)일 수도 있을 것이다.
이러한 롤러유닛(400)은, 데이터센터본체(200)에 결합되는 롤러지지프레임(410)과, 롤러지지프레임(410)에 결합되는 롤러(420)를 포함한다. 따라서 데이터센터본체(200)가 상승 및 하강할 때 롤러(420)는 타워(110)를 따라 구름운동함으로써 데이터센터본체(200)의 이동을 안내할 수 있고 파도에 의하여 흔들릴 때에는 타워(110) 사이의 간격을 유지시키는 역할을 할 수도 있을 것이다.
한편, 데이터서버(210)는 데이터를 처리하는 동안에 많은 열이 배출하기 때문에 이를 냉각시키기 위한 데이터서버 냉각 시스템이 필요하며, 이러한 데이터서버 냉각 시스템에 전체 데이터센터 전력의 40% 이상에 달하는 많은 전력이 사용되므로, 적은 전력을 소모하면서도 보다 효율적으로 냉각시키기 위해, 현재와 같이 육상에 설치되는 데이터센터와 달리, 본 실시 예에서는 해상에 데이터센터를 마련하고 있는 것이다.
따라서 본 실시 예에 따르면, 데이터센터본체(200)를 수중에 배치시키고, 데이터서버냉각유닛(500)을 마련함으로써, 데이터센터본체(200) 주위의 해수를 이용하여 데이터서버(210)를 보다 효과적으로 냉각시킬 수 있게 된다.
이러한 데이터서버냉각유닛(500)은, 도 3에 자세히 도시된 바와 같이, 냉각용 배관(510)과, 열교환기(520)와, 열교환용 해수배관(530)을 포함한다.
열교환용 해수배관(530)은 열교환기(520)에 연결되어 열교환기(520)를 통과한다. 열교환용 해수배관(530)에서는 유입구(531)로부터 유입된 해수가 유동된다. 이러한 열교환용 해수배관(530)은 데이터센터유닛(300)의 배출구(532)에 연통된다.
열교환기(520)에는 냉각용 배관(510)과 열교환용 해수배관(530)이 연결되며, 냉각액과 해수를 열교환시키는 역할을 한다.
냉각용 배관(510)의 내부에서는 냉각액이 유동된다. 냉각용 배관(510)은 데이터서버(210)에 인접하게 배치될 수 있고, 냉각용 배관(510)의 내부를 유동하는 냉각액은 데이터서버(210)에서 방출된 열을 흡수한다. 이러한 냉각용 배관(510)은 열교환기(520)에 연결되어 열교환기(520)를 통과한다.
냉각용 배관(510)을 유동하는 냉각액은 열교환기(520)에서 열교환용 해수배관(530)의 내부를 유동하는 해수와 열교환하여 데이터서버(210)로부터 흡수한 열을 해수로 전달한다.
냉각용 배관(510)과 열교환용 해수배관(530)은 열교환기(520)의 내부를 통과한다. 본 실시 예에서 냉각용 배관(510)과 열교환용 해수배관(530)은 열교환기(520)의 내부에서 인접하게 배치됨으로써, 열교환기(520)에서 냉각액과 해수가 용이하게 열교환될 수 있다.
한편, 데이터센터배터리유닛(600)은 해상풍력발전기(100)에 의하여 발전된 전력을 충전하고, 충전된 전력을 전선(610)을 통하여 선택적으로 데이터센터본체(200)의 내부로 공급한다. 즉 해상풍력발전기(100)에서 만들어진 전력을 예비적으로 보관하였다가, 데이터센터본체(200)의 내부로 전력을 공급할 수 있도록 해준다.
본 실시 예에서는 데이터센터배터리유닛(600)이 마련된 것에 대하여 상술하였으나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되지 않으며, 데이터센터본체(200)에는 육상으로의 전력 이송 및 데이터 통신을 위해 수중 케이블에 연결될 수 있다.
또한 데이터센터배터리유닛(600)이 설치되어 있더라도 이와 함께 해안으로 연결되는 별도의 전력케이블을 설치하여, 해상풍력발전기(100)의 발전이 불가능한 경우에 유선으로 전력을 공급받을 수 있도록 마련될 수도 있을 것이다.
한편, 이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 링 형상의 데이터센터본체를 구비하는 해양 그린 데이터센터 시스템의 작동 과정에 대하여 설명하면 다음과 같다.
발라스트탱크유닛(300)의 발라스트펌프(미도시)에 의해 흡입된 해수는 발라스트탱크(310)에 저장되고 발라스트탱크(310)에 저장된 해수는 발라스트배관(320)을 통하여 방출될 수 있는데, 이러한 해수의 저장과 방출로 데이터센터본체(200)의 부력을 조절할 수 있다.
우선 냉각이 필요할 때는 데이터센터본체(200)를 수중에 배치시킬 수 있는데, 발라스트탱크(310)에 물을 채워서 수면 아래로 데이터센터본체(200)를 내릴 수 있다. 이때 데이터센터본체(200)는 수중에 배치되고, 데이터센터본체(200) 주위의 해수를 이용하여 데이터서버(210)를 보다 효과적으로 냉각시킬 수 있게 된다.
즉 흡입구를 통하여 유입된 해수는 열교환용 해수배관(530)을 통하여 열교환기(520)를 통과하며, 데이터센터본체(200)에 연결된 냉각용 배관(510)의 내부에 유동하는 냉각액은 데이터서버(210)에서 방출된 열을 흡수하여 열교환기(520)를 통과한다. 그리고 열교환기(520)에는 냉각용 배관(510)과 열교환용 해수배관(530)이 연결되며, 냉각액과 해수를 열교환시키는 역할을 한다. 열교환용 해수배관(530)은 다시 데이터센터본체(200)의 배출구(532)에 연통되어 해수를 배출하게 된다.
다음으로, 데이터센터본체(200)의 유지 보수가 필요할 때에는 용이한 유지 보수를 위하여 데이터센터본체(200)를 해수면 위로 올릴 필요가 있다.
이때 발라스트탱크(310)에 저장된 해수를 방출하여 데이터센터본체(200)의 부력을 증가시켜 데이터센터본체(200)를 해수면 위로 올리게 되며, 이때 해수면 위로 올라온 데이터센터본체(200)에 용이하게 접근할 수 있어 유지 보수를 용이하게 진행할 수 있다.
이와 같이 본 실시예에 따른, 링 형상의 데이터센터본체(200)를 구비하는 해양 그린 데이터센터 시스템은, 해양 또는 호수 등에 배치되는 해상풍력발전기(100)에 설치하되 수중에 배치할 수 있도록 함으로써 해수를 이용하여 효율적으로 데이터센터를 냉각시켜 데이터센터의 냉각에 필요한 전력을 최소화할 수 있으며, 수중에 설치되는 데이터센터의 위치가 보다 안정적으로 유지되도록 배치시킬 수 있으며, 나아가 유지보수도 용이하게 할 수 있다.
또한, 해상풍력발전기(100)에 의하여 발전된 전력을 충전하고 충전된 전력을 선택적으로 데이터센터본체(200)의 내부로 공급하는 데이터센터배터리유닛(600)을 더 포함함으로써 데이터센터의 내부에서 필요한 전력을 보다 안정적으로 공급할 수 있다.
이상 도면을 참조하여 본 실시예에 대해 상세히 설명하였지만 본 실시예의 권리범위가 전술한 도면 및 설명에 국한되지는 않는다.
예를 들어 표현을 복잡하게 하지 않기 위하여 해상풍력발전기(100)가 주로 해양에 설치되는 것을 기준으로 표현함으로써 발라스트탱크(310)에 저장되는 물을 해수, 수면은 해수면 등으로 표현하였으나, 해상풍력발전기(100)가 호수에 설치되는 경우에는 발라스트탱크(310)에 저장되는 물은 당연히 호수의 물이고 수면은 그냥 수면일 것이므로 이때 해수는 호수의 물, 해수면은 수면 등으로 이해되어야 할 것이다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100: 해상풍력발전기 200: 데이터센터본체
210: 데이터서버 300: 발라스트탱크유닛
310: 발라스트탱크 320: 발라스트배관
330: 발라스트펌프 400: 롤러유닛
500: 데이터서버냉각유닛 510: 냉각용 배관
520: 열교환기 530: 열교환용 해수배관
600: 데이터센터배터리유닛

Claims (6)

  1. 해양 또는 호수의 바닥면에 기립 배치되는 타워를 구비하는 해상풍력발전기;
    내부에 적어도 하나의 데이터서버를 구비하며, 상기 타워의 적어도 일부를 감싸는 형상인 링(RING) 형상의 데이터센터본체; 및
    상기 데이터센터본체에 결합되는 발라스트탱크를 구비하며, 유지 보수가 필요할 때에는 상기 발라스트탱크의 해수를 비워서 상기 데이터센터본체를 해수면 위로 올리고 냉각이 필요할 때는 상기 발라스트탱크에 해수를 채워서 해수면 아래로 상기 데이터센터본체를 내리는 발라스트탱크유닛을 포함하는, 링 형상의 데이터센터본체를 구비하는 해양 그린 데이터센터 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 데이터센터본체는 상기 타워의 둘레를 모두 감싸는 도넛 형상이며,
    상기 발라스트탱크는 상기 데이터센터본체의 중앙 영역에 마련되는 도넛 형상인, 해양 그린 데이터센터 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 발라스트탱크유닛은,
    상기 발라스트탱크에 연결되며, 해수가 유동가능한 발라스트배관; 및
    상기 발라스트배관에 연결되며, 상기 해수를 흡입하거나 배출하는 발라스트펌프를 포함하는, 링 형상의 데이터센터본체를 구비하는 해양 그린 데이터센터 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 데이터센터본체에 결합되어 상기 타워에 구름 접촉가능하도록 마련되어 상기 데이터센터본체의 상승 및 하강을 안내하거나 상기 데이터센터본체와 상기 타워 사이의 간격을 유지하는 적어도 하나의 롤러유닛을 더 포함하는, 링 형상의 데이터센터본체를 구비하는 해양 그린 데이터센터 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 해상풍력발전기에 의하여 발전된 전력으로 충전하고, 충전된 전력을 선택적으로 상기 데이터센터본체의 내부로 공급하는 데이터센터배터리유닛을 더 포함하는, 링 형상의 데이터센터본체를 구비하는 해양 그린 데이터센터 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    주위의 해수를 이용하여 상기 데이터서버를 냉각시키기 위한 데이터서버냉각유닛을 더 포함하며,
    상기 데이터서버냉각유닛은,
    상기 데이터서버에서 방출된 열을 흡수하는 냉각액이 유동하는 냉각용 배관;
    상기 냉각용 배관이 연결되며, 상기 냉각액과 상기 해수를 열교환시키는 열교환기; 및
    상기 열교환기에 연결되며, 상기 해수가 유동되는 열교환용 해수배관을 포함하는, 링 형상의 데이터센터본체를 구비하는 해양 그린 데이터센터 시스템.
KR1020220060569A 2022-05-18 2022-05-18 링 형상의 데이터센터본체를 구비하는 해양 그린 데이터센터 시스템 KR20230161046A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220060569A KR20230161046A (ko) 2022-05-18 2022-05-18 링 형상의 데이터센터본체를 구비하는 해양 그린 데이터센터 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220060569A KR20230161046A (ko) 2022-05-18 2022-05-18 링 형상의 데이터센터본체를 구비하는 해양 그린 데이터센터 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230161046A true KR20230161046A (ko) 2023-11-27

Family

ID=88968125

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220060569A KR20230161046A (ko) 2022-05-18 2022-05-18 링 형상의 데이터센터본체를 구비하는 해양 그린 데이터센터 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230161046A (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200065181A (ko) 2018-11-29 2020-06-09 한국해양과학기술원 해수 및 태양광을 이용한 클라우드 데이터센터 공조설비

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200065181A (ko) 2018-11-29 2020-06-09 한국해양과학기술원 해수 및 태양광을 이용한 클라우드 데이터센터 공조설비

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10285309B2 (en) Submerged datacenter
WO2019169742A1 (zh) 一种用于深海养殖的浮式防波提和风能集成系统
US9041235B1 (en) Hydrokinetic power generation system
US20150321739A1 (en) Marine subsurface data center vessel
CN111758638A (zh) 一种海上综合利用装置
CN102953940A (zh) 风力发电机
CN104036838A (zh) 移动平台式浮动核电站及换料方法
CN104960637A (zh) 一种用于浅水冰区海域的海上核电平台
CN108590967A (zh) 一种利用海洋能的综合发电平台
TWI677624B (zh) 離岸風力發電裝置以及離岸風力發電系統
JP2001059472A (ja) エネルギー生産装置
KR20230161046A (ko) 링 형상의 데이터센터본체를 구비하는 해양 그린 데이터센터 시스템
JP6721886B2 (ja) 浮体支持軸の軸構造および該浮体支持軸の軸構造を備えた水上発電装置
WO2017204437A1 (ko) 조류 발전기
KR20230161630A (ko) 해양 그린 데이터센터 시스템
CN111075658A (zh) 离岸风力发电装置以及离岸风力发电系统
KR20240060010A (ko) 해양 그린 데이터센터 시스템
KR20240060009A (ko) 해양 그린 데이터센터 시스템
CN114212199A (zh) 可移动半潜浮式海上超算中心
KR20230119782A (ko) 해상 풍력 발전기를 활용한 해양 그린 데이터센터 시스템
US20210199091A1 (en) Wind turbine electric generation, heat transfer and heat storage systems and methods
KR20230158948A (ko) 해양 그린 데이터센터 시스템
KR20240039684A (ko) 해양 그린 데이터센터 시스템
CN218751295U (zh) 一种用于海上风机的浮式平台
KR20240061972A (ko) 해양 설치형 데이터센터 시스템