Improving the Efficiency of Power Supply to Computing Complexes through the Use of Trigeneration Systems
DOI:
https://doi.org/10.24160/0013-5380-2026-4-73-80Keywords:
electrical networks, distributed generation, uninterrupted power supply, photovoltaic plant, energy efficiencyAbstract
The article deals with studying the effectiveness of using hybrid trigeneration systems based on renewable energy sources in the power supply systems of data centers and other computing complexes. The relevance of the research follows from a rapid growth of energy consumption by digital infrastructure facilities and increasingly more stringent requirements for continuity of their operation. A power supply structure is proposed, which combines a conventional connection to the grid (used as a backup source), a photovoltaic station for generating electricity, vacuum solar collectors for producing heat, and a lithium bromide absorption refrigerating machine, which converts excess low-grade heat into cold for server room air conditioning systems. A mathematical model has been developed, which describes the operation of all system components and makes it possible to carry out a deterministic analysis of energy balances depending on the time of day and season. A feasibility study has also been performed, which confirms the project’s investment attractiveness: the system payback period is 4.3 years with an internal rate of return of 18.5%, and the prime cost of the overall energy produced is lower than the current retail tariffs. An additional advantage is that the system helps reduce the facility’s carbon footprint by replacing the consumed organic fuel with renewable sources.
References
1. Тыбинь А. Как меняется потребность ЦОДов в электроэнергии с развитием ИИ. – Коммерсантъ, 2025, № 172, 19 сентября [Электрон. ресурс], URL: https://www.kommersant.ru/doc/8043060 (дата обращения 26.01.2026).
2. Филин С.А. Электроснабжение ЦОД: организация и стандарты [Электрон. ресурс], URL: https://pubdoc.ru/doc/202542/organizaciya-e-lektrosnabzheniya-centrov-obrabotki-dannyh (дата обращения 26.01.2026).
3. Какушина Е.Г, Шайтор Н.М., Якимович Б.А. Комплексный анализ региональных энергосистем с применением систем тригенерации и возобновляемых источников энергии. – Актуальные проблемы электроэнергетики: сб. научно-технических статей, 2025, с. 271–282.
4. Юлдашев З.Ш., Касобов Л.С., Балаев М.А. Комплексное получение тепловой и электрической энергии. – Политехнический вестник. Серия: Инженерные исследования, 2023, № 1 (61), с. 14–18.
5. Ильичев В.Ю., Кусачева С.А., Лыков И.Н. Исследование характеристик фотоэлектрических солнечных панелей. – Экология урбанизированных территорий, 2022, № 2, с. 34–39.
6. Бекиров Э.А., Велиляев С.М. Определение эффективности работы солнечного коллектора. – Агротехника и энергообеспечение, 2021, № 4 (33), с. 8–15.
7. Галузин Т.А., Джамалов Н.К. Обзор методов определения ёмкости и уровня заряда аккумуляторов. – Проблемы науки, 2020, № 4 (52). с. 21–24.
8. Кадочникова А.С., Чигирев А.В. Расчёт абсорбционной холодильной машины. – XIV Всероссийская научно-практическая конф. молодых ученых «Россия молодая», 2022, с. 21208.1–21208.3.
9. Соснина Е.Н. и др. Повышение эффективности децентрализованных систем электроснабжения. – Труды НГТУ им. Р. Е. Алексеева, 2018, № 3 (122), с. 81–91.
10. Юсупов Р.Д. и др. Применение солнечной энергии для нужд горячего водоснабжения в городе Казань. – Вестник Казанского государственного энергетического университета, 2022, т. 14. № 2 (54), с. 48–58.
11. Якимович Б.А., Малюк Е.Г., Какушина Е.Г. Перспективы развития распределённой энергетики в условиях полуострова Крым. – Энергетические установки и технологии, 2023, т. 9, № 1, с. 91–98.
12. Какушина Е.Г., Якимович Б.А., Шайтор Н.М. Системы тригенерации южных регионов России с использованием возобновляемых источников энергии. – Электроника, фотоника и киберфизические системы, 2025, т. 5, № S3, с. 66–82.
13. Какушина Е.Г. Инновационные методы генерирования и преобразования энергии. – Энергетические установки и технологии, 2023, т. 9, № 3, с. 54–57.
14. Аширова Р. Энергетика и экономика: современные вызовы и перспективы развития. – Инновационная наука, 2025, т. 1, № 9-2, с. 22–24.
15. Ефремова С.А., Зацепина А.Н. Внедрение тригенерационных установок как способ повышения эффективности энергосистем. – Молодой учёный, 2021, № 20 (362), с. 80–83.
16. Маларев В.И., Богданов И.А., Турышева А.В. Система тригенерации как средство повышения эффективности бинарных комплексов для производства электрической и тепловой энергии. – Промышленная энергетика, 2020, № 3, с. 21–27.
17. Пехова Е.А., Сухарева Е.В. Концепция развития электроэнергетики России на основе теории энергетических укладов. – Вопросы экономики и права, 2024, № 3 (189), с. 72–76.
#
1. Tybin’ A. Kak menyaetsya potrebnost’ TsODov v elektroenergii s razvitiem II (How Data Centers' Demand for Electricity Is Changing with the Development of AI) [Electron. resource], URL: https://www.kommersant.ru/doc/8043060 (Accessed on 26.01.2026).
2. Filin S.A. Elektrosnabzhenie TsOD: organizatsiya i standarty (Data Center Power Supply: Organization and Standards) [Electron. resource], URL: https://pubdoc.ru/doc/202542/organizaciya-elektro-snabzheniya-centrov-obrabotki-dannyh (Accessed on 26.01.2026).
3. Kakushina E.G, Shaytor N.M., Yakimovich B.A. Aktual’nye problemy elektroenergetiki: sb. nauchno-tekhnicheskih statey – in Russ. (Actual Problems of the Electric Power Industry: Collection of Scientific and Technical Articles), 2025, pp. 271–282.
4. Yuldashev Z.Sh., Kasobov L.S., Balaev M.A. Politekhnicheskiy vestnik. Seriya: Inzhenernye issledovaniya – in Russ. (Polytechnic Bulletin. Series: Engineering Research), 2023, No. 1 (61), pp. 14–18.
5. Il’ichev V.Yu., Kusacheva S.A., Lykov I.N. Ekologiya urbanizirovannyh territoriy – in Russ. (Ecology of Urbanized Territories), 2022, No. 2, pp. 34–39.
6. Bekirov E.A., Velilyaev S.M. Agrotekhnika i energoobespechenie – in Russ. (Agricultural Machinery and Energy Supply), 2021, No. 4 (33), pp. 8–15.
7. Galuzin T.A., Dzhamalov N.K. Problemy nauki – in Russ. (Problems of Science), 2020, No. 4 (52). p. 21–24.
8. Kadochnikova A.S., Chigirev A.V. XIV Vserossiyskaya nauch-no-prakticheskaya konf. molodyh uchenyh «Rossiya molodaya» – in Russ. (XIV All-Russian Scientific and Practical Conf. of Young Scientists "Young Russia"), 2022, pp. 21208.1–21208.3.
9. Sosnina E.N. et al. Trudy NGTU im. R. E. Alekseeva – in Russ. (Proceedings of the NSTU n.a. R. E. Alekseev), 2018, No. 3 (122), pp. 81–91.
10. Yusupov R.D. et al. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo energeticheskogo universiteta – in Russ. (Bulletin of Kazan State Power Engineering University), 2022, vol. 14. No. 2 (54), pp. 48–58.
11. Yakimovich B.A., Malyuk E.G., Kakushina E.G. Energeticheskie ustanovki i tekhnologii – in Russ. (Energy Installations and Technologies), 2023, vol. 9, No. 1, pp. 91–98.
12. Kakushina E.G., Yakimovich B.A., Shaytor N.M. Elektronika, fotonika i kiberfizicheskie sistemy – in Russ. (Electronics, Photonics, and Cyberphysical Systems), 2025, vol. 5, No. S3, pp. 66–82.
13. Kakushina E.G. Energeticheskie ustanovki i tekhnologii – in Russ. (Energy installations and Technologies), 2023, vol. 9, No. 3, pp. 54–57.
14. Ashirova R. Innovatsionnaya nauka – in Russ. (Innovative Science), 2025, vol. 1, No. 9-2, pp. 22–24.
15. Efremova S.A., Zatsepina A.N. Molodoy uchyonyy – in Russ. (Young Scientist), 2021, No. 20 (362), pp. 80–83.
16. Malarev V.I., Bogdanov I.A., Turysheva A.V. Promyshlennaya energetika – in Russ. (Industrial Energy), 2020, No. 3, pp. 21–27.
17. Pekhova E.A., Suhareva E.V. Voprosy ekonomiki i prava – in Russ. (Economic and Legal Issues), 2024, No. 3 (189), pp. 72–76
