数据中心节能之电源管理技术绿色数据中心
一直以来电源管理技术是绿色数据中心的基础。你需要有能够管理和测量电力消耗,能源效率的一种技术。其中众多厂商,包括IBM和惠普(HP)公司,都推出了软件和硬件包以降低能耗。
目前数据中心所消耗的电力已占到美国全部电力使用量的2%,预计到2020年,这一数字将激增到9%。美国环保署在2007年8月2日递交美国国会的《服务器和数据中心能效报告》中指出,2005年全球各大公司在电力和冷却服务器上共花费261亿美元,超过60%的电力都被用来冷却数据中心内的设备。2007年,全美数据中心用电量占美国总用电量的1.5%,根据该趋势预测,2007年到2011年数据中心的能耗将增加一倍,到2011年,数据中心用电量将占全美总用电量的2.9%,达到1200亿度以上。数据中心日益增长的电力需求正在迅速发展成为一个特别值得关注的问题,数据中心管理者越来越清楚地意识到“数据中心的能耗成本将越来越高于硬件购置成本”。
这也就是Google开始疯狂在绿色能源上花钱的原因。近日,除了一亿美元投资俄勒冈州风力发电站和宣布投资世界最大太阳能发电厂,Google又宣布为自己的俄克拉荷马州数据中心买下20年风力绿色能源。
数据中心在消耗电力的同时,产生大量的热量。随着温度的升高,IT硬件的可靠性大幅降低。据估计,温度升高10°C(18°F),电子设备的长期可靠性降低50%(ArrheniusTheory)。于是不得不对其进行降温处理,,由此又带来了PUE的问题。也就是是说IT设备所消耗的电能,与IT配套设施所消耗的电能比率是多少。国外数据中心PUE值通常在1.6~2.0范围内,而国内机房多在2.0以上。也就是说为IT设备提供的一度电的同时要消耗掉2度以上的电。这其中有很大的一部分是为UPS电源电池制冷上。为什么说给数据中心退热要从电源开始呢?同风冷、水冷等节能方式相比,降低电源系统开支是最简单,操作最为直接的一种方式。
据悉,位于美国科罗拉多州的Broomfield数据中心,是世界上最早同时也是使用机架冷却方案规模最大的数据中心。该数据中心应用“机架冷却系统+节能冷水机组+飞轮UPS”方案实现了节省能源和空间。Broomfield使用无蓄电池组的飞轮UPS替代了普通UPS,这不但节省了蓄电池组的前期购置成本和后期维护成本,最重要的是减少了铅和酸的污染。
铅酸蓄电池在欧美国家回收都需要交费,我国尚未有相关法律对其作出限制,一旦出台相关规定,使用铅酸电池的成本将会越来越高。从2000年至今,生产飞轮UPS的ActivePower公司已经帮助客户节省超过两亿度电能,消除了超过190万节铅酸蓄电池(约含2.7万吨铅)的使用,减少了超过80万吨CO2的排放。
据统计,目前中国数据中心的规模每年保持两位数的增长,超过世界平均水平,呈现过快的增长态势。中国已成为全球最大、发展最快的UPS电源市场之一。从电源开始对数据中心进行绿化,同时再辅以其他措施,绿色数据中心建设将不再遥远。