Разместившись над стойками

В своё время прорывом в области прецизионного кондиционирования дата-центров явились выпущенные в 2003 году внутрирядные кондиционеры InRow, позволившие эффективно отводить тепло от стоек в широком диапазоне мощности за счет регулируемых вентиляторов. Продолжением линейки явился навесной кондиционер InRow OA, также работающий на уровне ряда стоек, но устанавливаемый над ним.

Не занимая место в ЦОД

Устройство устанавливается над горячим коридором, не занимая полезной площади ЦОД, выделение которой во многих случаях обходится слишком дорого, а иногда и не представляется возможным. Данный кондиционер подойдет и заказчикам, нуждающимся в наращивании ресурса охлаждения без полной реорганизации дата-центра и без достройки дополнительных площадей.

Не используя воду

Кроме того, InRow OA подойдет и тем заказчикам, которые опасаются трубопроводов с водой в ЦОД вблизи критически важного оборудования. В InRow OA используется экологически безопасный хладагент, не представляющий опасности как для озонового слоя, так и для ИТ-оборудования в случае протечки.

Кондиционеры InRow OA подсоединяются к блоку распределения хладагента (до 6 кондиционеров общей мощностью 160кВт на один блок), который может быть установлен, например, в конце ряда стоек, у стены или вообще вне помещения ЦОД.

И не придираясь к стойкам

Важным фактором является и то, что InRow OA можно использовать с любыми стойками и шкафами, а не только производимыми APC. Этим подчеркивается универсальность данного кондиционера.

Он отводит 27кВт тепла

Холодильная мощность кондиционера InRow OA составляет 27кВт. Кондиционер забирает воздух из места нагрева, охлаждает и возвращает его в ИТ-среду. Применение InRow OA с обычными внутрирядными блоками InRow позволяет получить ещё более высокую мощность совокупного решения отвода тепла для обслуживания оборудования ещё большей энергетической плотности.

Автор: Юрий Хомутский

Как известно, коммутационные узлы никогда не предназначались для размещения сетевого и ИТ-оборудования и обустраивались в самых неожиданных местах – в любом свободном закутке нередко самой причудливой формы. Порой даже в тесном чуланчике, где хранились швабра и ведро!

Некогда возможностей системы вентиляции и кондиционирования здания вполне хватало для отвода тепла из таких малых ИТ-помещений. Но эти системы обычно отключаются по вечерам и на выходные, что не может не сказываться на готовности оборудования. Кроме того, рост энергетической плотности рано или поздно приводит к недостаточности прежней системы отвода тепла. Учитывая, что со временем многие свободные ИТ-помещения приобрели весьма ответственную роль, пришла пора пересмотреть требования к их охлаждению, а также перейти к учету таких требований на возможно ранних этапах. Оптимальные уровни эффективности и готовности могут достигаться на основе различных стратегий.

Кондиционирование малых ИТ-помещений

Для уровня мощности менее 700Вт: пассивная вентиляция (т.е. достаточно правильно расположенных отверстий или каналов для воздухообмена с окружающей средой)

Для уровней мощности от 700 до 2000Вт рекомендовано применение вентиляторов. Правильный выбор их количества и расположения позволит обеспечить отвод и большей тепловой мощности.

Для более высоких уровней мощности, возникающих при размещении в коммутационных узлах сервером и коммутаторов с поддержкой технологии VoIP, рекомендуется применение структурированной системы вентиляции. В случае превышения мощности в 2000 Вт при эксплуатации ответственных приложений (для обычных – 4500Вт) или когда воздух за стенами коммутационного узла имеет слишком высокую температуру, загрязнен или его параметры не контролируются, желательно использовать средства местного кондиционирования, например, навесные кондиционеры InRow или мобильные кондиционеры, входящие в линейку InRoom. Полагаться на существующие системы общего кондиционирования не рекомендуется, поскольку это практически всегда ведет к значительным колебаниям температуры в коммутационном узле.

Оборудование, подключенное к системе бесперебойного питания, продолжает выделять тепло и в случае отключения электросети. Если время автономной работы превышает 10 минут, необходимо подключить к ИБП (выбираемого, кстати, с учетом этой рекомендации) также и вентиляторы или кондиционеры.

Мобильное охлаждение от APC

Удобным вариантом кондиционирования слабонагруженных серверных является применение мобильных кондиционеров, поэтому в линейке кондиционеров InRoom появился портативный кондиционер InRoom SC. Холодопроизводительность установки – 3.5кВт.

Преимущества решения:

• Мобильность: кондиционер может свободно перемещаться на специально предназначенных для этого роликах,
• Простая установка, не требующая участия подготовленных специалистов,
• Отсутствие пуско-наладочных работ. Работа по принципу Plug&Play,
• Удаляет нагретый воздух посредством гибких воздуховодов за подвесной потолок или в систему жестких воздуховодов,
• Наличие режимов экономии энергии,
• Автоматический перезапуск после отключения электропитания,
• Светодиодная индикация визуального оповещения.

Автор: Юрий Хомутский

Цель разработки – не надеяться на то, что система охлаждения справится с будущей нагрузкой, а точно знать резерв имеющегося кондиционирования заранее. Для этого необходимо рассчитать новый уровень потребности в ресурсе охлаждения ещё до установки дополнительного оборудования.

Например, допустим, что на сегодняшний день имеющаяся внутрирядная система работает эффективно. Но что будет, если завтра потребуется установить дополнительное ИТ-оборудование? Хватит ли холодильной мощности при текущем размещении кондиционеров, компоновке рядов, геометрии помещения, расположения зоны для нового серверного оборудования?

На эти вопросы призван ответить калькулятор InRow Ancillary IT Equipment Cooling Calculator от компании APC by Schneider Electric (http://www.apcmedia.com/salestools/WTOL-7N2RU9_R0_EN.swf).

Данное интернет-приложение позволяет моделировать различные сценарии, моментально определяя, потребует ли установка дополнительного ИТ-оборудования увеличения мощности охлаждения. Самое главное, что ответ будет получен заранее, а не постфактум.

Рис. 1. Результат расчета при добавлении 10кВт нагрузки в серверную мощностью 60кВт: всё в порядке

Рис. 2. Результат расчета при добавлении 20кВт нагрузки в серверную мощностью 60кВт: необходимо дополнительное охлаждение.

Материал опубликован с целью ознакомления и расширения кругозора. На практике результаты расчетов автором не проверялись.

Автор: Юрий Хомутский

Коммутационный стоечный блок распределения питания нового поколения AP8653 с замером по каждому выходу предоставляет специалистам, обслуживающим ЦОДы, следующие возможности:
Измерение электропитания на каждом отдельном выходе дает более подробную информацию о распределении электропитания в монтажном шкафу. Ранее функциональность ограничивалась возможностью выполнения измерений по отдельной фазе. Измерение по каждому выходу позволяет анализировать тенденции энергопотребления на каждом подключенном устройстве и планировать емкость.

Эффективная настройка подключенной нагрузки и планирование будущей нагрузки — Стоечный блок распределения питания прошит программным обеспечением, позволяющим выводить на дисплей графики потребления энергии каждым отдельным подключенным устройством. Программное обеспечение также выполняет ведение подробных журналов регистрации, которые можно использовать для планирования будущего переоборудования или наращивания мощностей.

Удаленное управление отдельными выходами — Специалисты, обслуживающие ЦОДы, используют удаленное управление уровнем выходного электропитания для включения/отключения энергоснабжения и перераспределения электропитания при перезагрузке зависшего оборудования, а также при предотвращении несанкционированного использования отдельных выходов. Управление переключением питания и задержкой дает возможность специалистам, обслуживающим ЦОДы, определять последовательность включения и выключения питания оборудования, позволяя избежать превышения нагрузки при восстановлении питания. В результате приоритетного распределения нагрузки увеличивается время безотказной работы ответственного оборудования.

При всех дополнительных функциях семейства коммутируемых стоечных блоков распределения питания специалисты, обслуживающие ЦОДы, все также смогут пользоваться функциональными возможностями предыдущих хорошо знакомых им версий, начиная с платформы стоечных блоков распределения питания серии AP8000.

- косвенный испарительный теплообмен — тепло от поступающего воздуха удаляется за счет испарения воды с наружной стороны каналов теплообменника;

- при превышении окружающей температурой порога 7 °C (эта величина может корректироваться в в зависимости от параметров воздуха в ЦОД) подключается дополнительное орошение, а при температуре 27 °C (величина также может меняться в зависимости от параметров ЦОД) подключается пропорциональный фреоновый контур.

Таким образом, при низких температурах система обходится и без воды, и без фреона, работая только на окружающем воздухе. Когда температуры и количества обычного воздуха начинает не хватать для обеспечения заданной температуры подаваемого воздуха в ЦОД, подключается оросительная система, когда система с дополнительным орошением перестает обеспечивать заданный температурный режим, подключается компрессорная система.

Система охлаждения EcoBreeze построена по модульному принципу и состоит из модулей мощностью 50 кВт, которые могут объединяться в группы, включающие до четырех (200 кВт) или восьми (40 кВт) модулей.

Применение EcoBreeze совместно с другими энергоэффективными компонентами инженерной инфраструктуры ЦОД позволяет достичь значений среднегодового PUE всего ЦОД в пределах 1,25 – 1,3. Возможность сочетания трех способов охлаждения позволяет получить холодильный коэффициент на уровне 25, что недостижимо на традиционных системах охлаждения. При уменьшении нагрузки на систему охлаждения, например, при построении отказоустойчивой

системы уровня 2N эффективность данного решения только увеличивается за счет того, что естественное охлаждение работает практически круглогодично без подключения компрессорной системы.

В декабре 2011 года модульная система охлаждения EcoBreeze будет доступна для заказа в России.

О APC by Schneider Electric

APC by Schneider Electric, мировой лидер в индустрии решений по энергообеспечению и охлаждению ответственных систем является подразделением IT Business компании Schneider Electric и предлагает лучшее в отрасли оборудование, программное обеспечение и инженерные комплексы для центров обработки данных, производственных объектов, офисов и домашней электроники.

Со свойственным ему новаторством APC by Schneider Electric постоянно создает революционные и энергоэффективные решения для ответственных приложений в области ИТ и промышленного производства.

Ассортимент решений APC by Schneider Electric включает источники бесперебойного питания (ИБП), системы распределения электроэнергии и прецизионного кондиционирования, стоечные системы, средства обеспечения физической безопасности, системы проектирования и управления, а также инженерную архитектуру APC InfraStruxure® — наиболее полный программно-аппаратный комплекс для решения задач энергообеспечения, кондиционирования и управления в коммутационных узлах, серверных комнатах и центрах обработки данных.

Специализирующаяся в области управления энергетическими ресурсами и имеющая представительства более чем в 100 странах мира, компания Schneider Electric является ведущим разработчиком и поставщиком комплексных энергоэффективных решений. Компания занимает ведущие позиции на рынках гражданского и жилищного строительства, промышленности, энергетики и инфраструктуры, а также в области создания центров обработки данных и сетей. В 2010 году более 110 тыс. сотрудников компании, нацеленных на повышение безопасности, надежности и эффективности электротехнических систем, добились объема продаж более 19,6 млрд евро благодаря политике активного внедрения энергоэффективных технологий в частном, государственном и коммерческом секторах экономики.

www.apc.com

Контактная информация для прессы:

Алексей Ефремов Эмилия Пашнина

Fleishman-Hillard Vanguard APC by Schneider Electric

+7 495 937-31-31 +7 495 620-90-95

efremov@fhv.ru emiliya.panova@apc.com

Система состоит из 40 ИТ-контейнеров и 20 контейнеров c естественным охлаждением размещенных сверху.
Компания, являющаяся производителем оборудования для центров обработки данных IBM’s Portable Modular, установилa контейнеры в апреле, заявив, чтo коэффициент энергоэффективности (PUE) составляет 1,09 а функционирование без чиллеров составляет 92% времени.

В то время как EcoPod HP и APC Ecobreeze AST и другие компании занимающиеся разработкой контейнерных ЦОД, реализуют в своих решениях концепцию снижения затрат за счет свободного охлаждения на рынке уже существуют контейнерные системы охлаждения на базе фрикуллинга. “AST Modular уже начала установку таких решений с 2009 года в дата–центре Thor в Исландии“, сказал генеральный директор AST Генри Даунерт.

Компания утверждает, что ее системы естественного охлаждения являются косвенными экономически-выгодными для охлаждения воздуха, используя пассивный воздух в теплообменнике для охлаждения центров обработки данных. В заявлении было сказано: “Интеллектуальная система управления максимально продлевает полезное время естественного охлаждения, за счет мониторинга более 300 параметров. Онa способна выбирать между 100% естественным охлаждением при температуре ниже 19 ° С, частичной экономизацией с использованием адиабатического охлаждения, или механическим охлаждением при температурах выше 26 ° С (температура по влажному термометру <20 ° С). В результате, большинство поступающей энергии может быть отдана для работы критически важных аппаратных средств и приложений.

По материалам: datacenterdynamics.com

Действующие нормативы

Опубликованные на данный момент нормативы, касающиеся температуры и влажности в помещениях ЦОД (рис. 1), определяют рекомендуемые и допустимые диапазоны значения параметров. При этом в помещениях должны поддерживаться рекомендуемые температура и влажность, а оборудование следует проектировать так, чтобы оно могло функционировать в пределах допустимых значений. Кроме того, нормативы описывают пять классов объектов по передаче и обработке данных (табл. 1). Первый класс — это стандартные ЦОД, второй — помещения для работы компьютерного оборудования, офисы и лаборатории, третий — дом или домашний офис, четвертый — промышленное предприятие или склад. И наконец, пятый класс — класс NEBS — средства связи центрального офиса.

Рис. 1. Нормативы ASHRAE по температуре и влажности для ЦОД и телекоммуникационных центров

Из рис. 1 видно, что в 2008 году диапазон рекомендуемых значений температуры и влажности был расширен. Это изменение позволило увеличить количество часов, в течение которых ЦОД может охлаждаться при помощи экономайзеров или испарительных охладителей, а не кондиционеров. Однако нормы, касающиеся влажности, существенно ограничивают возможность использования этих энерго­эффективных технологий.

Следует оговориться, что нормативы устанавливают значения температуры воздуха, подающегося на стойки с электронной аппаратурой. Проходя через сервер, он обычно нагревается на 11–33°C.

Влияние действующих нормативов на энергопотребление оборудования для кондиционирования и вентиляции

Рис. 2. Влияние температуры наружного воздуха на производительность и эффективность кондиционера

Итак, изменения, внесенные в 2008 году, значительно расширили рекомендуемый диапазон температур. Но что дает повышение температуры воздуха, подаваемого на компьютеры и телекоммуникационное оборудование? Ответ на этот вопрос зависит от характеристик системы кондиционирования и вентиляции, используемой в ЦОД. Как правило, в этом случае ее холодопроизводительность и энергоэффективность растут. Это на сто процентов справедливо при использовании экономайзеров или испарительных охладителей. Но и без них система с прямым расширением потребляет тем меньше энергии, чем выше температура, до которой охлаждается воздух, ведь нагрузка на компрессор в этом случае снижается.

Для простоты пока будем считать, что повышение температуры воздуха никак не сказывается на энергопотреблении компьютеров и телекоммуникационного оборудования.

На рис. 2 показана зависимость холодопроизводительности и коэффициента эффективности COP от наружной температуры по сухому термометру (OAdb) для кондиционера, использующего принцип прямого расширения. Хотя уменьшение наружной температуры и повышение температуры воздуха, подаваемого на аппаратуру, не одно и то же, оба эти процесса уменьшают нагрузку на компрессор кондиционера, сокращая разницу давлений хладагента в испарителе и конденсаторе. Как показано на рис. 2, понижение наружной температуры по сухому термометру на 5,6°C поднимает холодопроизводительность приблизительно на 5% и на 11% повышает COP.

Для того чтобы выделить влияние температуры приточного воздуха на энергоэффективность ЦОД, были исследованы данные, полученные в местах, соответствующих четырем из шестнад­цати климатических зон, описанных стандартом ASHRAE 90.1: в Вашингтоне — зона 4А, мягкий и влажный климат; в Солт-Лейк-Сити — 5B, холодный и сухой; в Хьюстоне — 2А, жаркий и влажный; в Сан-Хосе (штат Калифорния) — 3С, умеренно-морской. По данным Департамента энергетики США, именно в этих четырех зонах с 2003 по 2007 год возводилось и реконструировалось 91,4% всей коммерческой недвижимости в Америке.

В табл. 2 представлены данные об энергосбережении, которого позволяет добиться использование воздушных экономайзеров совместно с кондиционерами, использующими принцип прямого расширения, и системами «чиллер – фэнкойл».

В случае кондиционеров экономия составляет от 19 до 63%. Наилучший результат получен в климатических зонах 5B и 3C, наихудший — в 2А. В системах «чиллер – фэнкойл» экономайзер позволил сберечь от 12 до 37% энергии. Меньший, чем для кондиционеров, результат связан с тем, что этот тип оборудования гораздо менее эффективен сам по себе.

Основываясь на полученных данных, была составлена табл. 3, где указано, сколько часов в течение года охлаждение может осуществляться только при помощи экономайзера.

На рис. 3 собраны показания сухого термометра для каждой климатической зоны. Воспользовавшись данными из табл. 3, мы можем узнать, как влияют на возможность применения экономайзера заданное значение температуры приточного воздуха и установленный диапазон допустимой влажности. К примеру, в Вашингтоне, задав значение температуры приточного воздуха равное 21°C и не ограничивая уровень влажности, экономайзер можно использовать в течение 76% от всего времени в году. Однако стоит ограничить влажность диапазоном рекомендуемых значений, установленных температурными нормативами, как эта цифра уменьшится до 3%. Если поднять заданное значение тем-пературы приточного воздуха до 27°C, то для тех же условий время использования свободного охлаждения составит 91 и 6% соответственно.

Рис. 4. Данные по температуре по мокрому термометру для четырех климатических зон

Конечно, этот анализ весьма приблизителен и не дает полной картины. Тем не менее мы можем сделать следующие выводы:
За счет использования экономайзеров можно добиться существенной экономии энергии.

Повышение требуемого значения температуры приточного воздуха увеличивает количество часов, в течение которых может быть использован экономайзер.

Ограничение допустимого уровня влажности существенно уменьшает это количество часов.

Адиабатическое увлажнение (использование испарительного охладителя или ультразвукового увлажнителя) способно значительно увеличить количество времени, в течение которого можно использовать свободное охлаждение экономайзером, при этом не давая уровню влажности упасть ниже минимально допустимого уровня.

Если вернуться к примеру с Вашингтоном, то при заданном значении температуры приточного воздуха, равном 21°C, применение увлажнителей позволит использовать экономайзер 76% времени. Разумеется, лишь в случае, когда допустимый уровень влажности ограничен только снизу.

Применение адиабатических увлажнителей увеличивает расход воды, но при этом существенно снижает затраты на охлаждение.

Неадиабатические увлажнители (инфракрасные или паровые), напротив, увеличивают общее энергопотребление.

Рис. 5. Температура серверной стойки

Рис. 4 содержит данные о температуре по мокрому термометру в каждой из четырех климатических зон. В табл. 4 собраны сведения о количестве часов, в течение которых температура по мокрому термометру в каждой из четрех климатических зон не превышает определенные значения из диапазона 27°C ~ –1,1°C. Например, в Вашингтоне температура никогда не поднимается выше 27°C. При этом она ниже или равна –1,1°C лишь 15% времени в течение года.

Из табл. 4 следует, что если задать температуру приточного воздуха равной 27°C, то в каждой климатической зоне ЦОД могут обслуживаться только испарительными охладителями. Уменьшение значения температуры до 21°C сократит время работы испарителя до 62% в Хьюстоне и до 89% в Вашингтоне.

Применение испарительных охладителей позволяет не только уменьшить нагрузку на кондиционер, но и очистить воздух от пыли и летучих соединений.

Что касается водяных экономайзеров, то тут дело обстоит несколько сложнее, поскольку их производительность зависит от множества факторов. Тем не менее установлено, что потенциал экономии за счет их использования в ЦОД весьма значителен. Так, в Эль-Пасо, штат Техас (климатическая зона 3B), с их помощью удалось добиться сокращения энергопотребления системами кондиционирования и вентиляции на 30%, а в городе Хелена, штат Монтана (зона 6B), — почти на 50%. Повышение температуры приточного воздуха приводит к сокращению энергозатрат еще и за счет того, что возвратная вода в системе «чиллер-фэнкойл» нагревается сильнее. Кроме того, в этом случае требуется менее интенсивный поток через теплообменник, что снижает нагрузку на насос.

Возможные препятствия на пути экономии

Итак, мы установили, что повышение температуры приточного воздуха в ЦОД должно привести к значительной экономии энергии. Однако такой способ повышения энергоэффективности оборудования сопряжен с рядом серьезных проблем. Это, вопервых, необходимость в организации движения воздуха; вовторых, влияние повышения температуры на энергопотребление серверов; втретьих, наличие ограничений по влажности, препятствующее широкому применению систем со свободным охлаждением, и, наконец, необходимость адаптировать параметры системы охлаждения к изменениям в работе серверов.

Организация движения воздуха

Рис. 6. Изменение энергопотребления и скорости вращения охлаждающего вентилятора

Национальная лаборатория им. Лоуренса в Беркли (LBNL) представила результаты сопоставительного анализа множества ЦОД. Один из показателей, по которому проводилось сравнение, — отношение воздушного потока, создаваемого приточной вентиляцией, к потоку через охлаждаемую аппаратуру (серверы). В большинстве случаев это отношение составило 2,5:1. Это говорит о серьезном перерасходе энергии вентиляторами серверов.

Причин такого перерасхода несколько. Первая — проектировщики компьютеров исходят из наихудших предположений об условиях их работы. Вторая — реальная нагрузка на серверы ЦОД оказывается существенно ниже проектной. Третья — операторы ЦОД для охлаждения аппаратуры усиливают воздушный поток, создаваемый кондиционерами (если он регулируется), или включают резервное климатическое оборудование.

Решить эту проблему можно, оптимальным образом организовав движение воздуха. В частности, установив в серверных стойках заглушки, предотвращающие перемещение воздуха из горячих проходов в холодные, перекрыв утечки через пол и между стойками, разграничив холодные и горячие проходы. Для одного из своих суперкомпьютеров LBNL при помощи этих мер удалось на 75% снизить требуемую мощность вентилятора (рис. 6).

График на рис. 5 изображает показания трех датчиков температуры воздуха, подаваемого на стойки с аппаратурой: желтый цвет соответствует показаниям датчика, установленного на самом верху стойки; розовый — посередине; синий — внизу. График разделен на три части. Слева — изначальное состояние; в середине — период настройки; справа — после организации холодных проходов.

Первоначально температура возле стойки менялась от 10°C внизу до 24°C наверху. После оптимизации показания датчиков стали гораздо ближе: 10 и 16°C. Как показывает график, первоначальное состояние не отвечало стандартам ASHRAE, но организация холодных проходов исправила положение.

Влияние температуры подаваемого воздуха на энергопотребление сервера

Энергопотребление вентиляторов охлаждения с регулируемой скоростью вращения, установленных в серверах, растет при повышении температуры подаваемого воздуха. Особенно заметным этот рост становится при температурах выше 25°C. Кроме того, на расход энергии влияют возникающие при росте температуры токи утечки.

В 2009 году APC и Dell тестировали три типа серверов на предмет влияния температуры подаваемого воздуха на энергопотребление. Данные, полученные в ходе тестирования, совпали с результатами исследования, проведенного LBNL (рис. 7). Как следует из графика на рис. 7, энергопотребление сервера вырастает почти на 14% при повышении температуры подаваемого воздуха с 21 до 32 °C. Конечно, это существенный рост, но он не сравним с экономией, которую дает использование воздушных и водяных экономайзеров или испарительных охладителей.

Разработчики могут скорректировать реакцию серверов на повышение температуры. То, что обычно компьютерная техника проектируется в расчете на температуру подаваемого воздуха, равную 23,9°C, не означает, что ее невозможно сконструировать так, чтобы она нормально функционировала и при более высоких температурах. В те времена, когда создавались многие из ныне действующих серверов, электроэнергия еще не была столь дорога. Сегодня же производители стараются сделать свои изделия более экономичными, в том числе рассчитывая их на эксплуатацию в более «жарких» условиях. Весной 2010 года одна из компаний представила сервер, спроектированный для эксплуатации при 40°C. Применение такого оборудования в ЦОД позволит обойтись совсем без кондиционеров, используя для охлаждения вентиляцию и охлаждение испарением.

Контроль влажности

Рис. 7. Результаты исследования зависимости энергопотребления сервера от температуры поступающего воздуха

Как видно из табл. 2, соблюдение верхних и нижних границ по влажности существенно уменьшает эффективность использования воздушных экономайзеров. В опубликованных в 2008 году Техническим комитетом 9.9 ASHRAEрасширенных температурных нормативах были сохранены ограничения максимально и минимально допустимой влажности. Первое сделано для предотвращения электрохимической коррозии; второе — чтобы избежать возникновения электростатических разрядов. В статье «Контроль влажности в ЦОД: так ли он необходим?», опубликованной в мартовском номере журнала ASHRAE, было сказано, что действующие ограничения по влажности принимались без проведения необходимых исследований и даже без формального рассмотрения возможных последствий их нарушений. По данным недавно опубликованных исследований, контроль влажности не является эффективным средством предотвращения электростатических разрядов, а для протекания электрохимических реакций необходима относительная влажность более 80%.

Изменения потребности в охлаждении в зависимости от нагрузки серверов

ЦОД — это всегда динамично меняющаяся обстановка. Нагрузка серверов меняется, меняется и скорость вращения вентиляторов охлаждения. Чтобы достичь максимальной эффективности, холодопроизводительность системы кондиционирования и вентиляции должна изменяться в зависимости от тепловой нагрузки. Сейчас для этого все чаще используются датчики температуры воздуха, подаваемого на стойку с аппаратурой. Эти датчики устанавливают либо на стойку, либо внутрь самого сервера.

Заключение

Повышение рабочей температуры в ЦОД ведет к существенной экономии энергии. Для кондиционеров и систем «чиллер-фэнкойл» более высокая температура позволяет повысить производительность и эффективность холодильного оборудования. Кроме того, в системах с водяным охлаждением достигается дополнительная экономия.

Также рост температуры увеличивает количество часов, в течение которых охлаждение может осуществляться за счет водяных и воздушных экономайзеров, испарительных охладителей. Однако сейчас достичь существенной экономии можно, лишь нарушив действующие нормативы, касающиеся влажности.

Комитеты ASHRAE сделали первый шаг на пути повышения энергоэффективности, увеличив в 2008 году рекомендуемое значение температуры с 25 до 27°C. Следующим шагом должно стать расширение диапазона значений влажности или даже полная отмена этих ограничений. Это позволит значительно уменьшить энергозатраты за счет использования технологии свободного охлаждения.

Еще большего эффекта можно достичь, действуя совместно с производителями компьютеров и телекоммуникационного оборудования, убедив их проектировать свою продукцию для работы при более высоких температурах.

Эффективным способом решения существующих проблем может стать привлечение производителей IT-оборудования и климатической техники, владельцев и персонала ЦОД, инженеровклиматиков, специалистов по повышению энергоэффективности к разработке соответствующих стандартов ANSI/ASHRAE.

Марк Хайдеман, дипломированный инженер, член Технического комитета 9.9 (ASHRAE TC 9.9) и вице-председатель Постоянного комитета по разработке стандарта 90.1 (SSPC 90.1)
Статья предоставлена журналом “Мир климата”: Влияние действующих температурных нормативов на энергопотребление центров обработки данных.

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.

Как отмечается, портфель решений Schneider Electric покрывает до 80% потребностей в инженерных системах, необходимых для строительства энергоэффективных центров обработки данных. Новая структура в рамках подразделения IT Business займется интеграцией опыта и возможностей Schneider Electric в области проектирования крупных ЦОДов, говорится в сообщении компании.

«Мы обладаем серьезным опытом создания надежных и энергоэффективных инженерных систем, которые используются в центрах обработки данных, — заявил Александр Аносов, директор департамента интеграции подразделения IT Business компании «Шнейдер Электрик». — APC by Schneider Electric и ранее предоставляло консультационные услуги при проектировании систем электропитания и кондиционирования, но теперь мы сможем создавать вычислительные центры “под ключ” и сопровождать строительство крупных ЦОДов на всех этапах — от разработки концепции и проектирования до строительства и эксплуатации дата-центра».

Новое подразделение компании будет работать не только с партнерами Schneider Electric — системными интеграторами — но и предлагать услуги подобного рода своим традиционным заказчикам, работающим с компанией напрямую. По информации Schneider Electric, департамент интеграции предоставит в распоряжение партнеров и заказчиков необходимые ресурсы и компетенции для построения высоконадежных, оснащенных в соответствии с передовыми международными трендами, полностью соответствующих бизнес-требованиям заказчика ЦОДов, используя опыт, накопленный компанией в ходе реализации проектов на территории США, Европы и России.

Источник: cnews.ru

ЦОД «Рига» строился с нуля в соответствии с европейскими стандартами построения ЦОДов и спроектирован согласно уровню TIER IV. Для распределения электропитания и охлаждения используются несколько маршрутов, инженерные системы полностью дублируют друг друга. Это позволяет осуществлять самые разные профилактические работы без остановки важных ИТ-процессов, при этом доступность TIER IV согласно Uptime Institute составляет 99,995%.

Систем резервного питания APC Symmetra MW с избытком хватает для обеспечения электроэнергией всей ИТ-инфраструктуры ЦОДа в случае отключения линии электропередачи, до момента переключения с основного источника электроэнергии на запасной (на дизельный генератор или альтернативную линию подачи электроэнергии).

Мощность одного дизельного генератора SDMO составляет 1 МВт.

На случай пожара в ЦОДе предусмотрена современная система газового пожаротушения FM200.

Соответствующий микро-климат поддерживается системой Emerson Network Power. На картинке одно из устройств систем охлаждения Emerson Network Power 555 Квт.

В системе охлаждения находится 29 тонн охлаждающей жидкости, которая циркулирует по помещениям ЦОДа с помощью специальной насосной станции, находящейся на крыше ЦОДа.

«Умные» системы климат-контроля позволяют поддерживать в каждом помещении ЦОДа необходимую температуру – от 8° до 24° C.

Охлажденный воздух подается в серверные помещения через отверстия фальшпола NESITE. Высота фальшпола составляет 600мм и используется также для прокладки коммуникаций.

ЦОД «Рига» – провайдеронезависимый (carrier-neutral), коммуникации обеспечиваются различными провайдерам. Среди них Global Crossing, Globalcom, Verizon, RETN.NET, Level3 Сommunications, Синтерра . Скорость оптического соединения 10 Гбит/с, доступны прямые линки с Россией. Подключения достигают таких больших европейских пунктов обмена данных, как AMS-IX, DE-CIX, LINX и MSK-IX. Трафик неограничен и не считается по гигабайтам, а сразу выделяется необходимая ширина канала в конкретном направлении. Из сетевой инфраструктуры используется оборудование CISCO, Juniper, Dell Powerconnect, HP и другие.

Все двери в ЦОДе и здании – огнеупорные. Каждая дверь на электронном замке с ID-доступом. Передвижение по зданию возможно только при наличии специальной чип-карты и в сопровождении охранника или работника компании. В ЦОДе обеспечена круглосуточная физическая охрана с повсеместным видео наблюдением.

Непосредственно при ЦОДе находятся сертифицированные ИТ-специалисты: опытные специалисты Microsoft, администраторы систем Unix и Oracle, специалисты со сертификатами MS, Linuх, Lotus, RIPE NCC, Cisco, Vmware technical sales Professional, DELL product sales, DocLogix.

Техническая поддержка постоянно следит и поддерживает нормальную работу серверов и систем хранения данных любых вендоров, как и сетевых систем ЦОДа. Оборудованию клиента гарантируется быстрое реагирование персонала в случае возникновения проблем и незамедлительное устранение помех в соответствии с уровнем SLA. Техподдержка многоязычная, общение осуществляется в том числе на русском и английском языках.

DEAC предоставляет 100% аутсорсинга, т.е. может полностью перенять на себя заботу об ИТ-инфраструктуре Заказчика в соответствии с международными стандартами качества ISO 9001 и ISO 27011. Предлагаются все возможные услуги ЦОДа – от виртуальных серверов до серверных шкафов любой конфигурации, со всем необходимым оборудованием и коммуникациями. Можно арендовать или купить для размещения любой сервер любого вендора по желанию Заказчика, хотя покупать свое оборудование имеет один существенный недостаток – высокие единовременные затраты на его покупку. Например, аренда сервера позволяет удаленно его администрировать начиная с аппаратного уровня, таким образом, обеспечивая Заказчику полный контроль над оборудованием. В случае большого количества серверов возможно также выделение модуля IP KVM. Но при желании Заказчика предоставляем услугу доставки оборудования Заказчика в индивидуальном порядке.

Для Заказчиков с жесткими требованиями по хранению данных и доступа к ним в ЦОДе есть возможность арендовать выделенные серверные зоны и выделенные серверные помещения. Не составляет трудности обеспечить и другие дополнительные услуги по желанию Заказчика – администрирование, обеспечение защиты от кибер-аттак и т.д. В целом, самый оптимальный вариант сотрудничества – это аренда инфраструктуры ЦОДов, и постепенное изменение ее конфигурации по мере меняющейся нагрузки на ИТ-систему Заказчика по объему данных и единовременным пользователям. Менеджеры DEAC оперативно помогут разрешить самые сложные трудности, возникшие у Заказчиков, и по мере необходимости, могут перенять часть таких административных функций Заказчика, как общение с вендорами и другими поставщиками ИТ-услуг, обеспечивая Заказчику возможность сократить количество участвующих сотрудников, отвечающих за ИТ, вплоть до одного, и концентрировать свое внимание на своей профильной деятельности.

В заключении следует подчеркнуть, что решения компании DEAC особенно выгодны для российских компаний, работающих на федеральном уровне и имеющих филиалы в Европе. Один из возможных вариантов – создание резервного ЦОДа для компании с планом аварийного восстановления с уровнем вплоть до TIER IV. ЦОДы DEAC позволят Заказчику максимально минимизировать страновой риск, работать с гарантированной скоростью и 100% доступностью к данным из любого региона России или Европы.