將數據存進海底:全球首個商用海底數據中心如何建成?

發布日期:
2024-08-28

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在全球數字化浪潮的推動下,數據中心作為信息時代的基礎設施,其重要性日益凸顯。而隨著陸地資源的日益緊張和環境要求的提高,將數據中心建設的目光投向海底,成為一種創新的解決方案。在海南省陵水黎族自治縣的清水灣海域,全球首個商用海底數據中心已平穩運行近一年。這個天馬行空的想象變為現實,標志著互聯網和數據行業與海洋科技成功打通,形成全新交叉業態。

將數據存進海底

一、深入剖析數據中心由陸向海的原因

利用海洋自然冷源,降低能耗

陸地數據中心需消耗大量電能運轉空調制冷,還需淡水蒸發散熱。而海洋作為全球zui大自然冷源,將數據中心建在海底,可減少制冷能耗,在幾乎不消耗淡水資源的同時支持更高功率密度,穩定提供澎湃算力。以 100 個海底數據艙為例,相較于同等規模陸地傳統數據中心,每年能節省用電總量 1.22 億千瓦時、節省建設用地面積 6.8 萬平方米、節省淡水 10.5 萬噸。

海南陸地數據中心發展存在能源短缺、淡水資源和土地資源有限、高溫高濕氣候環境、臺風高發等問題,海底數據中心的獨特價值為其信息基礎設施可持續發展提供新方案。

滿足算力需求,支撐自貿港發展

海南自貿港封關運作后,將迎來大量離岸數據中心需求。海底數據中心能為數字經濟發展提供底層支撐,助力 “數據安全有序流動” 政策落地。

縮短數據傳輸距離,提升服務質量

將數據中心放在沿海水下,可縮短數據中心與用戶之間的距離,實現快速流暢的網絡服務。對時延要求高的產業如遠程手術、自動駕駛等,數據中心的位置至關重要。

二、確定合適海域的過程

項目團隊在海南環島海域進行了為期一年的全島篩選。陵水清水灣海域處于瓊東上升流范圍,海底水溫較低,滿足海底數據中心對低溫海水的建設需要。此外,陵水還是中國電信、中國移動國際海纜登陸站所在地,可利用現有的國際海纜輻射亞太信息高速公路,未來能承接更多跨境數據業務。

三、海底數據中心的組成及技術挑戰

組成部分

海底數據中心一般由岸站、海底分電站、數據艙模塊、水下基礎組成。

岸站通過光電復合電纜與海底數據中心連接,技術人員可在岸站總控室看到所有數據艙的內外環境和各項參數,還有數字孿生系統進行自動巡檢。

海底分電站如同多頭充電數據線,為數據艙模塊傳輸電力和數據。

數據艙是主要功能單元,進行數據計算和存儲,有兩種服務模式:提供海底機柜或直接提供算力服務。

技術挑戰及解決方案

密封性與耐腐蝕性

海底數據中心面臨的zui大技術挑戰之一是密封性。海水的腐蝕性和壓力對數據中心的密封性提出了極高的要求。項目團隊針對不同用途和法蘭結構采用不同密封形式,設計局部氣密試驗裝置代替整體氣密試壓,降低工程成本,節約工期。選擇安全可靠環保的防海生物附著防腐涂層,降低對海洋生態環境的影響。

浮力控制與下沉技術

海底數據中心的另一個技術難題是如何克服浮力,使數據艙穩定沉入海底。通過結構管內部充水、平衡載荷調配等方式,突破數據艙模塊水下安裝就位的技術難題,與基礎結構鎖定后可抵抗百年一遇臺風。

電力與網絡連接

海底數據中心需要通過光電復合電纜與陸地連接,以傳輸電力和數據。這要求電纜不僅要能承受海水的壓力和腐蝕,還要保證數據傳輸的高速和穩定。

全球首個商用海底數據中心

四、建設過程

設計與工程化

海底數據中心的設計和工程化階段需要解決結構設計、材料選擇、系統集成等一系列復雜問題。海蘭信與海油工程的合作,利用海油工程在海洋工程領域的豐富經驗,共同推進了海底數據中心的建設。

制造與測試

海底數據中心的制造過程包括數據艙模塊的建造、海底分電站的裝配以及相關設備的集成測試。所有組件在下水前都經過了嚴格的測試,以確保其在海底環境中的可靠性。

安裝與調試

海底數據中心的安裝過程涉及數據艙的下沉、定位和與海底基礎結構的鎖定。項目團隊采用了先進的水下作業技術,確保了安裝過程的精 確和安全。

運維與服務

海底數據中心的運維服務包括遠程監控、定期檢查和必要的水下維護。利用數字孿生技術和自動化系統,項目團隊能夠實時監控數據中心的運行狀態,及時響應可能出現的問題。

商用海底數據中心如何建成

五、發展規劃與未來展望

發展規劃

海底數據中心海南示范開發項目分三期進行。一期已竣工,二期將建設 30 個數據艙,三期計劃完成 100 個數據艙,為 “東數西算” 提供補充并向 “一帶一路” 國 家延伸,支撐海南數字經濟發展。

共建共用與立體用海

海底數據中心海域可與多種活動互相服務,體現生態與集約用海。以海上風電為例,可共建基礎設施、提供綠電,其塔樁可放置設備。項目為海域立體分層出讓,艙體熱影響有限,上層和水面海域可用于綜合立體用海開發項目。

未來推廣

全球首 個商用海底數據中心的成功建成,不僅標志著數據中心建設技術的一次重大突破,也為海洋經濟和數字經濟的融合發展提供了新的思路。隨著技術成熟,長三角、珠三角海域的數據中心也將逐步推廣,推動海洋新業態發展。??