В ролята си на специализирани помещения за съхранение на големи обеми от информация, едно от основните изисквания към дейта центровете е да гарантират сигурността на съхраняваната информация. Това до голяма степен е свързано с осигуряване на надеждно и непрекъснато електрическо захранване, поради което то обикновено е от няколко независими енергийни източника. Спецификата на работа на дейта центровете определя и значителните количества енергия, които изразходват, както и приноса им към изхвърляните в атмосферата емисии от вредни газове. Голяма част от изразходваната енергия е следствие от работата на климатичната инсталация, благодарение на която целогодишно параметри на микроклимата се поддържат в тесни граници.
Също така, тенденцията за увеличаване на компактността на сървърите с оглед постигането на по-голяма мощност в по-малко пространство също води до значително нарастване на количеството енергия, консумирана от един сървърен шкаф. В същото време изискванията към сигурността и енергийната ефективност на дейта центровете значително се повишиха, което обяснява нарастващата нужда от надежден и сигурен, но също така и достатъчно икономически ефективен начин за осигуряване на необходимата енергия.
Когенерационните системи
Използването на децентрализирани източници на енергия за центровете за данни се счита за един от начините да се намалят енергийните разходи и съответно да се повиши тяхната ефективност, като в същото време се подобрят и екологичните им характеристики. Предлагат се различни възможности, сред които са и когенерационните системи.
Както е добре известно, когенерацията представлява процес на едновременно производство на електрическа и топлинна енергия. Обикновено основната цел е производството на електроенергия, а генерираната от процеса отпадна топлина се използва за отопление или охлаждане. В практиката се използват различни решения за реализацията на когенерационни инсталации, в които най-често като основни двигатели се използват парни и газови турбини, бутални двигатели, горивни клетки, микротурбини и т. н.
Според специалисти, по отношение на дейта центровете когенерационните системи могат да осигурят изпълнението на три важни изисквания – икономическа ефективност, екологосъобразност и надеждност. Използването на когенерационни системи за осигуряване на енергийното захранване на дейта центровете се счита за добро решение и поради факта, че топлинните товари и необходимата електроенергия са взаимно свързани и относително постоянни през цялата година.
За постигане на оптимална ефективност
когенерационните системи често са проектирани и оразмерени в зависимост от топлинните нужди на консуматора. Сред използваните решения в дейта центровете е когенерационна инсталация, при която генерираната отпадна топлина от производството на електроенергия се използва за работата на абсорбционен чилър, който произвежда студена вода за охлаждане. С използването на когенерационна система с абсорбционно охлаждане се осигурява от една страна локално производство на електроенергия за работата на центъра, а от друга, чрез използването на отпадната топлина от производството на електроенергия за работата на абсорбционни чилъри се редуцират и енергийните разходи, необходими за климатизация. Допълнително отпадната топлина от генератора може да бъде използвана за отопление на сградата, за производството на топла вода или за други цели, увеличавайки общата ефективност на системата.
Като основен двигател в когенерационната инсталация могат да бъдат използвани газови турбини, бутални двигатели, микротурбини, високотемпературни горивни клетки като твърдооксидни горивни клетки или такива със стопен карбонат.
От различните видове горивни клетки фосфорно-киселинните дават възможност за висока температурна рекуперация на топлина, с която може да се произвежда гореща вода за захранване на абсорбционните чилъри. От друга страна, горивните клетки с протонно-обменна мембрана се счита за неподходящи, тъй като не успяват да осигурят гореща вода с достатъчно висока температура, за да може да се използва в абсорбционни чилъри. Принципно горивните клетки се считат за не особено подходящ енергиен източник поради сравнително ниската им ефективност и недостатъчната надеждност на захранването. Техни предимства са малките размери и тегло, в сравнение с дизел генераторите например, както и отсъствието на шум при работа. Характеризират се със стабилна мощност, не изискват презареждане след употреба, а поради липсата на движещи се части поддръжката е сравнително лесна. Като възможно тяхно приложение в дейта центровете обикновено се разглежда възможността да бъдат използвани като резервен източник на енергия. Към момента горивните клетки са със сравнително висока себестойност, а продължителността им на живот се оценява на около 15 години.
Друго решение, считано за икономически ефективно, е използването на газови турбини. При използването им в когенерационни приложения, газовите турбини биха могли да постигнат ефективност до около 90%. Въпреки че самостоятелно разположените дейта центрове обикновено не разполагат с големи възможности за оползотворяване на отпадна топлина, използването на подобни когенерационни инсталации може да се окаже икономически ефективно решение, ако се осигури възможност отпадната топлина да се използва за производство на пара, топла вода или за отопление на болници или офис паркове. Добре е да се има предвид, че при подобни системи е необходимо и осигуряване на значителни количества природен газ с високо налягане.
Микротурбините също се считат за подходяща алтернатива. С тях би могло да се произвежда пара, която да може да бъде използвана в абсорбционни чилъри.
Развитието на подобни решения за алтернативно захранване на дейта центровете дава възможност за по-голяма гъвкавост по отношение на разширяването на съществуващи мощности и проектирането на нови. Ъпгрейдването на по-стари и по-малки дейта центрове с ново оборудване може да изисква значително повишаване на количеството необходима енергия, която да не може да се осигури от мрежата в кратки срокове.
Използването на индивидуална система за производство на енергия може да улесни разширяването и развитието на дейта центъра с по-бързи темпове в сравнение с използването на енергия от мрежата. Минимизирането на количествата доставяна енергия от мрежата също така намалява допълнителните инфраструктурни разходи и свързаните с тях при необходимост от разширяване.
Системите за децентрализирано производство на енергия
като когенерационните системи, използващи отпадна топлина за осигуряване на охлаждане могат да осигурят немалко ползи и да се окажат много подходящи за осигуряване на стабилно енергийно захранване и охлаждане за центровете за данни.
Например, в когенерационни приложения срокът на откупуване на системите с горивни клетки може да бъде около 10 години, при наличие и на допълнително държавно подпомагане, срокът на откупуване на газовите турбини и микротурбините може да е и по-малък от 5 години. Използването на подобни алтернативни източници на енергия има и екологичен ефект, подпомагайки намаляването на емисиите от вредни парникови газове. В допълнение към екологичните и икономическите ползи, подобни системи могат значително да повишат сигурността по отношение на захранването на дейта центровете.
Важно е да се отбележи, че оптимално използване на подобни децентрализирани системи в дейта центровете предполага, че всички подобрения, свързани с повишаване на икономическата ефективност в сървърите и работата на сградата ще бъдат изпълнени преди да се предвиди подобна инвестиция.
Изт.:сп.Енерджи ревю“
