Электроснабжение ЦОД: новости от Kohler, Rolls-Royce, GenH2, ECL, ABB, Legrand, Vertiv

Взрывной спрос на услуги ЦОД после объявления пандемии существенно увеличил нагрузку на IT- и вспомогательное оборудование внутри серверных ферм. Пользователям требуется все больше вычислительных мощностей и дискового пространства для хранения данных.

Стремясь удовлетворить спрос, владельцы и операторы ЦОД развертывают дополнительные серверы и вспомогательное оборудование, включая электрораспределительные системы, дизель-генераторы и источники бесперебойного электропитания.

Но им также приходится учитывать аспект экологической устойчивости, чтобы не навредить корпоративному имиджу и избежать штрафов от регуляторов. На помощь приходят вендоры, предлагая все более эффективное и экологичное силовое оборудование. Доказательством служат представленные ниже новости.

Kohler отказывается от солярки в пользу гидрированного растительного масла при тестировании ДГУ

Производитель дизель-генераторов Kohler Power Systems, в ассортименте которого присутствуют многочисленные решения для ЦОД, отказывается от дизельного топлива в пользу биотоплива для тестирования генераторных установок. Компания, входящая в состав консорциума Kohler Co., будет применять гидрированное растительное масло на испытательном полигоне генераторов в Бресте, Франция.

Выбранный вендором продукт-заменитель представляет собой синтетический аналог дизтоплива, изготовленный из растительных масел или отходов переработки с добавлением водорода. Его можно использовать без модификации существующих двигателей.

Данный материал ранее уже использовался на брестской испытательной площадке в рамках небольших опытно-конструкторских проектов, проводимых в лаборатории. Теперь он применяется для тестирования всех генераторов. Примерно 325 тыс. литров ископаемого дизельного топлива, которое ранее ежегодно сжигалось на объекте в Бресте, теперь заменяется гидрированным растительным маслом.

Типичные испытания на французской площадке Kohler включают эксплуатацию генератора в течение 24 или 72 часов. Переход на новое топливо, как ожидается, позволил сократить общие выбросы CO2 на заводе в Бресте на 50%. Замена топлива означает сокращение выбросов двуокиси углерода примерно на 750 тонн.

В компании заявили о заключении соглашения о поставках с неназванным «крупным поставщиком» топлива, который хранит большое количество гидрированного растительного масла на местном складе недалеко от брестской площадки вендора.

Многие компании давно ищут альтернативы дизельному топливу, чтобы уменьшить углеродный след своих ЦОД. Британские операторы ЦОД Kao и Datum, колокейшн-провайдер с международным присутствием Digital Realty, американская Compass, бельгийская LCL и латвийская DEAC уже ведут подготовку к переходу на использование гидрированного растительного масла в качестве топлива для своих резервных генераторов.

В Rolls-Royce успешно испытали чистоводородный генератор мощностью 1 МВт

Компания Rolls-Royce построила и испытала водородную версию своих газогенераторов MTU Series 4000 L64, ограниченные поставки которой должны начаться в январе 2024 года. Новинка получила модифицированный двигатель мощностью 1 МВт, который обычно работает на природном газе (метане). Продукт будет запущен в серийное производство в 2026 году.

Несмотря на ряд сходств, водород и метан имеют очень разные физические свойства. Поэтому компания Rolls-Royce вела обширные разработки в рамках своего подразделения Power Systems во Фридрихсхафене, Германия, для создания безопасного и надежного водородного двигателя.

Водород рассматривается как еще одна жизнеспособная альтернатива солярке и другим видам ископаемого топлива во многих областях применения, включая (резервное) электроснабжение ЦОД. Например, Microsoft в 2022 году продемонстрировала систему резервного электроснабжения серверной фермы на топливных элементах мощностью 3 МВт, работающую на водороде.

Однако современные газовые турбины не могут работать на 100-процентном водороде. Поэтому необходимо их заменять или модернизировать. Еще одна альтернатива – использование топливной смеси, включающей главным образом метан.

Компания Rolls-Royce модифицировала компоненты двигателя, включая систему впрыска топлива, турбонаддув, конструкцию поршня и систему управления, поскольку характеристики сгорания водорода отличаются от характеристик сгорания природного газа.

Энергетическая плотность у H2 ниже. Поэтому его необходимо использовать больше, а двигателю нужны более крупные турбонагнетатели. Кроме того, H2 более горюч, чем метан. Поэтому при более низких концентрациях в воздухе двигатель должен иметь более низкую степень сжатия и впрыскивать газ ближе к цилиндру. Все это требует иной системы управления двигателем.

Проведенные Rolls-Royce испытания были сосредоточены на обеспечении максимально стабильной работы и низкого уровня выбросов. Тесты показали, что существующие газовые турбины могут быть модифицированы с использованием проверенных деталей, которые доступны в ассортименте MTU компании Rolls-Royce.

GenH2 предлагает мобильный источник жидкого H2 для испытаний в дата-центрах

Компания GenH2 изготовила мобильную установку LS20 по производству жидкого водорода, предназначенную для промышленных испытаний. Продукт представляет собой систему сжижения и хранения газа с возможностью последующей транспортировки.

Оборудование размещено на колесной платформе в виде трейлера. Предусмотрена возможность развертывания на любой площадке, где это необходимо. Устройство производит от 2 до 20 кг жидкого водорода в день (эквивалент около 666 кВт*ч электроэнергии или 2400 мегаджоулей энергии). Этого достаточно для резервного электропитания ЦОД мощностью 330 кВт в течение двух часов.

По словам представителей GenH2, мобильная установка для сжижения может быть развернута для поддержки пилотных проектов и испытаний в центрах обработки данных. Оборудование также может поставляться в виде стационарного лабораторного блока.

Решение LS20 нуждается во внешнем источнике водорода. Например, в электролизной установке или резервуаре для хранения газа. Электропитание может осуществляться от портативного генератора или другого источника электроэнергии.

Чтобы предотвратить потери, испарившийся водород улавливается с помощью специального приспособления. В системе есть датчики обнаружения водорода и контроля кислорода, детекторы пламени, а также устройства сброса давления и система аварийного сброса.

Устройство имеет 400-литровый резервуар для хранения сжиженного газа. Резервуар можно отсоединить для транспортировки жидкого водорода. В качестве опции предлагаются дополнительные сверхлегкие резервуары для автомобилей и даже дронов.

Автономный водородный ЦОД анонсировала компания ECL

Стартап EdgeCloudLink (ECL), предлагающий центр обработки данных как услугу (Data center-as-a-service), планирует поставлять клиентам автономные модульные ЦОД с нулевым уровнем вредных выбросов, работающие на водороде. ЦОД компании, сотрудники которой ранее занимали руководящие должности в центрах обработки данных LinkedIn, Facebook, Cisco и Microsoft, будут создаваться из модулей мощностью 1 МВт каждый с использованием 3D-печати.

Инженеры трудятся над прототипом в Маунтин-Вью, Калифорния (США), используя строительный 3D-принтер и помощь местного подрядчика. ЦОД будет работать на водороде из местного источника. Инженеры реализуют систему жидкостного охлаждения с запатентованной конструкцией. В ECL обещают, что тестовый образец не будет нуждаться в дизельных генераторах. Пилотный проект должен выйти на эксплуатационную стадию во втором квартале 2023 года. Компания получила финансирование в размере 7 миллионов долларов от Molex и Hyperwise.

Используемая ECL модель позволяет быстро (в течение шести месяцев) нарастить мощность центра обработки данных. Небольшая занимаемая площадь помогает обойти ограничения по зонированию и безопасности.

Новые базовые блоки могут быть созданы по запросу с использованием строительного 3D-принтера, работающего с экологически чистыми строительными материалами. За электропитание будут отвечать водородные топливные элементы. Топливо будет поставляться из резервуара рядом с ЦОД, заполненного местным поставщиком водорода. При необходимости каждый базовый блок также может быть подключен к местной электросети для дополнительной надежности.

Маркетологи стартапа заявляют, что сегодня стоимость развертывания центров обработки данных составляет от 12 до 15 миллионов долларов из расчета на 1 МВт. В ECL обещают уменьшить этот показатель вдвое. Несмотря на удешевление, обещают аптайм на уровне 99.9999%.

Эксперты отмечают, что строительные 3D-принтеры удивительно хорошо подходят для центров обработки данных. По крайней мере, если речь о небольших ЦОД. Это в полной мере соответствует модульной конструкции ECL. Компания может печатать модули по одному, используя экологически чистый бетон. Отходов не будет. Когда строительные работы на кампусе ЦОД вестись не будут, ECL планирует предложить строительный принтер местному сообществу для возведения жилья или общественных зданий.

Каждый модуль ЦОД будет содержать несколько стоек мощностью от 5 кВт до 75 кВт. Охлаждение IT-нагрузки будет осуществляться с помощью жидкостной системы. «Холодные коридоры» и «горячие коридоры» конструкцией не предусмотрены. В ECL решили не использовать иммерсионное охлаждение, поскольку сочли эту технологию «сырой». Применяется сочетание воздушного и прямоконтактного охлаждения, позволяющее достичь PUE на уровне 1,05.

ABB продает подразделение Power Conversion за $505 млн.

Компания ABB достигла соглашения о продаже своего подразделения Power Conversion тайваньской AcBel Polytech Inc. за 505 миллионов долларов. Сделка подлежит одобрению регулирующими органами и, как ожидается, будет завершена во второй половине 2023 года.

Это подразделение, ранее называвшееся Lineage Power, было приобретено ABB в рамках поглощения GE Industrial Solutions в 2018 году. Бизнес не является основным для ABB. Он базируется в Плано, штат Техас (США).

Подразделение Power Conversion является глобальным поставщиком комплексных решений по преобразованию энергии для критически важных инфраструктурных объектов, включая телекоммуникационные площадки и центры обработки данных.

Legrand приобретает британскую компанию по производству ИБП Power Control

Французская промышленная компания Legrand приобрела британского поставщика источников бесперебойного питания (ИБП) Power Control. Купленная компания была основана в 1990 году в Шеффилде. Она поставляет ИБП, а также генераторы и аккумуляторы субъектам целого ряда отраслей, включая индустрию центров обработки данных.

Это приобретение позволит Legrand укрепить позиции в соответствующих сегментах мирового рынка силового оборудования, помогая текущим и потенциальным клиентам справиться с потенциальной волатильностью поставок, которая ожидается в ближайшие месяцы на фоне глобальных геополитических потрясений.

Малый модульный реактор (ММР) VOYGR-12 от NuScale доступен для использования в ЦОД

Ядерная энергетика позиционируется как еще одна жизнеспособная альтернатива (резервному) электроснабжению ЦОД с использованием ископаемых углеводородов, которые загрязняют окружающую среду. Но будущее, как полагают эксперты, не за проектами по строительству ЦОД рядом с обычными АЭС или возведением полноценных атомных электростанций рядом с дата-центрами.

Аналитики технологической исследовательской компании Omdia утверждают, что наиболее перспективный вариант применения мирного атома в тандеме с ЦОД – малые модульные реакторы (ММР). ММР производят намного меньше электроэнергии, чем стандартные ядерные установки. Их мощность измеряется в мегаваттах, а не в гигаваттах. Но для ЦОД этого вполне достаточно.

Но есть одна проблема. Для размещения ММР требуется большое пространство. Обычно около 20 000 квадратных метров. Это означает, что их развертывание будет действительно жизнеспособным только в крупнейших кампусах ЦОД. По этой причине аналитики Omdia рекомендуют использовать ММР в ЦОД с совокупной нагрузкой более 100 МВт. Однако эксперты допускают возможность сотрудничества между владельцами небольших ЦОД и другими потребителями электричества для совместного использования ММР.

Есть еще одна проблема, которая всегда была связана с ядерной энергетикой. Безопасность. Отмечается, что из-за небольших размеров ММР их эксплуатация намного менее рискованна, чем в случае обычных АЭС. Кроме того, разработчики таких систем уже исправили проблемы с конструкцией и безопасностью, характерные для старых реакторов.

Один из производителей ММР уже подтвердил безопасность своих продуктов, получив одобрение на их эксплуатацию со стороны регулирующих органов США. Речь об американской компании NuScale Power и ее продукте VOYGR-12. Устройство мощностью 50 МВт представляет собой кластер, включающий 12 модулей, как следует из названия. Также ведутся разработки продуктов мощностью 77 МВт. Первая электростанция на основе VOYGR должна быть запущена к 2029 году.

Реактор на лёгкой воде VOYGR пассивно охлаждается за счет гравитации и конвекции. Каждый модуль содержит ядерный реактор и парогенератор. Они могут использовать пар для выработки электроэнергии. Продукт был разработан при финансовой и технической поддержке со стороны американского Министерства энергетики. Это ведомство с 2014 года вложило более 600 миллионов долларов в разработки NuScale и другие проекты по созданию ММР.

Аналогичные решения также разрабатываются многими другими компаниями, включая как стартапы, так и крупные консорциумы вроде именитой британской Rolls-Royce, которая также производит дизель-генераторы для дата-центров.

Имея за плечами поддержку США, команда NuScale уже планирует развернуть свои реакторы за границей, заявив о подписании 19 соглашений о развертывании установок в 12 разных странах, включая Польшу, Румынию, Чехию и Иорданию.

Vertiv предлагает новый шинопровод и ИБП для дата-центров

Компания Vertiv представила новые продукты для центров обработки данных. Вендор включил в ассортимент модульную систему быстросборных шинопроводов Powerbar iMPB, предназначенную для плавного повышения мощности по требованию в динамических средах ЦОД. Семейство Vertiv Powerbar iMPB комплектуется как с медными, так и с алюминиевыми проводниками. Поддерживается сила тока от 160 до 1000 ампер.

Конструкция не препятствует потокам охлаждающего воздуха и обеспечивает максимальную безопасность при обслуживании. Vertiv Powerbar iMPB соответствует требованиям стандартов UL 857 и МЭК 61439-2. Легкий алюминиевый корпус шинопровода имеет класс защиты IP2X/3X. Предусмотрена защита от прикосновения. Система идеально подходит для использования в центрах обработки данных практически любого размера и типа. Новинка заменит предыдущий продукт Vertiv Liebert MBX, обеспечивая полную совместимость с предшественником.

Компания также выпустила новую модульную бестрансформаторную систему бесперебойного питания с высокой плотностью мощности Liebert APM Plus. Продукт обеспечивает КПД до 97 % в режиме двойного преобразования и до 99 % в экономичном режиме. Клиентам доступны модификации Liebert APM Plus мощностью от 50 до 500 кВт.

Лежащая в основе ИБП архитектура Liebert APM Plus предназначена для оптимизации энергопотребления и рассеивания тепла, сводя к минимуму нагрузку на системы кондиционирования воздуха в центрах обработки данных. Сочетание этих факторов снижает выбросы CO2 до минимума, помогая центрам обработки данных соответствовать экологическим стандартам.

По заявления представителей компании, Liebert APM Plus представляет собой обновление моделей Liebert APM и идеально подходит для центров обработки данных среднего и крупного размера. Корпус устройства на 50% тоньше, чем у предыдущей модели (толщина составляет 600 миллиметров), но это никак не сказалось на эффективности. Уменьшение занимаемой площади достигается за счет аккумуляторных модулей сверхвысокой плотности.

Благодаря технологии FlexPower и модульной конструкции пользователи Liebert APM Plus могут просто и быстро наращивать емкость системы. Каждый модуль комплектуется независимыми элементами управления для автоматического регулирования работы. Это повышает общую надежность.

Конструкция Liebert APM Plus допускает возможность «горячей» замены большинства критически важных соединений, что обеспечивает низкое среднее время ремонта. ИБП может выдерживать температуры до 50 градусов Цельсия с автоматическим снижением номинальных характеристик. Система также позволяет использовать интеллектуальные опции мониторинга, совместимые с Vertiv Environet Alert и сервисами Vertiv LIFE.