数据中心能源效率:采用交流电 还是直流电?
2010-08-09 《UPS与机房》 编辑:吴建华编译
随着经济因素给企业压力的增加,企业要求降低成本,同时随着市民和政府监管机构要求更环保的做法,数据中心运营商设法使设施运行更有效率。为此,有人主张从传统的交流电(AC)方法,转变为给数据中心供直流(DC)电的模型,这样做法可以产生巨大的效益,既降低了发热量(从而减少了冷却的需要),同时又减少了用电量。
与大多数挑战现状的新概念(这些在很大程度上未经检验或有限的部署)一样,使用高压直流电供给数据中心的想法是被一些人断然拒绝的。使用交流电源的支持者认为,那些声称使用高压直流电的任何好处都能通过使用更有效的交流电技术来实现。
交流电是从发电站向电力客户供电时,通常使用的形式。这种形式减少了长途跋涉的损失,并且允许比较细薄的(比较便宜,因此适合使用)线。但是,大多数在数据中心中的设备,必须使用直流电源,因此,在数据中心,需要众多的转换(从AC到DC,反之亦然,以及从一个电压转换到另一个电压)。这些转换是无效率的行为,无效率意味着热量。通过提供高压直流电源,而不是标准的交流电源给数据中心,可以消除很多与从交流到直流相关的无效率(反之亦然)的转换。此外,这种方法可以看作是自然的,因为设备用直流电源运行。
直流电源的支持者声称随着产生热量的减少,以及消除在服务器上的转换模块,节省空间,设备密度可以增加,从而节省了数据中心的空间,设备故障率可能会大大降低。此外,这反过来又可以减少冷却的需求,减少与冷却相关的用水量。据《电力建设和维护》(Electrical Construction & Maintenance)的题为“交直流数据中心的争论日益升温”的文章,转换为直流电源,可节省高达30%的能源。
当然,几乎所有的想法,有热心的支持者,同样也有热心的愿意指出潜在缺陷的批评者。例如,从交流转换为高压直流的关键问题之一是目前缺乏用于处理直流电源的IT设备的制造。此外,缺乏标准和规范,如IEEE,以及政府机构实体的关注。此外,直流比交流需要更粗大的电缆,这些电缆线可能会更容易产生电弧,足以危害设备和人员。
另外,交流电源的一些支持者声称,直流电源系统的节约并非真正像一些研究所说的那么高,提高交流电源效率的技术,实际上可超过转换为直流电源获得的好处。
不管直流比交流到底有多少潜在的能源节约,缺乏IT设备设施(即缺少能够处理直流电源的设备)是数据中心广泛采用高压直流电源的一个巨大的障碍。因此,鉴于切换所需要初始投资,公司可能不愿意抓住这个回报足以弥补的初始投资的机会。如果没有一个相当大的直流电源数据中心的核心,为行业树立一个范例,直流电源可能不会获得足够的发展动力而被广泛采用。
因此,无论高压直流电源是否能带来大量的能源节约,缺乏处理直流电源的设备制造、从目前的交流系统转换为直流系统所需的初期投资、对粗大电缆潜在危险的关注、以及缺乏标准和规范,这些都成为未来数据中心采用直流电源的阻碍。不过,如果成功地实施了一个大型的高压直流数据中心,并能节约足够的大量能源,以及相关的费用,那么,在未来,采用直流电源的数据中心的百分比,可能确实可以日益增加。