Er datacentre bæredygtige?
Hvordan påvirker datacentre landes strømforbrug og udledning gennem regneark
⏱️ 2 lektioner
🪜 7.-9. klasse
📚 Fysik/kemi, Geografi, Teknologiforståelse
I denne aktivitet skal I være klima-detektiver og undersøge, om der er en sammenhæng mellem tech-industriens strømforbrug, spildvarme og landenes CO₂–udledning.
Opmærksomhed
- Skoldning og forbrænding: Vandet kan blive meget varmt (>70 C), og varmelegemet/dyppekogeren forbliver glødende varm i stykke tid efter, at der slukkes for strømmen.
- Elektrisk stød (Kortslutning): Kombinationen af strøm og vand udgør en alvorlig fare for elektrisk stød, hvis ledninger eller stik bliver våde – de må ikke rører vandet!
- Mekanisk skade: Hvis der anvendes bægerglas af glas, er der risiko for glasskår ved stød eller fald.
Forholdsregler
- Hold vand og strøm adskilt: Strømforsyningen skal placeres hævet eller i sikker afstand fra vandbeholderen. Tør altid hænderne grundigt, før du rører ved elektriske knapper eller stik.
- Sikker placering af varmelegeme: Varmelegemet/dyppekogeren skal altid være helt nedsænket i vand, før du tænder for strømmen. Tænd aldrig for varmelegemet i fri luft!
- Sluk før du rører: Sluk altid for strømforsyningen på kontakten og træk stikket ud, før du tager varmelegemet op af vandet.
- Afkøling af apparat: Læg altid det varme varmelegeme på en varmebestandig plade (f.eks. en keramikplade/trefod med net) efter brug – aldrig direkte på bordpladen eller plast.
- Sikkerhedsbriller: Bær altid sikkerhedsbriller under hele forsøget for at beskytte øjnene mod stænk af varmt vand.
Førstehjælp
- Skoldning / Forbrænding på huden:
- Skyl straks det forbrændte område med svalende, rindende vand (ca. 20 C).
- Fortsæt skylningen i mindst 20 minutter eller indtil smerten aftager.
- Informer straks læreren.
- Elektrisk stød:
- Afbryd straks strømmen på hovedafbryderen eller træk stikket ud, før du rører ved den person, der har fået stød.
- Tilkald læreren med det samme.
- Skæreskår fra knust glas: Skyl såret rent for eventuelle glasskår under vandhanen og læg en trykforbinding/plaster på.
Oprydning
- Afkøling: Lad alt udstyr og vand afkøle i minimum 5-10 minutter, før I begynder at rydde op.
- Håndtering af vand: Hæld det afkølede vand ud i vasken. Pas på ikke at spilde vand i nærheden af el-stik eller strømforsyninger.
- Aftørring: Tør bordet grundigt af med en klud, hvis der er spildt vand.
- Opbevaring:
- Rul ledninger pænt op uden at knække dem.
- Læg termometre tilbage i deres beskyttelsesrør.
- Sæt strømforsyninger og varmelegemer på plads i skabene, når de er helt kolde.
I dette forsøg undersøger vi, hvor meget energi der reelt går til opvarmning (spildvarme), og hvor meget energi der mistes til omgivelserne. Vi bruger en elektrisk opvarmning af vand som model for et datacenters varmeudvikling.
Før undersøgelsen
- Læs artiklen: https://www.dr.dk/nyheder/indland/datacentre-mangler-udnytte-overskud-af-varme
- Hvis I ikke har et låg til kalorimeteret, kan I klippe et af pap svarende til kalorimeterets diameter.
- Hvis I bruger modstandstråd, skal den være ca. 35 cm lang. Form tråden som en spiral eller et “U” nede i vandet (vikl den evt. løst om en blyant og træk den ud), så den fylder mest muligt i vandet uden at røre ved sig selv (se opstilling nedenunder):
- Klip et stykke tråd på ca. 35 cm.
- Form de midterste 25 cm som en spiral, der skal sænkes helt ned i vandet.
- Lad 5 cm stikke op i hver side gennem hullerne i paplåget.
- Klem krokodillenæbene fast på de stikkende ender oven på låget.
Start undersøgelse
- Hæld en præcis mængde koldt vand op i kalorimeteret (f.eks. m = 0,200 kg).
- Noter starttemperaturen (Tstart).
- Tænd for varmelegemet og start stopuret samtidig.
- Mål spændingen (U i Volt) og strømstyrken (I i Ampere) undervejs.
- Noter vandets temperatur (T) for hvert 30. sekund i 5 minutter.
- Udfyld/lav regnearket under opsamling
I stedet for blot at vælge tilfældige lande, skal I nu agere it-arkitekter og finde 4 specifikke datacentre rundt omkring i verden, hvor store tech-giganter (som Google, Microsoft, Meta eller Amazon) har placeret deres servere:
Datacenter kort
- Åbn kortet Datacenters Map.
- Brug søgefunktionen eller klik jer rundt på verdenskortet for at finde ét specifikt datacenter i hvert af de følgende fire områder:
- Danmark (f.eks. et datacenter i Odense eller Fredericia).
- Irland / Dublin (Irland er et kæmpe knudepunkt for europæiske datacentre).
- Tyskland / Frankfurt (Frankfurt huser et af de største netværksknudepunkter i verden).
- USA (f.eks. i staten Virginia eller Oregon, hvor Amazon og Google har gigantiske områder).
- Klik på de specifikke datacentre på kortet, og undersøg, hvem der ejer dem (hvis det står der), eller skriv navnet på datacentret og den præcise by/region ned.
Energi kort
- Åbn nu Electricity Maps.
- Find de præcise regioner/lande på live-kortet, som svarer til placeringen af de fire datacentre, I lige har fundet, og notér følgende data i jeres kladde:
- CO₂-intensitet: Hvor mange gram CO₂ udledes der pr. kiloWatt-time strøm (målt i g CO₂ eq/kWh)?
- Energimiks: Hvor stor en procentdel af strømmen kommer lige nu fra henholdsvis fossile kilder (kul, gas, olie) og vedvarende kilder (vind, sol, vandkraft)?
A. Konstante værdier (Opret øverst i arket)
Opret et lille skema i toppen af regnearket med de faste konstanter:
| Cellereference | Tekst i Excel | Værdi / Formel | Enhed |
B2 | Vandets masse (m) | 0,200 | kg |
B3 | Varmekapacitet (c) | 4184 | J/(kg*C) |
B4 | Spænding (U) | 12,0 | V |
B5 | Strømstyrke (I) | 3,5 | A |
B6 | Elektrisk effekt (P) | =B4*B5 | W (Watt) |
OBS: Excel-formlen =B4*B5 genbruger formlen for elektrisk effekt P=U*I
B. Måleskema & Formler (Hovedtabellen)
Lav følgende kolonner i Excel fra række 9 og nedad:
| Kolonne | Overskrift | Hvad indtastes / Excel-formel | Forklaring / Fysisk formel |
| A | Tid (t) [sek] | 0, 30, 60, 90 … | Tid i sekunder. |
| B | Temperatur (T) [C] | Elevernes egne målinger | Målt temperatur fra laboratoriet. |
| C | Tilført Energi (Eel) [J] | =A10*$B$6 | Eel = P*t (Brug $ ved B6, så den låser effekten). |
| D | Modtaget Varme (Q) [J] | =$B$2*$B$3*(B10-$B$10) | Q = m*c*(Tt – Tstart) (Tager forskellen fra starttemperaturen i B10). |
| E | Nyttevirkning (n) [%] | =(D10/C10)*100 | n = Q/Eel * 100% |
OBS: Når række 10 er udfyldt, trækker I blot i det lille grønne hjørne af markeringen hele vejen ned for at kopiere formlerne til alle målinger.
3. Sådan laver eleverne Grafen i Excel
For at visualisere temperaturudviklingen og sammenspillet mellem tilført og optaget energi, skal eleverne lave en graf:
- Marker data: Marker kolonne A (Tid) og kolonne B (Temperatur).
- Indsæt diagram: Gå til fanen Indsæt -> Vælg Punktdiagram (X, Y) -> Vælg Punktdiagram med bløde strøg og markører.
- Tilføj aksetitler:
- Klik på
+knappen ved diagrammet (eller Tilføj diagramelement). - Vandret akse (X-akse):
Tid (sekunder) - Lodret akse (Y-akse):
Temperatur (°C)
- Klik på
- Tilføj ekstra dataserie (Energitab over tid):
- I kan lave en ny graf med Tid (X-akse) mod Nyttevirkning i % (Y-akse).
- Her vil de se, at nyttevirkningen falder stødt over tid, i takt med at vandet bliver varmere og afgiver mere og mere spildvarme til luften.
Nu skal I bruge jeres data til at beregne det reelle klimaaftryk for et mellemstort datacenter. Vi antager, at datacentret bruger 50.000 kWh strøm i timen for at holde serverne i gang og køle dem ned (I kan også vælge et datacenter fra dette kort, selvom ikke alle datacentre viser deres strømforbrug offentligt).
- Åbn et tomt regneark.
- Opret en tabel med følgende fem kolonner:
LandCO2-intensitet (g/kWh)Strømforbrug pr. time (kWh)Formel: CO2 i gramResultat: CO2-udledning pr. time (kg)
- Sæt strømforbruget til 50.000 for alle fire lande.
- Brug en formel i regnearket til at beregne, hvor mange kilo CO2 datacentret udleder i timen i de forskellige lande. (Husk, at du skal dividere med 1.000 for at lave gram om til kilo!): CO2-udledning (kg) = (CO2-intensitet x Strømforbrug) / 1000
- Markér jeres data og indsæt et søjlediagram (X-Y-graf), der visuelt sammenligner datacentrets CO2-aftryk på tværs af de fire lande.
- Nyttevirkning: Hvad sker der med nyttevirkningen, når temperaturforskellen til rummet stiger og hvorfor er nyttevirkningen ikke 100%?
- Datacentre: Når en mikrochip i et datacenter bliver 70 C varm, afgiver den enormt meget varme til rummet. Hvorfor er datacentrene nød til at bruge gigantiske blæsere og køleanlæg (som bruger ekstra strøm), når vi lige har set, at varmen “forsvinder af sig selv”?
- Spildvarme: Er et datacenter mere “bæredygtigt”, hvis det placeres i Danmark (hvor spildvarmen kan genbruges i fjernvarmen), end hvis det ligger i en ørken i USA, hvor varmen bare blæses ud til ingen nytte? Læs evt. artiklen “Datacentre mangler at udnytte overskud af varme“
- CO2-aftryk: Hvorfor er der så stor forskel på datacentrets CO2-aftryk, når det bruger nøjagtig den samme mængde strøm i alle lande?
- Energimiks: Prøv at holde øje med Electricity Maps over et par dage. Ændrer landenes CO₂-intensitet sig? Hvilken rolle spiller vejret (sol og vind) for internettets klimabelastning?
- Det naturfaglige perspektiv: Hvordan bidrager tech-giganternes datalagring helt konkret til kulstofkredsløbet, når de placerer datacentre i lande med højt kulforbrug?
- Teknologiforståelse (Infrastruktur): Hvorfor vælger firmaer som Google eller Meta overhovedet at placere store datacentre i lande som Danmark?
- Etisk it-forbrug: Hvis jeres “AI-historie” eller billedgenerering kræver store beregninger, har det så betydning for klimaet, om du gør det en nat, hvor det stormer (høj vindenergi), eller en vindstille aften i tørke?
Når du gemmer et billede på Snapchat, streamer en video på YouTube eller chatter med en kunstig intelligens, føles det helt vægtløst. Men dine data svæver ikke rundt i en usynlig sky; de bor i enorme, fysiske datacentre fyldt med servere, der sveder og bruger strøm døgnet rundt. Men hvor grøn er internettets strøm egentlig? Det afhænger 100% af, hvilket land datacentret er placeret i, og hvordan landet producerer sin strøm lige nu og hvordan det håndtere overskudsvarmen.
