Корпорация Microsoft в течение нескольких лет представила несколько оригинальных концепций ЦОД. Здесь и open-source дата-центры, и подводные дата-центры, плюс ЦОД, которые снабжаются электроэнергией благодаря топливным элементам. Что касается последнего, то компания построила готовый ЦОД, который действительно получает энергию от топливных элементов, которые вырабатывают электричество при помощи природного газа.
Располагаются эти топливные элементы в специальном помещении, в собственных стойках. Сам ЦОД находится в одном из зданий неподалеку от офиса Microsoft в Сиэтле, США.
Руководит командой инженер Microsoft Шон Джеймс, он считает, что в будущем дата-центры смогут работать без подключения внешнего канала электроэнергии. Конечно, такая система нужна далеко не везде, но в труднодоступных регионах, где нет надежных энергетических магистралей подобный проект может оказаться весьма кстати.
Плюсом этой идеи можно назвать еще и минимальные потери энергии при передаче ее из отдаленной электростанции. Кстати, сервера и другое оборудоование размещается в непосредственной близости от стоек с топливными элементами. По мнению представителей Microsoft, такая энергетическая инфраструктура позволяет компаниям снизить свое влияние на окружающую среду и скэмоносить средства. Пока что стоимость топливных элементов достаточно высока. С другой стороны, она уже не такая высокая, как несколько лет назад, и постепенно снижается, поскольку все больше компаний занимаются производством подобных элементов питания.
Чем дешевле будут элементы, тем больше сможет сэкономить компания. Расчеты корпроации показывают, что при удачном стечении обстоятельств размер экономии может составлять несколько сотен миллилонов долларов за период в несколько лет.
Крупные телекоммуникационные компании тратят огромные средства на энергию. Для того, чтобы снизить свои издеркжи, связанные с эксплуатацией своих мега-ЦОДов, Amazon, Microsoft, Google и другие компании готовы использовать самые оригинальные инфраструктурные решения, которые позволяют экономить.
Крупные дата-центры занимают большие площади, причем вся инфраструктура может состоять из нескольких корпусов плюс множества более мелких объектов, рассеянных по всей территории ДЦ. Для того, чтобы обеспечить дата-центр энергией, строятся собственные подстанции, выделенные силовые линии для соединения с центральной сетью. С подстанций электричество идет на трансформаторы и электрораспределительные устройства, способные преобразовать входящий электрический ток, снижая его напряжение, а затем уже «готовое к употреблению» электричество поступает в различные отделы ДЦ.
В большинстве ДЦ размещаются еще и резервные аккумуляторные батареи, которые позволяют объекту продержаться в случае отключения энергии или «скачка». Кроме бесперебойников, устанавливаются и дизель-генераторы, которые включаются тога, когда дела с подводом энергии уж совсем плохи.
Понятно, что все эти меры предосторожности и оборудование нужны. Но концепция Microsoft, по словам ее авторов, позволяет убрать большую часть всех этих систем. То есть не нужны генераторы, батареи, трансформаторы и сотни километров силовых кабелей.
Свои топливные ДЦ корпорация создала не вдруг — работа над этим проектом, как и было сказано выше, ведется уже длительное время. Несколько лет назад экспериментальный ДЦ был построен в Вайоминге, США, город Шайенн. Здание дата-центра расположено рядом со станцией водоочистки. Зачем? А для того, чтобы использовать метан, выделяемый на станции, без необходимости откуда-то транспортировать этот газ. Собственно, речь идет скорее о биогазе — смеси из нескольких газов, выделяющихся при биохимических процессах в органике, где преобладает метан.
Ранее топливные элементы были лишь вспомогательной частью энергетической инфраструктуры. Если электричество отключалось, то вступали в работу элементы.
Но теперь все это может работать в качестве основного источника энергии. Пока что ДЦ, который снабжается биогазовым электричеством, не очень большой, но после проведения ряда экспериментов компания может построить и более масштабный объект. Возможно, в скором времени корпорация построит собственный дата-центр, где топливные элементы будут служить (пока) альтернативой электричеству из основного источника. Но ни генераторов, ни аккумуляторов здесь не будет.
Преимущества дата-центра на метане, по сравнению с традиционными ДЦ:
— снижение вероятности отказа оборудования из-за отключения энергии. Поскольку в этом случае дата-центр сам себе энергокомпания, то никакие нагрузки/сбои общей энергосистемы региона не приведут к отказу автономного оборудования;
— снижение инфраструктурных затрат. Об этом уже говорилось выше — раз нет бесперебойников, трансформаторов и прочего энергооборудования, затраты на создание энергетической инфраструктуры дата-центра значительно снижаются;
— повышение энергоэффективности оборудования. Здесь речь не только о PUE. Общая энергоэффективность системы, по словам авторов проекта, повышается вдвое;
— дата-центр можно строить практически в любом месте, где есть метан, в удалении от разветвленной энергетической инфраструктуры города/региона. В дополнение к метану, можно использовать «солнечную» энергию, энергию ветра и прочие альтернативные источники энергии.
Стоит отметить, что не только Microsoft работает с топливными элементами на метане. Ранее о схожих проектах заявляли компании eBay, Apple и некоторые другие. Положительной стороной здесь является еще и то, что особых отходов никаких нет. Биогаз дает электричество, тепло и воду. Электричество и вода могут использоваться в системах охлаждения/обогрева ДЦ.
«Главное отличие нашего проекта от традиционной схемы электропитания — это производство энергии внутри дата-центра, вместо подключения дата-центра к энергетической инфраструктуре какого-либо региона. Довольно большое количество энергии сейчас теряется в энергетической инфраструктуре дата-центров, что влечет за собой финансовые убытки, повышение операционных и капитальных затрат. Мы же показываем как внедрение небольшого источника питания в элемент сетевой инфраструктуры ЦОД-а позволяет снизить сложность проекта распределения энергии между элементами всей системы», — заявляют участники команды проекта.
Располагаются эти топливные элементы в специальном помещении, в собственных стойках. Сам ЦОД находится в одном из зданий неподалеку от офиса Microsoft в Сиэтле, США.
Руководит командой инженер Microsoft Шон Джеймс, он считает, что в будущем дата-центры смогут работать без подключения внешнего канала электроэнергии. Конечно, такая система нужна далеко не везде, но в труднодоступных регионах, где нет надежных энергетических магистралей подобный проект может оказаться весьма кстати.
Плюсом этой идеи можно назвать еще и минимальные потери энергии при передаче ее из отдаленной электростанции. Кстати, сервера и другое оборудоование размещается в непосредственной близости от стоек с топливными элементами. По мнению представителей Microsoft, такая энергетическая инфраструктура позволяет компаниям снизить свое влияние на окружающую среду и скэмоносить средства. Пока что стоимость топливных элементов достаточно высока. С другой стороны, она уже не такая высокая, как несколько лет назад, и постепенно снижается, поскольку все больше компаний занимаются производством подобных элементов питания.
Чем дешевле будут элементы, тем больше сможет сэкономить компания. Расчеты корпроации показывают, что при удачном стечении обстоятельств размер экономии может составлять несколько сотен миллилонов долларов за период в несколько лет.
Крупные телекоммуникационные компании тратят огромные средства на энергию. Для того, чтобы снизить свои издеркжи, связанные с эксплуатацией своих мега-ЦОДов, Amazon, Microsoft, Google и другие компании готовы использовать самые оригинальные инфраструктурные решения, которые позволяют экономить.
Крупные дата-центры занимают большие площади, причем вся инфраструктура может состоять из нескольких корпусов плюс множества более мелких объектов, рассеянных по всей территории ДЦ. Для того, чтобы обеспечить дата-центр энергией, строятся собственные подстанции, выделенные силовые линии для соединения с центральной сетью. С подстанций электричество идет на трансформаторы и электрораспределительные устройства, способные преобразовать входящий электрический ток, снижая его напряжение, а затем уже «готовое к употреблению» электричество поступает в различные отделы ДЦ.
В большинстве ДЦ размещаются еще и резервные аккумуляторные батареи, которые позволяют объекту продержаться в случае отключения энергии или «скачка». Кроме бесперебойников, устанавливаются и дизель-генераторы, которые включаются тога, когда дела с подводом энергии уж совсем плохи.
Понятно, что все эти меры предосторожности и оборудование нужны. Но концепция Microsoft, по словам ее авторов, позволяет убрать большую часть всех этих систем. То есть не нужны генераторы, батареи, трансформаторы и сотни километров силовых кабелей.
Свои топливные ДЦ корпорация создала не вдруг — работа над этим проектом, как и было сказано выше, ведется уже длительное время. Несколько лет назад экспериментальный ДЦ был построен в Вайоминге, США, город Шайенн. Здание дата-центра расположено рядом со станцией водоочистки. Зачем? А для того, чтобы использовать метан, выделяемый на станции, без необходимости откуда-то транспортировать этот газ. Собственно, речь идет скорее о биогазе — смеси из нескольких газов, выделяющихся при биохимических процессах в органике, где преобладает метан.
Ранее топливные элементы были лишь вспомогательной частью энергетической инфраструктуры. Если электричество отключалось, то вступали в работу элементы.
Но теперь все это может работать в качестве основного источника энергии. Пока что ДЦ, который снабжается биогазовым электричеством, не очень большой, но после проведения ряда экспериментов компания может построить и более масштабный объект. Возможно, в скором времени корпорация построит собственный дата-центр, где топливные элементы будут служить (пока) альтернативой электричеству из основного источника. Но ни генераторов, ни аккумуляторов здесь не будет.
Преимущества дата-центра на метане, по сравнению с традиционными ДЦ:
— снижение вероятности отказа оборудования из-за отключения энергии. Поскольку в этом случае дата-центр сам себе энергокомпания, то никакие нагрузки/сбои общей энергосистемы региона не приведут к отказу автономного оборудования;
— снижение инфраструктурных затрат. Об этом уже говорилось выше — раз нет бесперебойников, трансформаторов и прочего энергооборудования, затраты на создание энергетической инфраструктуры дата-центра значительно снижаются;
— повышение энергоэффективности оборудования. Здесь речь не только о PUE. Общая энергоэффективность системы, по словам авторов проекта, повышается вдвое;
— дата-центр можно строить практически в любом месте, где есть метан, в удалении от разветвленной энергетической инфраструктуры города/региона. В дополнение к метану, можно использовать «солнечную» энергию, энергию ветра и прочие альтернативные источники энергии.
Стоит отметить, что не только Microsoft работает с топливными элементами на метане. Ранее о схожих проектах заявляли компании eBay, Apple и некоторые другие. Положительной стороной здесь является еще и то, что особых отходов никаких нет. Биогаз дает электричество, тепло и воду. Электричество и вода могут использоваться в системах охлаждения/обогрева ДЦ.
«Главное отличие нашего проекта от традиционной схемы электропитания — это производство энергии внутри дата-центра, вместо подключения дата-центра к энергетической инфраструктуре какого-либо региона. Довольно большое количество энергии сейчас теряется в энергетической инфраструктуре дата-центров, что влечет за собой финансовые убытки, повышение операционных и капитальных затрат. Мы же показываем как внедрение небольшого источника питания в элемент сетевой инфраструктуры ЦОД-а позволяет снизить сложность проекта распределения энергии между элементами всей системы», — заявляют участники команды проекта.
