中国IDC圈4月21日报道,数据中心对于人们的重要性不容忽视,即便是数据中心最普通的日常功能也至关重要——包括从最简单的互联网搜索一直到银行交易的方方面面。甚至,因为数据中心,我们可以监控传输到自己家的电能使用情况。

但是,因为数据中心能源消耗非常巨大,也有人指责数据中心的运营会对环境产生不良影响,因此减少数据中心对环境的负面影响相当重要。在这种情况下,光伏发电逐渐替代自然冷却,成为数据中心的关注焦点,特别是那些处于热带地区的数据中心,如巴西。

遭到质疑的衡量指标

根据世界自然基金会(WWF Global)的定义,生态足迹(ecofootprint)与人类活动影响联系了起来,是根据生产产品和吸纳衍生废物而需要的具备生产力的土地和水量来进行衡量的。

数据中心效率通常用PUE作为衡量指标,PUE是由美国、欧盟和日本共同建立的指标,用来评估数据中心能源效率。这已经不是一个新的概念,因为它实际上是有效能源和所有消耗能源之间的关系,已经应用在了很多地方。

这一指标是计算数据中心消耗的所有能源与IT负载使用的能源之比。像其它指标一样,PUE会遭到质疑,但它仍然是一个有用的指标。

冷却系统的电力消耗很快成为降低PUE值的大阻碍因素。因此,数据中心工作人员开始关注冷却系统的能源效率。另外,没有什么比获得免费的东西更具诱惑,换言之,数据中心希望完全通过自然力量制冷。但因为这不太可能实现,所以通常的解决方案是降低机房空调冷却水的能源消耗,即通过自然冷却来降低PUE.

地域差异

全球大的数据中心坐落于北半球,这并不奇怪,因为这也是数据中心基础设施设备大制造商们的所在地。所以自然而然,这些制造商的研发中心开发出来的解决方案都是为满足北半球的气候条件而设计。这些解决方案通过采用自然冷却的方式优化数据中心制冷,可以有效解决远离赤道的数据中心制冷问题,因为远离赤道的地区年平均气温比较低。

然而,企业的根本目标是财务成功。这就使得数据中心设备制造商和他们的市场销售部门在全球范围内推广这些解决方案时声称这些方案是降低PUE的理想方案,却没有考虑地域差异。更糟糕的是,一些工程师甚至做了一些欺骗性的试验,以证明在热带地区的国家自然冷却系统,可以节省成本,这些地区其中也包括了巴西。

脱颖而出的太阳能

光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术,关键元件是光伏电池模块,大多采用硅制成。光伏电池模块可以安装在数据中心顶端,有利于减少建筑物上的热负荷,这是因为电池模块的阴影可以减少屋顶热量的吸收,而这些热量原本会使建筑物内温度上升。

光伏发电系统中的另一个重要组成部件是逆变器,负责将光伏电池模块产生的直流电转换成交流电。逆变器的输出会被连接到电网,因此逆变器还需要将产生的交流电和外网电流同步并网。

同时,逆变器还具有防孤岛保护功能(anti-islanding),即当发现电网的预定电压和频率值发生变化时,断开光伏发电系统。逆变器的另一个非常重要的功能是跟踪光伏发电的大功率点(MPP),大功率点会根据太阳辐射和操作温度的变化而变化。逆变器必须相应变化,以便达到最佳的光伏电池模块使用效率。

采用免费的太阳能发电,而不是自然冷却

天然能源的概念开始替代自然冷却,因为这种方式更适合巴西和相似国家的气候。这实际上是利用直接从自然界获得的可持续能源发电。这种解决方案和自然冷却一样,其目标都是提高数据中心的能源效率,并在整体上减少数据中心的生态足迹。由于分布式发电和小型发电和能源供应商之间的互动推进,天然能源开始从概念走向现实。

在天然能源中,以光伏发电为例,当数据中心转型变成发电厂时,他们可以将转变的能源通入到电网中,不仅从能源角度抵销其消耗的电能,甚至还能节省能源费用。一旦天然能源的概念落实,将会引入另一个新名词EcoPUE——这是一种更加环保和可持续的数据中心的PUE计算方式,将数据中心减少的能源消耗量与消耗的光伏发电系统的发电量联系起来。而这种可持续能源被叫做免费的天然能源(free energy)。

选择最适合的方式

除了高能耗带来的环境问题,处理和存储数据的需求不断增加,使得巴西和其他热带地区的数据中心开始寻求更多节能环保的技术解决方案,更加有效地使用能源和可持续发展,并向客户提供优质的服务。结合现有的科学技术,巴西政府实施了新的法律法规,现在已经落实到位,并取得了显著改善。作为一种替代自然冷却的有效方法,太阳能的使用在一些太阳辐射指数较高的国家越来越成为一种可行方案,例如巴西。而这些可再生和可持续能源是可以从自然界免费获得的自然资源。

EcoPUE概念的提出表明,通过使用光伏发电,数据中心可以拥有更高的能源效率,也减少了对环境的影响。

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