Мощные солнечные фермы на службе дата-центров

Восточнее города Принстон, штат Нью-Джерси (США), есть участок автомагистрали, проезжая по которому можно заметить огромный массив солнечных панелей, покрывающих земельный участок площадью в 20.2 гектара. Генерирующие мощности этой солнечной фермы, которая простирается почти до горизонта, обеспечивают электроэнергией находящийся неподалеку центр обработки данных компании QTS, сдающей помещения внутри своих серверных ферм в аренду для последующего совместного размещения клиентского IT-оборудования.

Гелиоэлектростанция снабжающая электричеством дата-центр колокейшн-провайдера QTS близ Принстона состоит из более чем 57 тысяч солнечных панелей, совокупная пиковая мощность которых доходит до 14.1 мегаватта. Этого более чем достаточно для удовлетворения дневных потребностей в электроэнергии единственного арендатора помещений в рассматриваемой серверной ферме, которым является американский медиахолдинг McGraw-Hill.

Этот массив солнечных панелей снабжает электричеством дата-центр колокейшн-провайдера QTS в американском штате Нью-Джерси

Солнечная ферма QTS в Принстоне символизирует новый этап развития индустрии ЦОД, когда использование возобновляемых источников энергии для энергоснабжения серверных ферм переходит из разряда чего-то экстраординарного в разряд обыденности. Теперь все больше мощных СЭС направляют десятки мегаватт солнечной электроэнергии к дата-центрам компаний, которые могут позволить себе траты на землю и генерирующие мощности. При этом пока горстка владельцев ЦОД создает свои собственные солнечные фермы, другие IT-корпорации инвестируют в проекты по возведению экологических чистых генерирующих мощностей, реализуемые сторонними энергетическими компаниями, чтобы в конечном счете получить доступ к дешевому и «зеленому» электричеству с минимальными капвложениями.

Интенсификация использования возобновляемых источников энергии

Первый крупный проект по переводу дата-центра на солнечную энергию был реализован в 2005 году, когда компания AISO построила ЦОД, который запитывался целиком и полностью от солнечных батарей. Калифорнийский хостинг-провайдер использовал 120 фотоэлектрических панелей, чтобы обеспечить электроэнергией ЦОД с машзалом на 200 квадратных метров.

До последнего времени операторы серверных ферм не использовали гелиоэнергетику достаточно широко, потому что для запитки даже средних по мощности ЦОД требуются очень большие по площади солнечные фермы. Именно поэтому полный перевод дата-центра на солнечные панели ранее казался крайне непрактичным шагом. Но постепенный рост КПД фотоэлектрических ячеек, появление государственных программ субсидирования и фискального стимулирования компаний, стремящихся минимизировать углеродный сред своего бизнеса, а также давлением со стороны экологических групп вроде Гринпис заставили компании вроде Apple и Facebook уделять больше внимания оценке целесообразности строительства солнечных ферм близ своих ЦОД.

В 2011 году представители упомянутого в начале статьи американского медиахолдинга McGraw-Hill, который занимается издательской деятельностью, телевещанием, оказанием финансовых и бизнес-услуг, объявили о своих амбициозных планах по переводу коммерческого дата-центра QTS в Ист-Виндзоре, в котором медиахолдинга арендовал помещения, на солнечные батареи. Этот ЦОД, строительство которого обошлось в $ 60 млн., используется для поддержки бизнес-процессов «дочек» McGraw-Hill, в число которых входят рейтинговое агентство Standard & Poor’s и издание BusinessWeek. Перевод серверной фермы на солнечную энергию позволил медиахолдингу снизить размер углеродного следа своего бизнеса на объем, эквивалентный выхлопам почти 2500 автомобилей с ДВС.

Вид с воздуха на массив солнечных батарей в Ист-Виндзоре, штат Нью-Джерси (США)

Несмотря на внушительную площадь солнечной фермы близ дата-центра QTS, она является отнюдь не самой большой и мощной в группе СЭС, используемых для запитки ЦОД различных компаний. К примеру, Apple построила две 20-мегаваттных солнечных фермы около своего дата-центра в городе Мейден, штат Северная Каролина (США), и планирует создать еще одну подобную гелиоэлектростанцию для поддержки своей новой серверной фермы близ города Рино, штат Невада (США).

Взаимовыгодное партнерство

Как известно, поток электроэнергии, поступающей от солнечных батарей, отличается непостоянством: экологически чистое электричество доступно только когда светит Солнце. А поскольку большинство дата-центров работают круглосуточно им необходим альтернативный источник электричества, когда наступает ночь или небо заволакивают тучи. Когда солнце садится, дата-центр QTS переключается на электричество из центральной сети, поступающее из генерирующих мощностей местного коммунального предприятия Jersey Central Power & Light.

Компания McGraw-Hill занимает около 18 тыс. квадратных метров в машзалах ЦОД, общая площадь которых составляет 360 тыс. квадратных метров, используя при этом около 4 МВт электроэнергии. Когда массив солнечных батарей работает, избыточная электроэнергия направляется в центральную сеть и поступает в распоряжение Jersey Central Power & Light. По ночам, в ЦОД передается электричество от Jersey Central Power & Light в практически эквивалентном или более малом количестве, за счет чего совокупный углеродный след вычислительных мощностей McGraw-Hill стремится к нулю.

Солнечная ферма находится примерно в полукилометре от дата-центра, к которому проведены две силовых линии на 34.5 киловольт каждая. Эффективность работы генерирующих мощностей на базе солнечных батарей поддерживается с помощью 12 трансформаторов и 24 инверторов.

Часть массива из 57 тысяч солнечных батарей близ дата-центра QTS

Мощность гелиоэлектростанции снижается зимой, когда дни становятся короче. Кроме того, многие панели покрывает снег, который снижает их КПД. В Нью-Джерси в среднем выпадает по 66 сантиметров снега в год, при этом прошлой зимой данный показатель превысил метровую отметку. К счастью, снег редко задерживается на панелях очень долго благодаря тому, что генерирующие мощности достаточно сильно нагреваются под воздействием Солнца.

Солнечная энергетика сделает облако «зеленее»?

Активный переход индустрии ЦОД на возобновляемые источники энергии был не в последнюю очередь обусловлен стремлением операторов серверных ферм избавить себя от критики со стороны экологической группы Гринпис. Появление этих огромных солнечных ферм позволило уменьшить гнев защитников природы, но затем началось активное обсуждение негативного влияния самих СЭС на природу: скептики отмечали, что вырубка деревьев, чтобы освободить место для солнечных панелей (именно это проделала корпорация Apple в Северной Каролине), вряд ли способствует повышению экологичности дата-центров.

Но большинство операторов ЦОД обеспокоены главным образом стоимостью солнечных панелей. Да, их цена и, соответственно, себестоимость генерируемого с их помощью электричества снизились за последние годы, но при этом подобная электроэнергия все еще остается значительно более дорогой, чем та, что поступает из АЭС и ТЭЦ на газу. Вот почему чиновники предполагают инициаторам многих крупных проектов в области альтернативной энергетики фискальные стимулы. Та же McGraw-Hill смогла воспользоваться 30-процентным снижением уровня налогового бремени.

Вид с воздуха на массив солнечных батарей на крыше ЦОД DuPont Fabros NJ1 в Пискатауэй Тауншип, штат Нью-Джерси (США)

Так или иначе, демократичное фискальное законодательство способствует тому, что американский штат Нью-Джерси становится все более популярным среди строителей дата-центров, рассматривающих возможность запитки серверных ферм от солнечных батарей. Не так давно колокейшн-провайдер DuPont Fabros построил там солнечную ферму на 2 МВт на крыше своего огромного дата-центра в Пискатауэй Тауншип.