Япония и США начали разработку передового механизма электроснабжения ЦОД

Наша цивилизация все больше и больше опираться на различные вычислительные системы, которые используются для решения самых разнообразных задач: от организации торгов на биржах до обмена сообщениями между пользователями. Генерируемые в ходе этих процессов данные должны где-то размещаться и обрабатываться. Вот почему существуют дата-центры, представляющие собой огромные «склады» цифровой информации. Они комплектуются мощными серверами и емкими СХД, а также различными вспомогательными системами, в совокупности потребляющими огромное количество электроэнергии. Как следствие, в индустрии ЦОД никого не удивишь весомыми для корпоративного бюджета счетами за коммунальные услуги в целом и электричество в частности.

При этом высокий уровень потребления электроэнергии из центральной сети, в основе которой зачастую лежат «грязные» генерирующие мощности на базе угля и газа, ведет к увеличению корпоративного углеродного следа.

Ради решения этой проблемы усилия объединили инженеры Техасского университета в Остине и японское правительство. Университет и японские чиновники, интересы которых представляет государственная организация NEDO (New Energy and Industrial Technology Development Organization), объявили о начале совместного исследовательского проекта, конечной целью которое является повышение энергоэффективности дата-центров и минимизация их углеродного следа за счет перевода ЦОД на новый механизм генерации и распределения электроэнергии.

Проект предполагает исследование новых возможностей использования связки генерирующих мощностей на базе солнечной энергии и систем класса HVDC (высокое напряжение постоянного тока), применяемых для распределения генерируемой солнечными батареями электроэнергии на уровне ЦОД.

Гелиоэлектростанция позволяет генерировать электричество локально, избегая потерь при его передаче по протяженным ЛЭП. При этом сгенерированное с помощью солнечных батарей электричество характеризуется минимальным углеродным следом, поскольку речь идет об экологически чистом возобновляемом источнике энергии. В то же время система распределения постоянного тока позволяет исключить многократные преобразования постоянного тока в переменный (что особенно актуально в случае использования массива солнечных панелей ) в разрезе всей цепи: от генерирующих мощностей до серверных стоек и системы резервного электропитания.

Еще одним преимуществом комбинирования HVDC и солнечных панелей является возможность развернуть единую систему резервного электропитания на базе аккумуляторных батарей, экономя на капитальных и эксплуатационных расходах. Как известно, дата-центры нуждаются в аккумуляторах на случай перебоев в подаче электроэнергии из центральной сети или осуществления технических работ, предполагающих отключение от центральной сети. Гелиоэлектростанции, в свою очередь, не могут вырабатывать электричество круглосуточно: при высокой облачности их КПД падает, а в ночные часы – и вовсе стремится к нулю. Следовательно, для непрерывного обслуживание подключенной нагрузки с помощью солнечных батарей необходимо в течение дня накапливать излишки сгенерированного электричества в аккумуляторах, чтобы использовать образовавшийся ресурс ночью.

Предложения по развертыванию в ЦОД систем распределения электропитания постоянного тока озвучивались и ранее. Тем не менее, эта технология пока не пользуется высоким интересом со стороны операторов дата-центров, несмотря на очевидные преимущества с точки зрения повышения эффективности. Рыночные аналитики отмечают, что подобная инерция и стремление продолжить использование переменного тока связаны с наличием в уже эксплуатируемых ЦОД разнообразного оборудования, которое не поддерживает передовую технологию, а также с отсутствием на рынке широкого ассортимента доступных решений, которые позволили бы реализовать передовую концепцию во вновь возводимых дата-центрах.

Тем не менее, рост популярности локальных генерирующих мощностей на базе солнечных батарей (за счет удешевления панелей и стимулов в адрес использующих их организаций со стороны государства) может сделать системы распределения электропитания постоянного тока более интересными для операторов и владельцев ЦОД,