能源效率問題解決后,再實施可再生能源的動議。原因在于,能源效率問題解決了,可以可持續為支付本身帶來效果,投資回報率(ROI)的衡量是幾個星期或幾個月,而不是幾年。此外,數據中心作為一個整體使用較少的能源意味著需要較少的可再生能源來維持您的供電。
在這篇專欄文章中,我將詳細闡述測量和處理能源效率、冷卻與用水量等能源有關方面的問題。
審查效率的關鍵領域
您是否正糾結于從哪里開始著手測量您的能源效率?我建議您看看如下的四個關鍵領域:
·冷卻:通常情況下,最低掛水位。
·水:鑒于其在某些領域的稀缺性,不要忽視水的使用。水與能源有關的問題。
·電氣設計:最近的工程技術創新提供了新的有效的備選方案。
·獎勵:抵消能源效率改進或開發成本。
測量效率
電源使用效率(PUE)是目前行業內最流行的測量數據中心能源效率的度量指標。今天,各家數據中心似乎展開了爭取達到最低PUE值的“軍備競賽”。即使您的數據中心沒有選擇運作的靈活性,你也可以測量你數據中心的PUE值,并通過相關的數據中心網站提高效率。產業集群、綠色網格組織均有許多可用的PUE資源。
綠色冷卻技術
ASHRAE的最新版本的TC9.9通過主要的服務器制造商的批準,極大地擴大了推薦和允許的溫度和濕度范圍。據估計,數據中心的溫度每提升一攝氏度,便可以實現節約能源2-4%。看來提高數據中心溫度效果最為顯著,但迄今為止,我很少看到有數據中心這樣做了。
另一個無可爭議的、容易和便宜的節能措施是熱或冷通道控制。防止冷熱空氣混合,帶來更高的回風溫度,使得冷卻系統效率提高。許多系統存在從硬控制系統難以簡單控制。預算有限?熱或冷通道控制提供了一個令人信服的能源節約途徑。
免費冷卻,現在是一個重要的考慮因素,無論是從空氣方面或是水資源方面。由TC9.9制定的新的溫度和濕度范圍中將能夠在一年內的絕大部分時間提供免費的冷卻資源作為了新的數據中心設計或擴大現有設施選址的重要標準。
液體冷卻已經在被廣泛討論,液體冷卻能夠比熱空氣排出更有效。該方法需要對服務器進行一些修改,使它能被液體淹沒,目前的研究已經顯示了積極的成果。
蒸發冷卻是另一種高效節能技術,特別適合在干燥的氣候。然而,蒸發冷卻經常因為耗費的水資源過多而飽受爭議,特別是在水資源緊張的地區。
用水效率
水資源是另一個獲得越來越多的關注的主題,并且這未來還將繼續如此。我曾經聽到一個“未來學家”說:“水是新的成品油。”在評估蒸發和其他冷卻技術時,許多人(包括我自己)所作的認為在各自的冷卻系統中使用的只有適量的水的評估都是錯誤的。
為了確定一個系統完整的水足跡,你還必須看能源使用情況,以及在生產過程中消耗了多少的水資源。國家可再生能源實驗室(NREL)公布的一項研究,分析了以一個國家為單位,每千瓦小時的電力的生產要消耗多少水資源。盡管這一分析并不完美,但提供了一個分析基礎的權威來源。考慮到在一個特定的地理環境下,蒸發冷卻后采用適量的水,可以比冷卻水系統節省較小的水能量(使用較少的用水總量)。
有幾個項目后期使用海水或地下水冷卻,這是非常有效的,因為這省去了冷卻設備。一個位于內布拉斯加州的數據中心正在推廣這種方案,一個容積1000加侖的灌溉井52 F作為冷源,地下水冷卻和重新注入水進入含水層。這不僅是非常節能,而且使用很少的水資源或沒有水冷卻,通過減少大部分的冷卻設備,節約資本支出(CAPEX)和業務開支(OPEX)。這是解決能源和用水效率的一個非常高效節能的方案,因此是可持續的散熱解決方案。
高效的電氣解決方案
近年來在電氣設備方面提高您的數據中心的PUE已經取得了重大效率。有多家供應商的UPS負載效率達到了96-98%,而不再是50%。如果你使用A和B滿足您的設備冗余,這是相當重要的。
UPS的另一個趨勢是,工作在旁路模式,從而消除了通過電池的損失。許多人不滿意這種運作模式,但出于優化性能的考慮它提高了效率。更高的電壓和直流電源的發展趨勢,提高了效率,值得一提。
能源效率的激勵和回扣
無論是設計一個新的、能源高效的數據中心或升級現有的設施,還有許多獎勵措施可用來幫助支付的成本和提高投資回報率。
電力公司通常根據你數據中心的性能比基準或基準件設備提供相應激勵優惠政策。計劃包括電力公司,早在設計階段盡可能最大限度考慮到經濟利益。一些需要激勵優惠政策批準的設備必須提前訂購。
其他注意事項
除了上面提到的還有其他因素那幫助您優化您的關鍵任務設施的效率。
·系統的模塊化是影響效率的一個公認的做法。通過提高設備利用率,實現模塊化和迅速擴展的設計,代替安裝全密度通常導致更高的效率。這樣可以節省CAPEX和OPEX,是一個明智的商業決策。
·熱電聯產(CHP)已得到普及,并較之一般的電廠30%的典型效率,可以高達60-80%。
·輸出峰值功率也可以通過熱儲存。這是通過在夜間電力率較低時創建冰,白天利用冷卻。
測量、改善、監測和重復
不管選定何種方法作為您的新的或現有的數據中心能源效率的措施,確保測量您最初的或現有的條件,讓你有一個基線。改善后,再次進行測量,以確定您的新情況和您的投資回報率。在一個新的數據中心的情況下,執行的總擁有成本(TCO),并對其進行分析,可以引導你的決定。你應該繼續監控您的工作效率,使您的初始條件的改善和您PUE的提高相匹配。作為一個提醒,測量的結果對這些行業中的不同操作條件下可能無法提供的橫向比較。
最后,請記住,能源效率始終是更具成本效益的,比在您的任務關鍵設施采用可再生能源有效。在我的下一篇專欄文章中,我將著眼于USGBC的LEED和EPA的能源之星來談談數據中心方案的優點和缺點。