В двух словах, оба стандарта построены вокруг очень простой концепции: “Скажи, что ты собираешься делать, делай то что говоришь, а потом продолжай совершенствоваться.

Например: Google для снижения негативного воздействия ДГУ установленных в своих цод сделал две вещи:

1. Минимизировали время работы ДГУ и необходимость их использования.
2. Провел работы с производителем ДГУ по увеличению срока замены масла. На данный момент он увеличен на 67%

И еще один пример: каждый сервер, размещенный в дата-центре Google оборудован собственной батареей, позволяющей продолжить работу при отключении центрального электропитания. Для обеспечения безопасности окружающей среды и сотрудников компании, Google разработал систему по экологической утилизации упаковки, комплектующих и батарей серверов.

По словам Джо – это всего несколько мер из общего, комплексного подхода, которому следует команда Google изо дня в день. “Мы делаем это потому, что мы хотим быть золотым стандартом в области экологии и энергоэффективности потому, что мы заботимся о месте, где мы живем и работаем. Это еще одна причина, по которой вы можете быть уверены при использовании наши сервисов, что вы сделали экологически ответственный выбор”.

Так же Google планирует проведение аналогичной сертификации в своих европейских ЦОД.

«Мы очень рады очередному международному признанию. Текущие темпы развития ИТ-индустрии заставляют нас постоянно искать все более инновационные способы работы. Энергоэффективный центр обработки данных Tieto является прекрасным примером подобных разработок. На самом деле, среди оцениваемых компаний мы единственные применяем повторное использование энергии, причем это даже не учитывается при расчете показателя PUE», – говорит Мика Вихервуори, вице-президент, Tieto Data Centre Services.

Журнал Wired отмечает, что в 2011 году центры обработки данных стали по-настоящему экологичными. Растущая потребность в вычислительных ресурсах остро ставит вопрос об экономии электроэнергии. Это заставляет компании внедрять инновационные и энергоэффективные способы организации центров обработки данных.

«Наше присутствие в списке Wired не является случайным. Мы проводим многочисленные долгосрочные инвестиции в экологическую эффективность, и теперь это приносит свои плоды. Вместе с тем, мы максимально удовлетворяем высоким экологическим стандартам, предъявляемым нашими клиентами и партнерами», – говорит Сеппо Мяенпаа, менеджер, Tieto Data Centres & Storage.

«Подобные признания доказывают, что разработки Tieto в области организации центров обработки данных являются наиболее передовыми в отрасли. Мы воодушевлены столь высокой оценкой и намерены продолжать инвестировать в подобные проекты», – говорит г-н Вихервуори.

Центр обработки данных в Эспоо охлаждается за счет циркуляции холодной воды, которая затем используется для генерации тепла, поступающего, в свою очередь, в районную тепловую сеть для отопления близлежащих зданий. Генерируемое в результате тепло способно обогревать до 1 500 зданий ежегодно, что приводит к снижению количества выбросов двуокиси углерода в атмосферу города Эспоо на 10 000 тонн в год.

За дополнительной информацией обращайтесь:

Игорь Яртым, Руководитель департамента ИТ-аутсорсинга, Tieto Россия
+7 921 9897216, igor.iartym@tieto.com

Tieto – одна из ведущих ИТ-компаний Северной Европы, предоставляющая услуги в области консалтинга, управления и разработки ИТ-продуктов. Наши решения и услуги, дополняемые мощной технологической базой, создают ощутимые выгоды для бизнеса заказчиков. Будучи надежным партнером, мы поддерживаем тесное взаимодействие с заказчиками, обладая полным представлением относительно индивидуальных требований каждого. Наша компания, в штате которой более 18 000 специалистов самого высокого уровня, стремится к завоеванию позиций одного из ведущих провайдеров ИТ-услуг и предоставлению наиболее качественного обслуживания в сфере информационных технологий.

www.tieto.ru

The Green Grid (TGG), ведущий голос ИТ-отрасли по продвижению эффективного использования ресурсов в центрах обработки данных и вычислительных экосистемах бизнеса, а также Open Data Center Alliance (ODCA), крупнейший консорциум по предоставлению конечным пользователям облачных услуг, провозгласили о начале стратегического сотрудничества на Cloud Computing Expo 2011 West. Совместно TGG и ODCA будут использовать коэффициенты эффективности, включая эффективность использования углерода (CUE), чтобы не иметь разногласий с требованиями использования облачной модели ODCA для доставки ресурсосберегающих оценок отраслевых решений. Первые успехи совместной работы ожидаются в первой половине 2012.

Первоначально основное внимание в сотрудничестве будет уделено стандартному устройству для измерения выбросов углекислого газа как на существующих, так и на новых моделях использования ODCA и метрических системах TGG. Цель сотрудничества TGG и ODCA – ускорить разработку стандартов, связанных с энергетической эффективностью дата-центров.

Группа объединяет усилия «ведущего голоса клиента» в сфере предоставления облачных систем вычисления и глобального авторитета в сфере эффективного использования ресурсов ЦОД и вычислительных экосистем бизнеса. Open Data Center Alliance – группа более чем из 300 компаний, затраты которых составляют более $ 100 миллиардов – недавно опубликовала первые требования, ориентированные на клиентов в облачной сфере с описанием первоначально используемой модели. Консорциум The Green Grid, начавший свою работу в 2007 году, является глобальным консорциумом, сосредоточенным на продвижении эффективности использования ресурсов в вычислительном бизнесе за счет разработки значимых и ориентированных на пользователя систем, создаваемых с целью помочь ИТ-сфере более эффективно управлять
ресурсами.

“Миссией The Green Grid является повышение эффективности использования ресурсов в вычислительном бизнесе, включая влияние использования углерода как результат облачных вычислений “, утверждает Тим Моэн, представитель AMD и член The Green Grid. “Усилия The Green Grid и ODCA принесут столь необходимые метрики эффективности и ресурсы для предприятий, которые используют облачные услуги. Мы рады видеть результаты этого сотрудничества и ту экономию энергии, которая будет достигнута”.

“Наше стратегическое сотрудничество с The Green Grid поможет нам получить ценную информацию о стандартных измерениях выбросов углерода, что позволит нам контролировать и уменьшить экологическое воздействие от операций, происходящих в центрах обработки данных “, утверждает Марио Мюллер, вице-президент ИТ-сферы BMW. “Совместно ODCA и The Green Grid будут продвигать инициативы, которые не только управляют энергоэффективностью, но и приводят к сокращению общей стоимости.

Сотрудничество достигнет высшей точки, когда объемы облачных вычислений утроятся.
Обе организации ожидают, что сотрудничество обретёт новый смысл и ресурсы от каждой
организации, а также улучшит существующие.

Более подробная информация о сотрудничестве на сайте: www.opendatacenteralliance.org или www.thegreengrid.org/.

О The Green Grid:
The Green Grid является глобальным консорциумом компаний, государственных и учебных заведений, работающим над продвижением эффективности использования ресурсов в ЦОД и экосистемах бизнес-вычислений.
The Green Grid не поддерживает какого-либо конкретного производителя или решения, а стремится обеспечить наилучшие практические общеотраслевые рекомендации и системы, которые позволят повысить общую эффективность ресурсов дата-центра. Общество открыто для организаций таких членских уровней как Contributor, General или Associate , заинтересованных в эффективности работы ЦОД.
Подробная информация на: www.thegreengrid.org или на Twitter: http://twitter.com/TheGreenGrid.
О OpenDataCenterAlliance:
Open Data Center Alliance℠ является независимым ИТ-консорциумом, в состав которого входят мировые ИТ-лидеры, объединившиеся для того, чтобы обеспечить единый взгляд клиента на долгосрочные потребности ЦОД. Альянс возглавляет двенадцать членов Совета директоров, который включает ИТ- лидеров таких как: BMW, Capgemini, China Life, China Unicom, Deutsche Bank, JPMorgan Chase, Lockheed Martin, Marriott International, Inc., National Australia Bank, Terremark, Disney Technology Solutions and Services и UBS. Компания Intel выступает в качестве технического советника Альянса.

В поддержку своей миссии Альянс представил первый перечень требований заказчика к облачным услугам, которые документированы в восьмой пользовательской модели Open Data Center, где определены приоритетные требования для решения наиболее острых проблем, стоящих перед облачной адаптацией. Более подробно – на сайте www.opendatacenteralliance.org.

Доклад  Google также отражает более масштабную задачу –  как переосмыслить столь высокое энергопотребление, акцентировав внимание на усилиях компании быть эффективной и устойчивой. Для решения этой задачи компания  Google запустила  веб-сайт, который  сравнивает количество энергии, используемой службами Google с количеством энергии, потребляемой для различных повседневных целей.

Эквивалент лампочки

“Мы упорно трудились, чтобы уменьшить количество энергии, используемой для предоставления наших услуг”, сообщил  Урс  Хольцль, старший вице-президент по технической инфраструктуре  Google, в блоке Google.  “Фактически, на то, чтобы предоставлять Вам услуги Google в течение месяца – не только поиск, но Google +, Gmail, YouTube и все остальное, что мы можем предложить – нашим серверам необходимо затратить  меньше энергии в пересчете на одного пользователя, чем расходуется на освещение за три часа. И, поскольку мы являемся углеродно-нейтральной  компанией с 2007 года, даже небольшое количество энергии полностью компенсируется, и выхлопы углекислого газа в атмосферу со стороны Google равны нулю”.

Откровения  Google об энергии являются одним из наиболее заметных усилий сделанных для того, чтобы рассказать об эффективности ЦОДостроения.  Рост интернет-экономики является поводом для быстрой переориентации предпринимателей от складов и автомобильных дорог в область ЦОД. Поскольку эти объекты становятся  центром  экономики, они также расходуют большее количество электроэнергии. В то время как интернет-доставка делает многие  отрасли промышленности более эффективными, операторы  ЦОД часто пытались внести быстрорастущее потребление электроэнергии в счета.

Хотя в новом докладе обсуждается компенсация углекислого газа и возобновляемые источники энергии, дата-центры  Google являются ключом к управлению воздействием на окружающую среду  для компании. “Без эффективных мер выбросы в атмосферу в наших центрах обработки данных были бы примерно в два раза больше,”  заявила компания на новом веб-сайте, рассказывая более  подробно о его использовании энергии.

Энергоэффективность как “навязчивая идея ” для Google

“За последнее десятилетие использование энергии стало “навязчивой идеей”, рассказывает Хольцль.  “Мы разработали и построили несколько наиболее эффективных серверов и центров обработки данных в мире,  используя при этом половину электроэнергии необходимой для  типичного центра обработки данных”.

Компания Google подтвердила данные, опубликованные в прошлом месяце экспертом  по энергетическим вопросам ЦОД  Джоном Куми, который оценил общее глобальное использование электроэнергии в дата-центрах за 2010 год в 198,8 миллиардов  кВтч.  “Из нашего расчета, мы знаем, что ЦОД Google используют около 1 процента от подобной оценки мировых затрат, полученных Куми”, утверждает  Google.

Google не дает  точные цифры по  данным энергопотребления ЦОД, но раскрывает показатели потребления электроэнергии в общем для всех своих объектов, включая офисы.  Эта цифра составляет  84 процента от общего объема потребления электроэнергии компании.  Google также не говорит, сколько он тратит на сохранение нейтрального уровня эмиссии углерода.

Открытость в использовании промышленной электроэнергии

Тем не менее,  сегодняшние данные представляют шаг на пути к Гринпису в плане улучшения использования электроэнергии, что  необходимо для запуска интернет-инфраструктуры. В апреле группы защиты окружающей среды попросили  Google и другие крупные ИТ-компании предоставить  более подробную информацию об использовании электроэнергии в их ЦОД, и  акцентировали  внимание на том, что необходимо склоняться к  использованию  возобновляемых источников энергии при  принятии решений о том, где строить новые объекты.

Компания Google утверждает, что использование возобновляемых источников энергии составляет  25 процентов потребления энергии компании. В 2012 году ожидается увеличить эту цифру до  35 процентов за счет  заключения последних соглашений на предоставление  электроэнергии от объектов, производящих энергию с помощью  ветра, которые будут размещены в штате Айова и Оклахома, за счет чего  будет компенсироваться  влияние ЦОД Google на окружающую среду в этих штатах.

Google утверждает, что ее энергопотребление будет расти всего на 0,01 процента от общего потребления электроэнергии в мире. Такая оценка следует из того, что потребление энергии ЦОДами составляет 1.3% от общего энергопотребления, а на долю ЦОДов Google приходится 1% от энергопотребления всех ЦОДов в мире. Наглядно это выглядит так:

Объявление было сделано спустя пару дней после расширения телехауса в Челси на 18 тыс. кв. м. Дата-центр в Амстердаме и два в Лондоне теперь используют на 100 процентов зеленую энергию. Компания получила сертификаты от поставщиков электроэнергии в обеих странах, подтверждающих, что указанные объекты в настоящее время получают всю электроэнергию из возобновляемых источников энергии, включая энергию ветра, гидроэлектростанции и солнечную энергию.

“С тремя ЦОД на 100 процентов работающих от возобновляемых источников энергии, Level 3 Communications не только демонстрирует нашу приверженность к достижению совершенства в охране окружающей среды и последовательности развития, мы также демонстрируем нашу приверженность к мониторингу, оценке и реализации инновационных технологий» сказал Джеймс Херд, президент европейских рынков Level 3

Подача ветровой и солнечной энергии может быть прерывистой, и в ходе исследования будут рассмотрены также важные вопросы, связанные с автоматическим распределением вычислительной нагрузки между центрами обработки данных и сохранением надежности.

Поддержка NYSERDA и дополнительных частных источников финансирования позволила перевести эти предложения, разработанные инженерами AMD совместно с Университетом Clarkson, в стадию практических исследований. Студенты начнут эксперименты по эффективному управлению данными через распределенную сеть на основе возобновляемых источников энергии. На втором этапе проекта планируется добавить элементы оборудования, включая основанную на процессорах AMD Opteron™ систему Performance Optimized Datacenter (POD) компании HP, специально предназначенную для энергоэффективных и облачных вычислений.

В проект HP POD входит передовой энергосберегающий модульный центр обработки данных. Построенный на базе гибридной инфраструктуры компании HP, POD обеспечит клиентов, которые страдают от устаревающей инфраструктуры, ограниченного пространства и сокращения бюджетов, гибкостью, необходимой для быстрого наращивания мощности и удовлетворения растущего спроса на вычисления. HP утверждает, что EcoPOD, новейшее решение из семейства HP POD, способно обеспечить повышение энергоэффективности на 95% по сравнению с традиционными центрами обработки данных.¹ HP использует в этом проекте свой опыт в области проектирования энергоэффективных центров обработки данных, гарантируя заказчикам максимальную плотность размещения оборудования при расширенных возможностях по предоставлению услуг.

Исследовательское подразделение AMD

AMD Research работает над решением вопросов вычислительной техники нового поколения, в частности, относящихся к системам и технологиям, сетевой инфраструктуре и энергоснабжению. Компания сотрудничает с ведущими университетами, общественными организациями и коммерческими лабораториями во всем мире.

Мы пообщались с руководителями некоторых крупнейших компаний ИТ – индустрии, чтобы узнать, каким образом они вводят инновации в свои новые ЦОД, включая построенный в Бельгии дата-центр Google, новый современный объект Cisco, в штате Техас. Intel и Yahoo также представили свои лучшие наработки.

Google: все об эффективности

Google управляет “десятками” ЦОД во всем мире. Основное внимание компании сосредоточено на том, чтобы создавать такие дата-центры, эффективность которых превышает средние показатели в индустрии, утверждает Билл Вейл, «царь» зеленых энергоэффективных технологий Google. Согласно оценкам EPA, большинство ЦОД работают с коэффициентом энергоэффективности (PUE) 2.0, что говорит о том, что они используют вдвое больше энергии, чем им необходимо на самом деле. PUE – суммарная энергия, потребляемая ЦОД деленная на энергию потребляемую ИТ-оборудованием.

Google, в свою очередь, работает с PUE около 1,18 во всех своих центрах обработки данных, утверждает Вейл. Одним из способов, который позволяет компании Google добиваться большей энергоэффективности является использование технологии “фрикулинга” для своих серверов.

«Мы управляем воздушным потоком в наших ЦОД для того, чтобы избежать возможного смешивания горячего и холодного воздуха. Мы снизили общие расходы на охлаждение типичного центра обработки данных на 85%,» утверждает Вейл, добавив, что сокращение расходов происходит за счет комбинированного использования новых технологий охлаждения и методов резервного питания, описанных ниже. Средняя температура холодного коридора в ЦОД Google составляет около 27 градусов вместо обычных 22 или ниже. Температура горячего коридора изменяется в зависимости от используемого оборудования. Google не дает подробной информации ни о температуре горячего коридора, ни о точном названии оборудования.

Со слов Вейл, Google использует испарительные градирни в каждом центре обработки данных, включая свой новый дата-центр в Бельгии. Горячая вода подается к вершине градирни и спускается вниз через материал, который вызывает быстрое испарение. В течение периода охлаждения испарением, чиллеры для охлаждения ЦОД не используются, или используются не так часто.

“Наши дата-центры расположены по всему миру, в штате Орегон, где климат холодный и сухой, и на юго-западе, и в средней части Запада США. Климатические условия везде разные, некоторые более теплые, некоторые более влажные, но практически всегда мы полагаемся на охлаждение испарением, “утверждает он.

Вейл рассказал, что объект в Бельгии, который открылся в начале 2010 года, даже не имеет резервных чиллеров, полностью полагаясь на охлаждение испарением. Он считает, что это будет “событием 100 летия”, когда центры обработки данных перестанут нуждаться в испарительном охлаждении, поэтому Google решил отказаться от резервных чиллеров для того, чтобы уменьшить электрическую нагрузку на дата-центры.

Все Дата-центры работают на максимальной нагрузке большую часть времени, утверждает он. На редко встречающиеся «горячие» дни администраторы переводят некоторые серверы в режим ожидания или выключают их вовсе.

Он советует компаниям серьезно взглянуть на технологии фрикулинга и, в частности, на испарительные градирни , которые описаны выше. Еще одна возможность в использовании градирни заключатся в том, что с ее помощью можно перенаправить внешний воздух к серверам, а затем позволить температуре сервера повысится в пределах допустимого диапазона и таким образом использовать меньше прямого охлаждения в стойках.

С точки зрения управления питанием, Google использует методы преобразования напряжения, постепенно приводя переменное напряжение к постоянному. Google также использует местное резервное питание, которое фактически представляет собой батарею для каждого сервера, вместо традиционных ИБП, что стало возможным за счет преобразования переменного тока в постоянный.

Google использует трансформатор для преобразования энергии на линиях электропитания, прежде чем мощность поступает к серверам. Традиционно, отдельные источники питания конвертировали напряжения переменного тока в постоянное, но по мнению экспертов отрасли, этот метод оказался неэффективным.

Дэвид Капучио, аналитик Gartner, утверждает: “Google, Facebook и многие другие компании начали сокращение числа конверторов переменного напряжения с того момента, когда мощность попадает в здание, до того, когда она поступает к серверам”. Это может принять форму системы распределения энергии, работающей на постоянном напряжении, начиная от отдельных серверов и заканчивая отдельной стойкой. Как правило, это сберегает некоторый процент использования энергии, объясняет он.

Google также использует источники питания для серверов и регуляторы напряжения, которые являются эффективными на 93%, утверждает он. Использование более эффективных регуляторов будет непомерно дорогим.

“Мы используем один внешний источник питания для 12-ти вольтовой шины, которая практически не потребляет мощность, когда она под напряжением. Резервная часть составляет менее 1% по сравнению с типичными 15% и более », объясняет Вейл, цитируя EPA оценки для среднестатистического ЦОД.

Еще одна интересная технология Google включает в себя пользовательские программные средства для управления системой данных. Вейл рассказал, что большая часть управления автоматизирована с помощью инструментов, которые помогут выяснить, почему сервер потребляет слишком много энергии и какие параметры заданы неверно.

Компания использует собственную систему, которая называется Big Table, хранящую табличные данные и позволяющую ИТ-менеджерам найти подробную информацию о производительности сервера.

Google утверждает, что его ЦОД по общей эффективности имеют превосходство на 19%, по сравнению с оценкой EPA в 96% для большинства центров обработки данных. Превышающий процент показывает, сколько энергии используется для отопления и охлаждения IT-устройств, а не для запуска серверов.

Cisco и “сокращенние модернизаций”

Подобно другим компаниям, Cisco внедрила концепцию “сокращенния модернизаций”, которая достигается за счет виртуализации и консолидации. Процесс включает в себя сокращение общего размера ЦОД и размещение оборудования в шасси меньших размеров, для экономии энергии, что в то же время увеличивает производительность дата-центров.

К примеру, в новом ЦОД Cisco в Техасе, компания наметила достаточно места для размещения огромного серверного кластера, который можно масштабировать быстрыми темпами. Основная концепция: «Натолкать» столько энергии в небольшое пространство, сколько это возможно, и в то же время получить высокую производительность.

Фактически, по определению, кластер Cisco, представляет собой стойку с пятью Cisco UCS шасси. В каждом шасси размещаются восемь лезвий. В целом, в дата-центре есть возможность установить 14 400 лезвий. Каждое лезвие имеет два разъема, которые поддерживают восьми ядерные процессоры. Каждое ядро поддерживает множество виртуализированных операционных систем. На сегодняшний день Cisco установила 10 кластеров, которые содержат 400 лезвий.

С другой стороны, Cisco улучшила менеджмент кабельных систем. Джон Манвиль, вице-президент Cisco по ИТ, утверждает, что Cisco сэкономила 1 млн. долларов за счет сокращения количества кабелей в центрах обработки данных.

«Большинство людей не осознают, что стоимость кабеля составляет от 10% до 15% от общей стоимости», поясняет Манвиль. «Такое сокращение количества кабелей помогает поддерживать потоки воздуха в оптимальном состоянии, и совместно с новой технологией охлаждения, которую мы установили, мы планируем, экономить 600 000 долларов в год на расходах, связанных с охлаждением».

Кроме этого вопроса, Cisco также рассчитала как снизить расходы на оборудование и управление каждой операционной системы для каждого сервера. Манвиль утверждает, что сегодня один сервер обходится около 3700 долларов в квартал. Благодаря виртуализации, ожидается снижение расходов до 1600 долларов на один сервер в квартал и, в конце концов, есть надежда снизить эту цифру вплоть до 1200 долларов за сервер в квартал.

Техасский дата-центр на самом деле представляет собой два отдельно расположенных ЦОД, которые работают как один, такая концепция называется метро виртуальных центров обработки данных (MVDC), которую Cisco разработала внутри компании, и не продает ее публично. Компания планирует открыть еще два MVDC ЦОД в Нидерландах к концу 2012 года, он в общей сложности будет состоять из 4-х ЦОД, работающих как единое целое.

Подход MVDC не основан на экономии средств или сохранении энергии за счет того, что дата-центры запускают одни и те же приложения в одно время. Вместо этого, Cisco использует технику дублирования. Если стихийное бедствие выводит из строя один из центров обработки данных, все операции продолжают выполняться с прежней мощностью в реальном времени.

Как и Google, Cisco сосредоточена на эффективности работы. Мавиль утверждает, что дата-центр в Техасе ушел на несколько шагов вперед большинства других ЦОД. Например, мощность распределена на 415 V для экономии около 10% энергии, по сравнению с типичными низко вольтовыми системами, используемыми в других дата-центрах. Эта система также использует светодиодные лампы, которые экономят около 40% потребления энергии по сравнению с лампами накаливания, утверждает он.

Когда впервые появились светодиодные лампы, они были значительно дороже, чем компактные люминесцентные лампы, рассказал Чарльз Кинг, аналитик компании Pund-IT. «Курс на снижение затрат делал использование светодиодных лампы бессмысленным, поэтому, Cisco заслуживает похвалы за это внедрение».

Yahoo строит удаленные ЦОД

Традиционный подход заключается в том, чтобы разместить хотя бы один из основных ЦОД в городе, или, по крайней мере, в месте с большой плотностью населения, чтобы быть ближе к ИТ-администраторам, получая таким образом свободный доступ к серверам. Со слов Скотта Ноутбума, старшего директора инжиниринга и операций центра обработки данных Yahoo, в последние годы концепция резко изменилась.

Yahoo управляет крупными дата-центрами в удаленных местах. Компания строит пять новых ЦОД в Северной Америке, Европе и Азии. Эта новая стратегия удаленного месторасположения была бы невозможна без улучшенного программного обеспечения, используемого для управления, которое продвинулось настолько, что ИТ-персонал может из офиса Yahoo удаленно управлять всеми тонкостями виртуальных машин и дисковых хранилищ. Ноутбум отказался рассказывать подробности того, как им удается это делать.

Размещение ЦОД в удаленных местах позволяет Yahoo снизить расходы на коммунальные услуги, например, в Вашингтоне или Орегоне. Ноутбум утверждает, что на строительство ЦОД в удаленных местах требуется значительно меньше времени, в некоторых случаях это занимает 6 месяцев, по сравнению с периодом строительства традиционного ЦОД, на который отводится от 18 до 24 месяцев, что также снижает затраты.

Основное преимущество более быстрого строительства заключается в том, что образуется возможность более точно определить какая мощность потребуется Yahoo после завершения строительства, так как значительно проще распланировать необходимую емкость в течение полугода, чем делать это через 2 года.

Кроме того, Нуотбум утверждает, что компания Yahoo начала использовать новый подход, при котором услуги можно резко масштабировать как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения в зависимости от изменения потребностей. В прошлом, центры обработки данных были рассчитаны на конкретное время безотказной работы и конкретные емкости. Но теперь эти параметры могут быть более детальными.

Используя программное обеспечение компании, называемое Yahoo Flex Data Center уровня QOS Дизайн, ИТ-специалисты могут предоставить такой объем электроэнергии, который должен быть использован и такие ДГУ и ИБП, которые обеспечат требуемый уровень резервирования.

Ноутбум приводит следующий пример: электронная почта или поиск может потребовать высокой доступности, в то время как новому бета-сервису для проверке котировок акций она может вовсе не понадобиться.

Yahoo может устанавливать различные уровни QoS для этих приложений. В прошлом, приложения были бы на одном уровне QoS.

Программное обеспечение также позволяет Yahoo перемещать приложения и услуги на сервера с высокой степенью резервирования или использовать кластер, если это возможно, когда один или два узла отключают на короткое время.

Еще один способ масштабирования Yahoo – это приобретение связей с местными коммунальными компаниями. Новые ЦОД запускают с 1 или 2 МВт электроэнергии, но он может быть масштабирован до 20 МВт. До начала строительства, Yahoo заключает контракты на использование нескольких коммунальных услуг в одном центре обработки данных, или заключает гибкие контракты на электроэнергию и даже организовывает различные льготы для каждого уровня обслуживания.

“С точки зрения расходов, это обеспечивает нам большую отдачу от вложенных средств, взамен избыточных инвестиций” – утверждает Ноутбум.

Пока новый гибкий подход QoS работает исправно. Только что построенный дата-центр в северной части штата Нью-Йорк имеет коэффициент эффективности использования энергии 1,08, что достигается главным образов за счет способности адаптировать услуги под требования клиентов. Не каждый ИБП и не каждый сервер работает под управлением в течение всего дня. Очевидно, что ИТ-персонал адаптируется под текущие приложения QoS.

Pund-IT считает, что Yahoo – это что-то необычное. “Это интересный подход, особенно привлекателен к адаптированную QoS приложений. Это может быть существенным для поставщиков облачных слуг, что позволит им лучше структурировать свои предложения для конечных потребителей.

Тем не менее, эффективность ЦОД во многом зависит от месторасположения. Есть не так много мест, где компании могут выбрать коммунальные услуги. Но эта ситуация может измениться точно также, как и то, что альтернативные источники энергии смогут заработать.

Вытяжная труба Intel

Инженеры компании Intel разработали уникальную систему вытяжных труб, которые работают подобно пластиковому занавесу, для удаления горячего воздуха от серверных стоек. В настоящее время Intel сертифицирует технологию вытяжных труб. “Это экономически эффективный способ для сохранения холодного воздуха в холодном коридоре и экономия электричества”, утверждает Ким Стивенсон, вице-президент по ИТ компании Intel.

Стивенсон утверждает, что вытяжные трубы, установленные над каждой стойкой, были необходимы, так как многие ЦОД компании Intel расположены в пределах производственных объектов. Некоторые здания не совсем новые, поэтому технология позволила эффективно решать вопросы, связанные с перегревом. Альтернативным выходом для решения проблемы, связанной с выделением тепла в холодном коридоре, могло стать размещение по замене серверов на более энергоэффектиные, стоимость которых была бы гораздо выше.

Кроме того, компания Intel «погрузилась» в эту стратегию для того, чтобы изучить “весь ЦОД, программное обеспечение, серверы, системы хранения, сети и объекты как системы, которые оптимизированы для конкретных потребностей бизнеса», согласно последнему ежегодному IT отчету.

Например, команде дизайнеров из силиконовой долины требуется запускать миллионы рабочих мест в неделю с высокой вычислительной мощностью. Компания Intel IT «приняла эти уникальные требования к высокой вычислительной производительности».

В общем, компания анализирует производительность своих центров обработки данных на основе четырех ключевых показателей: эффективность, качество, емкость и скорость. В этом году, как упомянуто в докладе, Intel планирует “внедрить интеллектуальные иструменты бизнес-аналитики, которые позволят применить концепции цепочек снабжения для наших личных облаков, помогая нам лучше понять спрос для улучшенного планирования емкости”.

Еще одно новшество касается того, как Intel управляет удаленным доступом, связанным с изменением бизнес-модели Intel. Традиционно, компания разрабатывала только высокотехнологичную продукцию, в том числе материнские платы и процессоры, а ее дата-центры были закрыты и охраняемы. Теперь Intel расширяет свой бизнес для того, чтобы предоставлять продукты и услуги, которые являются более открытыми.

Например, Intel продает приложения для нетбуков, и компания должна поддерживать пользователей, которые покупают программное обеспечение. Intel использует свой собственный продукт SOA ExpressWay для поддержке всех входящих учетных записей пользователей.

Intel Expressway помог создать безупречную архитектуру политик безопасности, что упрощает и сокращает ненужную аутентификацию, утверждает Стивенсон.

Стивенсон объясняет, что единственной альтернативой было бы инвестирование в дорогое оборудование для символической аутентификацией, связанной с внешними операциям.

По материалам: computerworlduk.com

На волне кризисных явлений и экологических бедствий тематика «зеленых» технологий затрагивается с завидной периодичностью. Действительно, почему бы не использовать энергоэффективное оборудование или не задействовать «бесплатные» ресурсы природы для получения полезной электрической или тепловой энергии? Однако доля альтернативных источников возобновляемой энергии сейчас не превышает 1% от мировой выработки. Тем не менее в мире уже внедрено множество масштабных проектов на базе самых разных технологий. Каждый подход к организации «зеленых» источников энергии имеет свои технологические особенности. Существенным недостатком экологически чистых источников энергии является ограниченность области их применения. То есть, например, пользу от геотермальных источников можно получать, только установив соответствующее оборудование в непосредственной близости от них, ветряные электростанции требуют больших продуваемых просторов, а солнечные — стабильной безоблачной погоды.

К тому же в каждом случае приходится решать вопросы экономической эффективности различных технологий. Как бы там ни было, но стоимость электроэнергии, полученной от углеводородов и урана, в основном значительно ниже, чем от «зеленых» систем. Но, во-первых, дешевизна сегодня может обернуться серьезными экологическими проблемами завтра (на решение которых придется потратить огромные деньги), а вовторых, все чаще в локальных проектах альтернативные технологии получения энергии оказываются дешевле традици-онных. Кроме того, нефтяные, газовые и ядерные монополии подталкивают компании во всем мире искать независимые источники тепловой и электрической энергии. Крупные проекты, связанные с альтернативном энергетикой, развернуты по всему миру, и год от года их количество, качество и масштаб только уве-личиваются.

Гейзеры и подземные воды

Начнем наш обзор с тепловой энергии, заключенной в недрах земли. Бросовое тепло подземных источников горячей воды или гейзеров в некоторых странах является существенным подспорьем в получении тепловой и электрической энергии.

Такие источники тепла находятся вблизи зон вулканической активности, где вода прогревается выше температуры кипения на небольших глубинах и поднимается на поверхность сквозь трещины в земной поверхности, образуя гейзеры (рис. 1). Доступ же к глубинным источникам получают путем бурения скважин. Главным достоинством геотермальной энергии является то, что она практически неиссякаема и независима от условий наземной среды. В то же время конструкция геотермальной станции существенно зависит от температуры воды.

Например, различают прямую (на сухом пару), непрямую (используется перегретый водяной пар) и смешанную (бинарный цикл) схемы производства электроэнергии. В первом случае пар поступает со скважины непосредственно в турбину, приводящую в движение генератор. Непрямая схема подразумевает использование перегретых минеральных подземных растворов с температурой выше 180 °С, которые закачиваются в испаритель, где давление понижается и происходит испарение раствора, приводящего в движение турбину. Такая схема позволяет более эффективно использовать энергию пара и вырабатывать электроэнергию с большим КПД. Если же температура подземных вод ниже 180 °С — используется смешанная схема, или бинарный цикл. Горячая вода со скважины подается в теплообменник, где нагревает теплоноситель, который, в свою очередь, используется для работы турбины. Учитывая, что теплоноситель циркулирует по замкнутому циклу, а вода не выходит наружу, выбросы в атмосферу тяжелых солей и металлов отсутствуют, поэтому на сегодня данный метод наиболее перспективен.

Термальные воды содержат большое количество солей и тяжелых металлов, поэтому исключен их сброс в водохранилища общего пользования. Здесь требуется обратная закачка воды в подземные водоемы, что усложняет и удорожает цикл работы электростанции. Этот же процесс может стать в дальнейшем причиной снижения мощностей энергокомплекса из-за постепенного снижения температуры подземных вод.

Примером может послужить мощная электростанция (1517 МВт), установленная в крупном геотермальном месторождении The Geysers, расположенном в 116 км к северу от Сан-Франциско в штате Калифорния (США). За период работы пиковая мощность электростанции снизилась с середины 1980-х годов с проектной 2000 МВт до 1517 МВт. На месторождении установлены восемнадцать генераторов. Общая площадь территории, на которой расположены геотермальные источники, составляет 78 кв. км, а электроэнергия, получаемая от их использования, позволяет обеспечить 60% потребности всего северного побережья Калифорнии.

Однако если горячая подземная вода дает возможность получать электроэнергию для ЦОД, то холодная способна ее экономить. Так, дата-центр «Швейцарский Форт-Нокс» компании SIAG, расположенный в глубине Альп, использует ледяную воду подземного озера для систем охлаждения оборудования. Другой пример — DataDock, бывший склад около Страсбурга, который был переоборудован под дата-центр, использует обширный слой грунтовых вод для получения охлаждающей жидкости с температурой 12 °С. Грунтовая вода нагнетается из скважин, фильтруется во избежание загрязнения труб и используется в теплообменниках ЦОД для охлаждения внутреннего водяного контура, который, в свою очередь,обеспечивает поддержку рабочего диапазона температур ИТ-оборудования.

Что же касается стоимости геотермальной электроэнергии, то на текущий момент заявлена следующая информация: в США планируется в самое ближайшее время получать электроэнергию по стоимости $0,03-0,05 за кВт •час.

Сила света

Решения по использованию энергии солнца присутствуют на рынке уже давно. Наиболее традиционные из них — использование солнечных батарей (рис. 2). В последнее время цены на подобные решения существенно снизились, в то время как КПД, напротив,возрос. Отсутствие движущихся частей и необходимости сложного обслуживания позволяют говорить о высокой надежности решений на базе солнечных батарей. Однако такие системы все еще за гранью приемлемой рентабельности — сроки окупаемости достаточно велики, а КПД, несмотря на все технологические успехи, находится в пределах все еще 20-40%. Также на эффективность применения влияют погодные условия (ниже определенного порога освещенности батареи не работают) и чистота поверхности фотоэлемента. Со временем происходит падение КПД и по причине деградации фотоэлементов. Очень часто солнечные батареи агрегируются с другими источниками электроэнергии, например, ветрогенераторами, и представляют собой гибридные электростанции.

Тем не менее технология развивается. Например, в 2008 году в муниципалитете Ольмедильяде-Аларкон (Испания) запустили самую большую в мире фотоэлектрическую электростанцию The Olmedilla Photovoltaic мощностью в 60 МВт. В составе комплекса 16,2 тыс. солнечных батарейных панелей. На проект было затра-чено $530 млн.

Еще одним примером можно назвать экспериментальную солнечную электростанцию, которую построила компания Intel для своего ЦОД в Рио-Ранчо (штат Нью-Мексико, США). Главная идея этой установки заключается в проверке возможности полностью автономного питания контейнерных ЦОД от солнечных батарей.

Однако самым интересным проектом использования солнечной электроэнергии для дата-центра можно назвать ЦОД американской хостинговой компании Ее вычислительный центр, расположенный в Южной Калифорнии, получает все электропитание (включая обеспечение энергией серверов и систем охлаждения) за счет 120 батарей солнечных панелей. Дата-центр площадью около 186 квадратных метров построен в пустынной деревенской местности, в которой много солнечных дней, но в то же время существуют проблемы с подводом электричества. Именно эти факторы и подтолкнули владельцев к применению подобной концепции. Тот факт, что дата-центр функционирует вот уже девять лет, говорит о правильно выбранной стратегии компании и удачной технической реализации. По заявлению владельцев комплекса, несмотря на то что первоначальные капитальные затраты примерно на 60% больше, чем в типовом хостинговом дата-центре, за счет низких операционных расходов и высокой энергоэффективности (заявленный PUE=1,14) компания полностью погасила кредиты и преодолела точку безубыточности.

Можно использовать и тепловую составляющую солнечной электроэнергии. Для этого применяются солнечные коллекторы — герметично закрытые емкости с теплоносителем (гидроаккумуляторные баки) и системой зеркал концентраторов, которые направляют солнечные лучи на эту емкость. Далее аккумулированное тепло в теплоносителе преобразуется в электрическую энергию. Удачным коммерческим проектом в этом направлении стала электростанция Solar Energy Generating Systems (SEGS) мощностью 354 МВт, разработанная и построенная компанией Luz International в США. Комплекс представляет собой распределенную по пустыне Мохава систему из почти тысячи солнечных коллекторов общей площадью 6,5 кв. км.

Отметим, что по состоянию на начало 2010 года суммарная мировая мощность фото элементной солнечной энергетики оценивалась в 0,1% общемировой генерации электроэнергии. При этом стоимость электричества, полученного в солнечных коллекторах, составляла $0,09-0,15 за 1 кВт» час, что почти в десять раз больше, чем из традиционных источников, и в 5-8 раз дороже, чем при использовании, например, энергии приливов и отливов.

По воле волн

Отдельным большим направлением в альтернативной энергетике является использование ресурсов мирового океана, таких как энергия приливов и отливов или волн.

Для использования приливной энергии применяются подводные турбины — массивные установки с винтами большого диаметра, которые приводятся в движение потоком воды. Учитывая тот факт, что приливы и отливы являются прогнозируемым явлением, такие установки менее всего зависят от капризов природы и, как следствие, при правильном выборе зоны установки имеют наибольшее время работы в году по сравнению с другими альтернативными источниками электроэнергии. Учитывая массивность установки (ее вес составляет сотни тонн), турбины способны вырабатывать электроэнергию до нескольких мегаватт каждая. Еще один любопытный факт: исследования показали, что приливная турбина, установленная в море, на порядок более «дружелюбна» к морским обитателям, чем традиционные ГЭС. Например, если на гидроэлектростанции гибнет до 90-99% рыбы, то для приливных турбин этот показатель не превышает 10% (благодаря огромным габаритам винтов турбины и небольшой скорости их вращения).

При этом экономическая целесообразность подобных проектов является весьма определенной. Первые проекты предполагали громадные капитальные затраты — вначале строилась плотина, в которой во время прилива вода заполняет искусственный залив, вращая генераторы, а во время отлива поток идет назад в море, опять-таки вращая генераторы (так называемые гравитационные электростанции). Первой такой станцией стал французский проект в провинции Бретань. Приливный бассейн площадью 22,5 кв. км отгораживала плотина длиной почти 800 метров. На ней были смонтированы 24 турбины общей мощностью 240 МВт. При этом стоимость 1 кВт» час сегодня составляет менее $0,02 — в полтора раза дешевле энергии столь популярных во Франции АЭС. Подобные проекты были реализованы и на территории бывшего СССР. Например, в 1968 году в Кислой губе (90 км от Мурманска), недалеко от поселка Ура-Губа, установлена турбина диаметром 3,3 метра и мощностью 400 кВт.

Новейшие системы (так называемые свободнопоточные) позволяют устанавливать турбины на жестких опорах прямо в море и не требуют плотин.

Для обслуживания предусматривается возможность подъема турбины на поверхность воды. Первую такую систему мощностью 300 кВт установила около побережья графства Девон (Ве-ликобритания) компания Marine Current Turbines (MCT). Агрегат снабжен однонаправленным винтом диаметром одиннадцать метров. Приливное течение вращает его со скоростью до двадцати оборотов в минуту. Развивая проект, компания MCT в августе 2008 года поставила еще одну двух турбинную станцию мощностью 1,2 МВт (размах каждого из винтов составил шестнадцать метров) у берегов Северной Ирландии,в зоне действия приливного течения залива Стрегфорд Лоу, назвав ее SeaGen (рис. 3).

В 2005 году еще одна британская компания SMD Hydrovision представила вариант турбины, которая размещена на свободно вращающейся опоре, что позволяет ей разворачиваться под действием потока воды. Однако коммерческой законченной реализации такие решения пока не получили — единственный строящийся проект Sihwa Lake Tidal Power Plant на озере Сихва в Южной Корее, где предполагается установить десять таких турбин общей мощностью 254 МВт. Станция находится в 40 километрах от Сеула, а само озеро по сути является частью морского залива, перегороженного дамбой. Высота прилива здесь достигает девяти метров.

Электростанция позволяет покрыть потребности близлежащего города Ансан (около 0,5 млн. жителей).
В 2010 году близ Оркнейских островов (Шотландия) была введена в эксплуатацию самая крупная в мире турбина с двойным ротором. Ее диаметр составил восемнадцать метров, а вес 1300 тонн.Особенностью проекта стала крайне малая скорость вращения винтов, которая составляет всего 6-8 оборотов в минуту. Стоимость решения оценивается примерно в $5 млн. в расчете на 1 МВт мощности, что примерно на 30% выше, чем проекты на базе ветряных установок. Примечательно, что данная электростанция будет вырабатывать достаточно энергии, чтобы обеспечить питанием крупный дата-центр в северной части Шотландии. Упомянутый ЦОД предназначен для оказания услуг хостинга местным предприятиям, при этом его энергозатраты полностью обеспечиваются за счет приливной станции.

Однако не только приливы и отливы могут использоваться для выработки электроэнергии. Морские волны, которые возникают на водной поверхности, также являются мощным источником энергии. Так, средняя мощность волнения морей и океанов, как правило, превышает 15 кВт на погонный метр. При высоте волн в 2 м она достигает 80 кВт/м. Следует отметить, что волны — это фактически сконцентрированная энергия ветра и, в конечном итоге, солнечной энергии. Энергия, полученная от волнения всех океанов планеты, не может превысить энергию, получаемую от Солнца.

Сейчас наиболее известны два типа волновых генераторов, различающихся по принципу получения электроэнергии: автономные и стационарные.

Первый тип — это полностью автономные капсулы, внутри которых находится свободно перемещающийся по оси массивный поршень, приводящий в движение генератор (принцип «утки Солтера», или преобразователь, отслеживающий профиль волны), или же сочленение секций поплавков, которые изгибаются под действием волны (принцип «контурного плота Коккереля»). Известно также применение в капсулах преобразователей, использующих энергию колеблющегося столба воды.

Компания Google, например, планирует использовать для своих плавучих ЦОД генераторы Wave Power шотландской компании Pelamis (рис.4). Каждый генератор состоит из четырех секций, соединенных шарнирно, которые под воздействием волн изгибаются, что приводит в действие гидроцилиндры. Они перекачивают масло в гидромоторы приводов генераторов. Электроэнергия передается по кабелю на платформу с ЦОД или же на берег (кабель прокладывается по дну). Масса генератора составляет 700 тонн при длине в 120 метров. Генератор способен производить до 2,25 МВт электроэнергии. Капитальные затраты для такого проекта составляют около $6 тыс. в расчете на киловатт мощности (или $13,5 млн. за электростанцию) при среднегодовом коэффициенте использования системы 0,4 (работает 40% времени в году). По капитальным затратам такие генераторы проигрывают примерно 17% своим «коллегам» — приливным турбинам.

Второй тип волновых генераторов — стационарный. Это фактически большой насос, соединенный трубами со станцией на берегу. При этом непосредственно в генераторе электроэнергия не вырабатывается — он лишь преобразовывает силу волн в энергию движущийся жидкости в замкнутом гидравлическом контуре между волновым генератором и насосной станцией, расположенной на берегу. Станция же содержит преобразователь, использующий движение жидкости высокого давления и превращающий ее в электрическую энергию. При накате волны плечо генератора, размещенного на глубине 10-16 метров, отклоняется, прокачивая некоторый объем воды, который, в свою очередь, приводит в движение электрогенератор. Такой агрегат под названием «Устрица» (Oyster) (рис. 5) был запущен в 2009 году компанией Oyster Wave Energy System. Проект разработан шотландской Aquamarine Power при участии Европейского исследовательского центра (European Marine Energy Centre). Агрегат пока находится в стадии тестирования, поэтому финансовые показатели не оглашаются. Инвестором данного проекта выступила компания ABB (сумма инвестиций — $13 млн.). Такие установки в дальнейшем предполагается использовать и для питания ЦОД.

Энергия ветра

Ветер на нашей планете является следствием деятельности солнца. Поэтому кинетическую энергию движения воздушных масс в атмосфере принято считать возобновляемым источником. Первые ветровые электростанции появились еще в 1890 году в Дании. Сейчас же на них приходится более 1,3% вырабатываемой мировой электроэнергии. Наибольшая концентрация таких установок — в континентальной Европе, особенно в странах, которые не имеют прямого выхода к океану.

Современный ветрогенератор представляет собой установленный на опоре лопастный вентилятор, соединенный валом с электрическим генератором. Конструктивно он может быть горизонтально осевым (ось вентилятора параллельно земле, конструкция дешевле, но требуется система слежения за направлением ветра) или вертикально осевым (ось перпендикулярна земле, конструкция дороже, но работает при любом направлении ветра и при низкой его скорости). Как ни странно, второй вариант практически не применим для больших генераторов — несмотря на явные преимущества, основной проблемой является сложность проектирования и реализации отдельных деталей, в том числе механизма торможения при высокой скорости ветра. Именно поэтому вертикально осевые вентиляторы применяются лишь для малых мощностей.

Типовый ветрогенератор начинает вырабатывать ток при скорости ветра начиная с 3 м/с и отключается, если это значение превышает 25 м/с. Мощность генератора не имеет прямо пропорциональной зависимости от скорости ветра. Максимальная мощность достигается при ветре в 15 м/с. Если его скорость возрастает с 5 до 10 м/с, то мощность увеличивается в десять раз. Поэтому мощность генераторов в первую очередь выбирается именно в зависимости от среднегодовой скорости ветра. Ориентировочно при 4-5 м/с можно использовать генераторы мощностью более 200 кВт. Но если скорость ветра в регионе составляет 2-3 метра в секунду, то мощность генераторов не превышает 100 кВт. Наиболее перспективным расположением генераторов являются зоны постоянного движения ветровых масс в прибрежных районах.

В качестве наиболее интересных проектов стоит отметить ветрогенератор E-112, прототип которого был построен в августе 2002 года компанией Enercon. (рис. 6) мощностью 4,5 МВт. Диаметр лопастей турбины составляет 126 метров, вес гондолы — 200 тонн, высота башни — 120 метров. В конце 2005 года Enercon увеличила мощность своего ветрогенератора до 6,0 МВт, при этом, диаметр лопастей составил 114 метров, а высота башни — 124 метра. Кроме того, собственную систему мощностью 5,0 МВт предложила и германская компания REpower Systems.

Однако на практике все чаще используются не отдельные генераторы, а целые ветропарки. Например, самый крупный на сегодняшний день комплекс — Roscoe Wind Farm — установлен в 2009 году в штате Техас (США) близ города Роско компаниями E.ON Climate и Renewables. Всего установлено 627 ветроустановок суммарной мощностью 781,5 МВт. Занимаемая площадь составляет примерно 400 кв. км.

Еще одной тенденцией стало размещение ветрогенераторных парков в оффшорных зонах непосредственно на воде в 10-12 км от берега. Стоимость капитальных инвестиций (по сравнению с установкой на суше) возрастает при этом в 1,5-2 раза, однако ряд юридических и экономических преимуществ, связанных с оффшорными зонами, позволяет нивелировать эти расходы за счет других экономических преференций.

В 2009-м самой крупной оффшорной электростанцией стал ветропарк Horns Rev 2 в Северном море у побережья Дании. Проект воплощен датской компанией DONG Energy. Ветропарк состоит из 91-й турбины производства компании Siemens мощностью 2,3 МВт каждая (суммарная мощность почти 210 МВт). Высота ветроустановки — 114,5 м над уровнем моря. До этого пальму первенства удерживал оффшорный ветропарк Lynn and Inner Dowsing, суммарная мощность которого составила около 195 МВт. Этот комплекс из 54 турбин расположен в 5,2 км от береговой линии вблизи города Скегнесс в графстве Линкольншир (Великобритания).

Примером успешного использования ветрогенераторов в сфере дата-центров служит комплекс Green House Data в городе Шайенн (штат Вайоминг, США). При общей площади 930 кв. м ЦОД полностью обеспечивает себя электропитанием за счет возобновляемой ветровой энергии. Компания использует электричество своего партнера — энергетической компании, имеющей ветровые турбины мощностью 30 МВт в Шайенне.

Еще одна американская компания Other World Computing (OWC) с конца 2009 года начала использовать 40-метровую ветровую турбину для обеспечения всей электрической мощности своего здания в городе Вудсток (штат Иллинойс), где находятся штаб-квартира компании и дата-центр, обеспечивающий хостинг и другие интернет-услуги.

Если говорить об экономической эффективности ветрогенераторов, то здесь определяющим фактором является зона размещения. От нее зависит среднегодовая скорость ветра, которая и влияет на энергопроизводительность установки, а значит, и на стоимость электроэнергии. Например, при скорости ветра около 7,1 м/с себестоимость (для США) составляет 4,8 цента/кВт^ч, а при скорости 9,3 м/с она снижается до 2,6 цента/кВт»ч (при том, что стоимость электроэнергии традиционных ТЭЦ, работающих на твердом топливе, составляет 4-6 центов/кВт»ч).

Использование энергии водорода

Использование энергии водорода связано с его распространенностью в природе, высокой удельной теплотой сгорания и экологичностью процесса окисления (продуктом горения является вода). Водород помещается в топливные элементы, в которых он может безопасно храниться для дальнейшего применения в преобразователях тепловой энергии в электрическую. Фактически, в этом случае водород применяется в качестве альтернативы традиционным аккумуляторам, имея такие преимущества, как экологичность, меньшие массогабаритные размеры и отсутствие снижения электрической емкости со временем, а также значительно больший рабочий температурный диапазон (от -30 до +60 °С) и отсутствие проблем с перезарядкой. В настоящее время водород получают методом паровой конверсии. Однако в дальнейшем планируется использование для синтеза энергии все тех же возобновляемых источников энергии.

Несмотря на то что топливные водородные элементы были изобретены еще в 1839 году, только через сто лет данная технология начала применяться на практике, а первая попытка использовать стационарную установку для энергоснабжения дата-центра была предпринята компанией Siemens Power Generator в 70-х годах. Современный прототип на базе топливных элементов с твердым электролитом SOFC (Solid Oxide Fuel Cells) мощностью 125 кВт имеет КПД более 80%.

На рынке присутствуют и коммерческие решения, которые предлагаются компаниями UTC Power и APC. Первая ориентирована на аэрокосмическую промышленность (например, известно, что UTC поставляла топливные элементы NASA для программы Apollo). В 2005 году компания Verizon Communications на базе оборудования UTC Power реализовала самый крупный проект в США с использованием водородных топливных элементов, безвредных для окружающей среды, которые обеспечивают электроэнергией здания Гарден-Сити на Лонг-Айленде в Нью-Йорке.

Рис. 7. Стойка с топливными элементами InfraStruXure Fuel Cell

Решение APC InfraStruXure Fuel Cell (рис. 7) было рассчитано на применение в дата-центрах для обеспечения резервным электропитанием критически важных ИТ-подсистем. Энергетические модули мощностью по 10 кВт можно было объединять в группы по три, обеспечив электропитание оборудования мощностью до 30 кВт. Однако для выхода на полную мощность системе топливных элементов требуется около 20 секунд. Соответственно, на это время все-таки нужен был традиционный ИБП с аккумуляторными батареями. Емкости с водородом хранятся вне здания дата-центра. Одного баллона хватает, чтобы обеспечивать энергопотребление мощностью 10 кВт в течение примерно 80 мин. Производитель позиционировал такую систему как экологически чистую альтернативу автономным дизельным электростанциям.

В августе 2008 года APC объявила о выпуске новых систем FCXR (Fuel Cell Extended Run) для контейнерных дата-центров, разработанных совместно с компанией Hydrogenics. В модулях мощностью 10, 20 и 30 кВт используются блоки PyPM XR, работающие на водородных топливных элементах с полимерной электролитической мембраной PEM, которые способны функционировать при низкой температуре окружающей среды и обладают относительно высоким КПД — до 50% (что является хорошим показателем для систем такого класса).

Мифы и реальность «зеленых» технологий

В заключение хотелось бы развеять несколько распространенных мифов о «зеленых» технологиях. Один из них утверждает, что подобные решения экономически нецелесообразны. Однако время и большое количество проектов в разных странах мира доказали обратное. Энергия природы в различных ее проявлениях огромна, главное — подобрать наиболее эффективный способ ее добычи.

В то же время при существующем уровне развития технологий альтернативная энергетика не способна в будущем полностью заменить традиционные источники электричества и тепла. Если доля «зеленых» энергосистем достигнет хотя бы 20-25% общемирового производства электроэнергии, это может привести к перебоям в мировом масштабе. Дело в том, что большинство экологических источников электроэнергии являются непостоянными и к тому же обладают низким коэффициентом использования. Их эффективность зависит от природных явлений, а значит, не может контролироваться человеком в должной степени.

Отметим также, что распространенное представление о том, что «зеленые» электростанции чрезвычайно дороги, является не совсем корректным. К капитальным затратам традиционных электростанций косвенно добавляются еще и высокие затраты на линии электропередачи, распределительные устройства для подключения к общей энергосистеме и т.д. «Зеленые» электростанции, как правило, локализованы и более приближены к потребителям, и это не требует построения дорогих высоковольтных линий, трансформаторных подстанций. Чтобы сделать сравнение более корректным, надо рассматривать комплекс экономических показателей, а не только первоначальные капитальные затраты.

Безусловно, технико-экономическое обоснование «зеленых» решений значительно более сложное, чем традиционных систем в энергетике. Например, если брать сроки окупаемости, то они достаточно большие (пять и более лет), и многие инвесторы считают риски слишком высокими. В развитых странах проблемы экологии регулируются на государственном уровне, и штрафы за загрязнение окружающей среды значительно снижают прибыльность производства электроэнергии традиционными электростанциями. Не следует забывать, что природные источники электроэнергии являются возобновляемыми, а значит, не зависят от цен на традиционные энергоносители на мировых рынках. Последний аргумент особенно важен для стран, в недрах которых мало полезных ископаемых.

Но, несмотря ни на что, будущее альтернативных энергогенерирующих технологий уже наступило. Надо принять это как должное и задуматься о том, что пришло время менять концепцию мышления и вместо сиюминутных решений вернуться к практике «строить на века», попутно решая экологические проблемы.

Константин КОВАЛЕНКО,
kkovalenko@sitronics.com
Журнал «Сети и бизнес» №2 (57), 2011 г.

Подобные решения уже были использованы в:

• Дата-Центре Microsoft, Дублин США


• Дата-Центре HP, Wynyard Великобритания


• Дата-Центре NetApp, Research Triangle


• Дата-Центре PowerLoft, Вирджиния


• А теперь и в Дата-Центре Facebook Прайнвилль, штат Орегон.

Исследователь центров обработки данных – Джеймс Гамильтон из Amazon, назвал несколько преимуществ данной технологии:

• Простая конструкция и эффективный дизайн


• Оптимизация воздушных потоков


• Испарительное охлаждение


• Изоляция горячего коридора


• Большая камера с регулируемой рециркуляции горячего воздуха.

На прошлой неделе был сформирован проекта Open Compute Project, в котором инженеры FaceBook представили технические характеристики и рекомендации по созданию наиболее энергоэффективных и экономичных центров обработки данных.

В качестве первого шага, опубликованы спецификации и описание оборудования, используемого в центре обработки данных FaceBook, включая материнские платы, блоки питания, серверные корпуса, стойки и батарейные кабинеты. Кроме этого, выложены спецификации по электрическим и механическим характеристикам конструкции. Все описанные технологии реализованы в ЦОД Прайнвилл, которые позволили достичь коэффициента энергоэффективности в 1,07 по сравнению со средним значением 1,5 для остальных Дата-Центров FaceBook.

При разработке проекта Open Compute Project, по заявлениям инженеров FaceBook они переосмыслили прежние предположения по инфраструктуре и эффективности в целях получения лучших результатов. Результатом внедрения энергосберегающих технологий стало экономия денег, как капитальных, так и эксплуатационных затратах.

Новый проект позволит обсудить уже существующие решения FaceBook и совместными усилиями их улучшить, что позволит получить наиболее эффективную вычислительную и инженерную инфраструктуру ЦОД.