수중 데이터센터 최적 방열구조 기술

Abstract

최근 메타버스, 클라우드 서비스의 급성장으로 데이터센터의 수요는 폭발적으로 증가하고 있으며, 국내 데이터센터 건설 시장 규모는 2021년 약 5조원에서 연평균 6.7%씩 성장해 2027년 약 8조원에 이를 전망이며, 세계적으로 2024년까지 연평균 34.6% 성장할 것으로 예측되고 있다. 하지만 데이터센터는 막대한 전력을 소비하며, 데이터센터 소요 전력의 50%는 냉각에 사용되고 있다. 현재 전 세계 ICT 사용 전력의 20%를 데이터센터에서 사용하고 있으며,IDC에 따르면 전 세계 데이터센터의 이산화탄소 배출량은 2002년 7,600만t에서 2020년 2억5,900만t으로 빠르게 증가하였다. 또한, 프랑스 환경에너지관리청(ADEME)에 따르면 2030년 데이터센터는 전 세계 전력 소모의 13%를 차지할 전망이다. 수중데이터 센터는 냉각에 전력이 소모되지 않아, 데이터센터의 전력 소모를 50% 절감 가능하며, 기존의 데이터센터를 수중데이터센터로 전환할 경우 2030년 전 세계 전력의 6.5%를 절감할 수 있으며, 이는 탄소배출량 수억 톤의 절감 효과를 가져올 것으로 예측된다. 이에 Google의 해상 데이터센터(2013)를 넘어 Microsoft에서는 스코틀랜드에 수중 데이터센터를 설치하여 운용하는 연구를 시작하였다. 하지만 MS社의 수중 데이터센터는 단순한 원통형 구조 내에 서버가 설치되어 해수를 이용한 냉각 효과를 최대로 발휘하지 못하는 구조이다. 본 연구에서는 해저에 설치되는 수중 데이터센터의 최적 방열 구조를 위해 표면적이 증대된 수중 데이터센터와 해수의 흐름을 이용하여 무동력으로 내부 냉각이 가능한 덕트를 갖는 수중 데이터센터 구조를 소개하고자 한다.