Свободную энергию ЦОДам!

25 июля 2016 г. | Категория: Мир

Несмотря на продолжающиеся дискуссии о возобновляемых, натуральных и всячески не вредящих природе источниках энергии для дата-центров, главным остается одно – надежность. Без надежного источника энергии не будет надежного дата-центра – это просто как дважды два. Некоторые ЦОДы генерируют энергию для собственного пользования, иногда продавая ее для местных электросетей, но большинство все равно полагаются на городские ресурсы. Однако стоит отметить технологии более мелкого масштаба, но оказывающие прямое влияние на подачу питания в ЦОДе: топливные элементы, микротурбины и маховик.

Энергия из космоса

Технология топливных элементов не нова: первые рабочие прототипы появились в 1838 году. Понадобилось 125 лет для того, чтобы эта технология получила широкое распространение: топливные элементы начали использовать в рамках космической программы США для питания всей техники от спутников до пилотируемых кораблей.

Довольно продолжительное время внимание отрасли ЦОДов было обращено на компанию Bloom Energy, наиболее известного поставщика топливных элементов. Им удалось во всех своих проектах сохранить концепцию подобного метода потребления энергии, несмотря на то что она зачастую дороже получаемой из коммунальных сетей. Эту идею Bloom Energy удалось воплотить как в штаб-квартире Google в Калифорнии и в 50 мегаваттном дата-центре Apple в Северной Каролине, так и в ЦОДе для eBay в пустыне.

Топливные элементы являются одновременно и натуральным, и возобновляемым и не вредящим природе источником энергии (они могут «сжигать» биогаз). Они вырабатывают электроэнергию в результате химической реакции положительно заряженных ионов водорода с окислителем (обычно используют кислород). И в связи с этим, крупные экономики продолжат снижать цену на электроэнергию, получаемую данным способом. Однако на данный момент единственное, что может подтолкнуть операторов дата-центров к использованию топливных элементов в качестве источника питания, это эксперименты Microsoft с установкой подобных элементов в стойках.

Согласно концепту, топливный элемент инсталлируется в стойку, который предоставляет преобразованную выпрямителем энергию ЦОДа ИТ-компонентам стойки. Без каких-либо затрат на трансформацию энергии или транспортировку за счет этого стоимость электропитания существенно падает. Однако сама установка этой технологии очень дорога, что является препятствием к согласованию проекта.

Но как топливные элементы уживутся с высокими технологиями и Интернетом вещей (Internet of Things, IoT)? IoT стремится объединить все, до чего может дотянуться, а это требует наличия большого количества небольших серверов в мелких городах. МикроЦОДы, рассчитанные на одну-две стойки, могут понадобиться в сотне, если не тысяче площадок. Самодостаточная конструкция топливных элементов, которую можно легко подключить к местному терминалу сжиженного природного газа, может значительно упростить размещение подобных микродата-центров.

Сила турбины

В связи с тем, что генерирование собственной энергии для ЦОДа оказывается менее затратным, операторы дата-центров последние несколько лет наблюдают за развитием технологии получения электроэнергии с помощью микротурбин, хотя она еще не настолько распространена. Такие факторы, как «ЦОДы на краю сети» (edge data centers) и микросети позволяют микротурбинам стать практичными для операторов дата-центров, несмотря на сравнительно низкий уровень энергоснабжения.

Хитрость, конечно, заключается в том, чтобы системы работали параллельно, и каждая из систем получала бы около 30 МВт. Двумя основными преимуществами микротурбин, кроме возможности генерирования энергии непосредственно на площадке, являются их масштабируемость и возможность работать фактически на любом топливе: от отработанного газа до дизельного топлива.

Микротурбины производства Capstone Turbine Corporation и Ingersoll Rand Energy Systems практически не требуют эксплуатационных расходов, обладают системой комплексного дистанционного мониторинга и разработаны для того, чтобы стать простым дополнением к проекту, а не нагромождением систем.

Масса и импульс

Маховики – не устройство для выработки энергии, но инструмент для ее хранения, спроектированный для замены или дополнения ИБП и решений для резервирования источников питания. Они являются альтернативным источником энергии для ЦОДа. Как и резервные батареи, маховики сохраняют энергию, но занимают гораздо меньше места, зачастую более эффективны и позволяют избежать экологических проблем при производстве.

До сравнительно недавнего времени использование маховиков было прерогативой таких небольших компаний, как ActivePower и Powerthru. Но на сегодняшний день всем доступен полный спектр оборудования на базе маховика, начиная от ведущего производителя резервных источников питания CAT, чьи огромные ДГУ являются основным инструментом резервирования источников питания в отрасли ЦОД.

Разные вендоры предлагают различные варианты использования энергии маховика: от гибридных установок, сочетающих в себе и аккумулятор, и маховиковую технологию, до крупных систем, работающих исключительно на маховике и предоставляющих больше 1 кВт непрерывного питания. Как и другие технологии, описанные в этой статье, маховик отвечает всем параметрам «зеленых» дата-центров.

Альтернативные технологии генерирования энергии пока борются за свое место под солнцем на рынке ЦОДов, так как дата-центрам требуется огромное количество электроэнергии, которую пока что они получают по не самой высокой цене от коммунальных предприятий в связи с масштабами площадок.

Однако при строительстве или расширении специализированных центров обработки данных эти технологии могут стать более выгодным решением.

Теги: Мир, Источники энергии