隨著人們的工作和生活日益數字化,數據中心市場將會繼續快速增長。盡管數字化技術帶來了革命性的變化,但存儲和處理大量數據的數據中心耗費了大量的電力,導致數據中心行業的碳排放量與航空行業一樣多。

根據TGG的一項分析顯示,數據中心電力消耗最大的三個方面分別是機房空調、IT設備和UPS電源,占到數據中心總電力消耗的93%。因此,降低數據中心的PUE也要圍繞這三個方面展開。

1、好的選址是一切的開始

 選址對于數據中心來說非常的重要,選址的好壞甚至可以直接影響到數據中心的成敗。2016年,工信部就曾發文,引導大型數據中心優先在能源相對富集、氣候條件良好、自然災害較少的地區建設。在節能方面也是如此,越來越多的企業,比如谷歌、蘋果、Facebook開始將選址在高位地、高海拔的地區建設數據中心,甚至是選址接近北極的地區。

2、充分利用自然冷源

風、水、空氣等自然冷源是大自然的饋贈。對于數據中心來說,這些既環保又省錢且用之不竭的能源可以說是最佳的節能利器。通過對出入氣流的隔離引導,可以充分利用外界的冷空氣將數據中心內部產生的熱量帶走。通過水熱交換器把室外側的空氣冷量轉移到空調冷凍水系統,從而降低數據中心溫度。由于具備節能、環保、低成本等多種優勢,自然冷卻技術已經被廣泛的應用到數據中心節能上了。比如微軟的海底數據中心、阿里的千島湖數據中心、騰訊的貴陽數據中心都是非常好的利用自然冷源的案例。

3、調高數據中心溫度

溫度對于數據中心非常重要,按照通用的評估方法,溫度每提高10℃,可靠性要下降25%。數據中心這樣常年保持在較低的溫度雖然可以最大程度保障無局部熱點,但是卻造成了能源的極大浪費?,F在的數據中心設備都會做高低溫實驗,工作溫度上限可達45℃,所以適當地提升數據中心的運行溫度,不僅可以節約能源,而且并不會給增加設備的故障率。目前,在數據中心行業提升數據中心的運行溫度已經成為了普遍共識,有些數據中心專門采購耐溫的設備,降低數據中心的能源消耗。
    如今,有一些技術解決方案和工具可以使數據中心設施在不降低可靠性和安全性的前提下,以更低的能耗更高效地運行。

數據中心客戶應該注意

 數據中心提供商的許多客戶都制定了嚴格的企業和社會責任目標,其中包括外包數據中心的能耗和碳排放,以計算其自身的碳足跡。雖然要求采用更可持續的數據中心解決方案是一回事,但是如何確定數據中心設施是否實際上是“綠色”?其“綠色”程度如何?許多數據中心提供商都在宣稱其數據中心致力于實現綠色環保,但其“綠色”有許多不同的色調。

一、設計與建設

在設計和建設可持續發展的大型數據中心時,需要在采用綠色環保措施而不損害其運營和電力可靠性之間取得平衡。構建可持續發展的數據中心意味著建設不會對地球造成環境影響的數據中心設施。這也意味著要考慮建設材料的可回收性,盡量減少垃圾填埋量,回收數據中心產生的廢熱,同時確保數據中心設施得到良好維護。

在建筑數據中心設施方面,BREEAM(英國建筑研究機構環境評估方法)標準著眼于建筑的綠色資質,驗證其性能并將其與可持續性標準進行比較。BREEAM從能源到生態的各種指標衡量可持續價值。所有這些類別都涉及最具影響力的因素,其中包括減少碳排放的設計;耐久性和彈性;適應氣候變化;生態價值和生物多樣性保護。除了致力于滿足BREEAM標準之外,許多數據中心產品供應商還采用模塊化的構建方法,在需要時部署更多的容量。這提高了利用率,并最大限度地提高了效率(從運營和成本角度來看)。

二、數據中心的供電

可以說,數據中心運營最難解決的問題之一是降低數據中心能耗和產生的熱量。長期以來,不斷處理和存儲數據的服務器使人們的數字化生活成為可能,但這對環境帶來不利影響。報告表明,目前全球數據中心每年耗電200至500TWh。將占到全球電力需求的1%,超過一些國家的耗電量。

隨著技術的發展和出現更多的電力需求,可再生能源的價格如今不斷降低。這不僅提高環保意識,而且在經濟上也有潛在收益。購買者可以就可再生能源的長期固定價格或穩定價格合同進行談判。近年來,氫燃料電池的成本大幅下降,以至于成為備用發電的一種經濟可行的替代品。

從長遠來看,可再生能源的成本可能比任何化石燃料發電設施生產的電力還要低。事實上,平均而言,新建太陽能發電設施和陸上風力發電的運營成本低于許多現有燃煤發電廠的運營成本,而且這種趨勢正在加速發展,從而在將來完全淘汰燃煤發電廠。

 數據中心在推動氫氣的采用方面起著重要作用。這項技術可能會使吉寶數據中心目前在新加坡進行的浮動式數據中心項目受益,該項目利用吉寶集團的專業知識來開發解決方案,以減輕傳統數據中心的土地、水和能源的限制。數據中心行業還是推動基礎設施轉型的新工程技術的先驅。全球性企業正在積極探索氫的生存能力。例如,微軟公司宣布成功測試了使用250kW氫燃料電池系統為一排服務器供電的計劃,并計劃將測試規模擴大到3MW。隨著需求的增長,數據中心行業可能成為氫經濟的催化劑,在氫經濟中刺激供應鏈轉型。設備制造商已開始著手開發100%氫燃料的燃氣輪機,預計將在2025年之前準備就緒。綠色氫技術的舉措和進步令人鼓舞。

隨著氫燃料電池和可再生能源生產成本的持續下降,運營商處于在新數據中心構建中采用該技術的有利條件。這涉及對設計、能源、儲能、設備和維護的重新思考。政府的作用對于制定監管框架和促進氫氣基礎設施的發展也將至關重要。未來,數據中心行業將朝著綠色氫能發展。其價值鏈上的行業合作伙伴以及政府必須采取大膽的行動,并設計出適用于整個生態系統的解決方案。

三、使用最新技術

在傳統的數據中心中,冷卻設施的能耗甚至與服務器能耗相同。如今采用先進的冷卻技術,并部署密封的熱通道或冷通道技術,數據中心能耗大幅下降?,F在可以采用許多技術和方法來提高效率并減少碳排放。此外,升級和更換數據中心設施和設備就可以達到可接受的環境條件:

1.部署高效的服務器,這意味著可以部署更多的服務器,從而更加注重空氣管理、冷卻和密閉系統。

2.UPS(不間斷電源)可以“休眠”未使用的容量以減少電力損耗。

3.計算機房空調(CRAC)通常配備變速風扇,可以根據需求進行調節以減少能耗。

4.配備變速驅動器的水泵可以根據需求進行調節以減少能耗。

5.冷水機組通常具有“自然冷卻”功能,在某些溫度范圍內,能夠以更低的成本提供冷卻。

6.部署地源熱泵和空氣源熱泵,并利用可用的清潔資源。

虛擬化技術的應用:一般的服務器運行功率都在400瓦左右,這樣的服務器連續運行一天就會用掉十幾度的電。虛擬化能在計劃范圍內針對低利用率或者高能耗對癥下藥。在數據中心通過部署虛擬化可以提升設備的使用效率,一般一個服務器只能跑一個業務或者幾個業務,通過虛擬化技術,將服務器虛擬成多臺設備,這些設備都獨立運行,提升了服務器的使用率,這樣就可以減少數據中心同時運行的服務器數量,當需要增加新的業務時再開啟一些服務器。 

提高人員節能意識:數據中心運維的人員需要有節能意識,當關注到自己工作的諸多細節和改善這些細節后,往往會給數據中心帶來意想不到的效果。每個數據中心都有自己的特點,只有這些掌握工作細節運維的人員主動去關注節能,才能真正為數據中心帶來節能。

總之,改進數據中心的建設和管理,可以減少能耗以及相關的環境影響。數據中心提供商有義務將其對環境和周圍社區的不利影響降到最低,他們不僅需要實現可持續性發展的承諾,而且滿足客戶日益提高的環保要求,并且能夠帶來商業利益。因此,數據中心朝著更加高效和更可持續性的方向前進比以往任何時候都更加重要。

 

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