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数据中心能源发展趋势

Released on:2015-03-18 13:22

鉴于现如今的数据中心设计人员越来越多地倾向于“越大越好”这一设计建造理念。这在很大程度上使得托管的超大规模的数据中心正变得越来越普遍。而随着这些数据中心的设施变得越来越大,他们也变得更为通用,他们的产品也更适合于商品业务。

今天,曾经的数据购买决策所需的可用性级别已经被定义,其基本上取决于价格,使得尽可能降低数据中心运营成本的首要目标是能源。考虑到数据中心的实际能源 消耗量,以及能源通常是最大的可控成本这一事实,数据中心管理人员都迫切的希望能够尽可能百分百的发挥其电力成本的价值。

能源效率

数据中心业界在寻求降低能源消耗的过程中,对于不间断电源(UPS)系统日渐激发了强烈的兴趣,同时,积极开拓新的技术和操作程序也是较实用的开拓方向。

Eco模式(Eco-mode)是UPS的节能特点,负载是通过静态旁路线路供电。在过去,这种解决方案已大部分消失闲置,因为成本效益方程 已不足以确保应对风险的增加。一个正常的双变换UPS将输入的AC切换到DC。电池连接到直流(DC)源以提供连续充电,然后直流逆变回交流电源(AC) 以提供给服务器.在转换过程中会发生功率损耗。而在Eco模式下,旁路路径直接连接输入的交流电到输出的交流电。

今天的数据中心运营商们更倾向于利用eco模式有几大原因。首先是由于在UPS和服务器电源技术的双双改进。UPS技术已经提高到一个新水 平:使得数据中心运营商对于电源更有信心,UPS将透明的进行补偿。在服务器的改进方面,内置的多功能便是很好的证明,从而大大减轻了运营商对于需要保护 电源相关的事件的关注。

另一个因素是,较之较小的数据中心,停电在典型的超级中心显得不那么频繁。较大型的数据中心往往被连接到传输级的电源,长时间的中断是罕见的。

在过去,eco 模式只能带来1-2%的能源节约,这使得数据中心运营商们不值得冒这个险。但是,技术的改进提高了风险,而且在如此竞争激烈的超级数据中心市场上,能源成本节省1%,就能带来相当理想的成本优势。

可重复使用的能源

通常,在可重复使用和可再生能源领域的行动往往比高谈阔论少得多。但毫无疑问的是,二者对于提高资源的使用效率和可靠性都将越来越重要。因此,我们要再次强调“减少,再利用,再循环”这一口号。

业界正在考虑各种不同的策略以减少数据中心的散热。一种策略是采用直流电压以供给服务器。在每台服务器中,交流-直流变压器是一个主要的热源,但通过消除变压器,可以大大减少热量。

但在短期内广泛采用这种方法是不可能的。同时,数据中心运营商也在寻找其他的方式以回收和重复利用这些热量。

虽然一些数据中心建在相对偏远的地区,以利用较低的土地/空间成本优势,但其他项目则需要采取相反的做法,定位在城市中心地区。在这种情况下,服务器所产生的热量可以用来给相邻建筑物的供热。

可再生能源

许多数据中心运营商都在积极的调研可再生能源。这在方案具备提供低成本能源的潜力,同时还为那些地区电网的可靠性存在问题的数据中心提供了一 种替代方案。当然,可再生能源也有其自身的可靠性问题:风力可能不够大,太阳日照可能不足,或者也有可能是风力够大、太阳日照充分时,数据中心又不需要太 多的电力了。

 为了实现可再生能源的好处,同时克服其局限性。数据中心可以依靠多种资源发电结合的方法,如区域电网,柴油发电的微电网和可再生能源发电相结合的方法。这不是一项简单的任务,但其正在走向成功,主要是在偏远社区或工业设施如电网输送功率特别昂贵或不可靠的地区.

今天的技术已经能够成功地解决了在微电网中出现的功率流转换的相关问题了。蓄能器可以在设备运行需要时提供电源,同时在可再生能源生产超过当前电力需要时蓄能.

“由于微电网的复杂性,大多数数据中心只是简单的将其看作是较之区域公共供电的一个低成本的电源。”佩里表示。“然而,在可靠的电力供应缺乏 的地方,人们正在认真研究这些替代方案。随着技术的发展,进一步简化了微电网的管理,我们有望看到数据中心业界越来越接受这一概念。”

更多的采用中压系统

技术并不总是能够很好地实现规模化扩展。数据中心低电压(低于480 V)系统的采用就是一个很好的例子。企业规模的数据中心非常适合于使用低电压。不过,随着数据中心的发展,低电压的弊端开始增加:包括效率低下、提高了资本和运营成本。

低压系统的投资成本比较高,因为它们需要大量的导线,大型的交换机和多个断路器。维护所有这些设备无疑增加了维护成本.而另一方面,中压系统则提供了更集中的方式。虽然低电压系统可以以较低的功率等级提供10 UPS单元,而中压系统可能仅具有2或3个。

“在中压系统的电流下,整个系统的效率是非常高的。数据中心运营商对于传统的低压系统的舒适度依赖意味着中压系统的普遍采用可能会谨慎地缓慢进展。然而,随着业界的领导者开始朝着这方面过渡,更多的采用中压系统的趋势有望期加快。”

中压系统能够在超大型的数据中心提供更多的优势,但这种优势在5-10兆瓦的小型数据中心则会缩小。

追踪预测趋势

在许多行业,预测趋势是非常困难的。但在数据中心市场,一些趋势很容易确定的.一个例子是,在可预见的将来,更多的数据处理将在超级数据中心 完成,这些巨大的仓库的计算能力将坚持不懈地寻求解决方案,降低成本,实现价格优势。通过新的技术提高能源效率,包括更高级的UPS系统和中压的拓扑结 构,是一种很有前途的用来提高效率的路径。

设备制造商将继续对企业客户需要进一步进行技术改进的需求作出反应,这必将导致能源效率和电能质量的更大的改进。随着技术的进步与数据中心运营商们不断探索能源管理新思路的意愿相结合,必将继续推动数据中心技术的创新和能源效率的提升。

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