Комиссия по коммунальным службам штата Мэриленд заблокировала использование дизель-генераторов для резервного питания дата-центров компанией Aligned. Как сообщает DataCenter Dynamics, штат предложил щедрые налоговые льготы для того, чтобы переманить операторов ЦОД, стремящихся обосноваться в «долине дата-центров» в соседней Вирджинии.

Первой компанией, выразившей готовность приобрести место в новом 2-ГВт кампусе Quantum Loophole, стала Aligned. При этом она подала заявку на установку 168 резервных дизельных генераторов мощностью 3 МВт каждый. Хотя заявка противоречит местным законам о защите окружающей среды, представители властей штата предложили сделать исключение для компании из соображений «общественного удобства и необходимости». Впрочем, комиссия не сочли подобные доводы убедительными — использование дизель-генераторов в 2023 году посчитали неприемлемым и посоветовали компании предложить вариант получше.

В самой Aligned рассчитывали получить исключения для каждого генератора по отдельности, но представители регулятора уверены, что фактически речь идёт об использовании одной 504-МВт дизельной электростанции, поскольку в случае чрезвычайной ситуации всё равно придётся включать все резервные генераторы одновременно. При этом в коммиссии задались вопросом, почему в Техасе Aligned несколько лет назад сумела установить альтернативную систему резервного питания, похваставшись тем, что она обеспечивает всего ⅒ от выброса традиционных генераторов, а в Мэриленде — не может.

Источник изображения: Aligned

Многие компании уже используют альтернативные решения, например, на водородном топливе, которые уже протестировала Microsoft. Впрочем, в Ирландии копрпорации разрешили построить полноценную ТЭС на природном газе. В Aligned утверждают, что для столь масштабного проекта такие системы не подходят, поскольку топливные ячейки или газовые турбины не могут заработать так же быстро, как дизельные генераторы — на то, чтобы переключиться с питания от ИБП на генератор, обычно имеется меньше минуты.

Дизельные источники электропитания в штате должны получать сертификат CPCN, который легко дают владельцами небольших индивидуальных генераторов. Aligned рассчитывала на исключение, но в комиссии предписали последовательно пройти весь процесс сертификации для каждого из 168 генераторов. Формально отказа властей нет, но одна только подача заявки стоит $10 тыс., а на её рассмотрение уходит 9–12 месяцев без гарантии одобрения. Как заявил один из членов комиссии, в новой реальности уже нельзя просто прийти за разрешением на использование 504-МВт генератора и тут же получить одобрение.

Швейцарская Energy Vault (EV) сообщила об окончании строительства в китайской провинции Цзянсу гравитационного аккумулятора, который поможет накапливать энергию от ветряных электростанций. По данным DataCenter Dynamics, система, которая способна хранить до 100 МВт·ч и отдавать до 25 МВт электроэнергии, будет ведена в эксплуатацию уже в 2023 году. На очереди ещё одна система, которая будет задействована для питания ЦОД.

В компании утверждают, что речь идёт о первом в мире коммерческом гравитационном энергохранилище, принцип работы которого схож с довольно распространёнными гидроаккумулирующими электростанциями, которые тоже работают за счёт гравитации. Решение Energy Vault работает с использованием 24-тонных бетонных блоков — благодаря их подъёму накапливается кинетическая энергия, а спуску — высвобождается, что особенно удобно для солнечных и ветряных электростанций.

Источник изображения: Energy Vault

Скептики неоднократно выражали сомнения относительно практичности и экологичности таких аккумуляторов, поскольку энергии запасают они немного, а при производстве бетона и стали высок уровень выбросов. Впрочем, в самой Energy Vault заявляют, что многие из проблем компании удалось решить. Например, вместо бетона используется материал на основе переработанного пепла и других отходов.

Загрузка блоков (запасание энергии) у подобных гравитационных аккумуляторов может продолжаться от 2 до 12 часов и более в зависимости от задач и источников. Вводимая в эксплуатацию система в провинции Цзянсу недалеко от Шанхая будет работать в течение 4 часов. По имеющимся данным, система способна вернуть порядка 75–80 % накапливаемой энергии.

Монтировать конструкцию начали ещё в марте 2022 года совместно с Atlas Renewable и China Tianying (CNTY) и теперь, согласно официальным данным, она достигла «первой фазы ввода в эксплуатацию». В планах компании — строительство гравитационных аккумуляторах во всех регионах мира. В частности, уже идёт речь об аккумуляторе ёмкостью 100 МВт·ч в китайской провинции Хэбэй, который будет использован для питания местных ЦОД.

Японский многопрофильный концерн Mitsubishi Heavy Industries (MHI) приобрёл американскую Concentric, занимающуюся разработкой и производством промышленного энергетического оборудования. По данным DataCenter Dynamics, соглашение о продаже всех принадлежащих ей активов и интересов было подписано с OnPoint Group, владеющей Concentric.

Техасская Concentric с 2000 года предлагает системы энергоснабжения для критически важных объектов, в частности, передлагая системы бсеперебойного питания для ЦОД. До сделки Concentric сама активно покупала компании и технологии, постепенно захватывая рынок. В OnPoint Group заявляют, что продажа компании позволит сосредоточиться на ключевом бизнесе — обслуживании объектов критической инфраструктуры.

Источник изображения: Concentric

В MHI выразили удовлетворение покупкой — объединение технологических возможностей Mitsubishi с разветвлённой клиентской сетью Concentric на территории Северной Америки не только благоприятно скажется на местной энергетической инфраструктуре различных объектов, от заводов до ЦОД, но и откроет пути для глобальной экспансии.

В самой Concentric подчеркнули, что два десятка лет занимаются созданием сервисов для бесперебойного питания в критически важных сферах по всей Северной Америке, а влившись в MHI, компания расширила возможности обслуживания лидеров инфраструктурных проектов.

Российская производственная компания «Систэм Электрик» (Systeme Electric, ранее Schneider Electric в России) анонсировала источники бесперебойного питания (ИБП) семейства Excelente с модульной конструкцией. Они обеспечивают защиту критически важных нагрузок и,являются аналогом широко известной серии ИБП Symmetra разработки APC.

В качестве сфер применения ИБП называются крупные дата-центры и объекты IT-инфраструктуры, периферийные вычислительные системы, облачные платформы, телекоммуникации и компьютерные сети, промышленность и коммерческие здания.

Устройства Excelente обладают единичным коэффициентом мощности по выходу (PF=1) на всём диапазоне рабочих температур. Это даёт возможность рассчитывать необходимый уровень защиты для текущей инфраструктуры без лишних затрат.

В семейство вошли три модели: Excelente VM (50–300 кВА), Excelente VL (350–600 кВА) и Excelente VX (100–600 кВА). Они обеспечивают до 96,6 % КПД в режиме двойного преобразования и до 99 % в режиме ECO. Предусмотрена возможность горячей замены силовых модулей, модулей управления и байпаса. В оснащение входят сетевая карта, датчик температуры, воздушный фильтр от пыли и комплект параллельной работы.

Решения Excelente, как отмечается, обеспечивают высокую производительность даже в неблагоприятных условиях. Возможно масштабирование, что позволяет докупать дополнительные мощности по мере роста нагрузки. Такой подход позволит сократить капитальные вложения и стоимость владения оборудованием. К преимуществам серии также относятся компактные силовые модули высотой 3U (50 кВт для VM/VL и 100 кВт для VX), дублированные платы управления и усиленное зарядное устройство, обеспечивающее быстрый заряд как свинцовых, так и литиевых батарей.

Российская компания «Систэм Электрик» (Systeme Electric) сообщила о выходе однофазных ИБП для широкого спектра применений. Начались продажи моделей Back-Save BV, Smart-Save SMT, Smart-Save Online SRV и Smart-Save Online SRT, а также сопутствующих аккумуляторных батарей.

Устройства Back-Save BV (BVSE) рассчитаны на применение в офисе или дома для питания как маломощных устройств, таких как модемы или маршрутизаторы, так и компьютеров и игровых приставок. Модели серии оснащены встроенным стабилизатором. Интеллектуальная зарядка позволяет восполнять запас энергии даже при выключенном ИБП. Благодаря небольшим размерам устройство можно разместить в любых ограниченных пространствах или повесить его на стену.

Источник изображений: «Систэм Электрик»

ИБП семейства Smart-Save SMT (SMTSE) подходят для защиты серверного, сетевого и телекоммуникационного оборудования в сравнительно несложных конфигурациях: в магазинах розничной торговли, в сетях малых и средних предприятий. ИБП оснащены встроенным стабилизатором напряжения, USB-портом и последовательным портом, информационным дисплеем и SNMP-картой (опционально). ИБП можно монтировать в навесных или напольных шкафах небольшой глубины.

Изделия Smart-Save Online SRV (SRVSE) предназначены для серверного оборудования. ИБП имеют корректировку коэффициента мощности на входе, USB-порт и последовательный порт. Есть возможность установки опциональных коммуникационных карт: SNMP, сухие контакты, Modbus. Реализована возможность подключения до 10 дополнительных внешних батарейных блоков.

Наконец, серия Smart-Save Online SRT (SRTSE) включает производительные ИБП, разработанные для самых сложных условий электроснабжения. Имеется возможность подключения дополнительных батарей с функцией горячей замены. Мощность достигает 10 кВА. Устройства обеспечивают высокоэффективную защиту питания для серверных залов, а также для сетей голосовой связи и передачи данных. В числе преимуществ этой серии названы широкий диапазон входной сети, корректировка коэффициента мощности на входе, наличие USB- и последовательного портов, а также возможность установки коммуникационных карт.

Компания Microsoft намерена распространить успешный опыт по интеграции энергохранилища дата-центра в Дублине с местными энергосетями на свои ЦОД во всём мире. Как сообщает DataCenter Dynamics, ещё в 2022 году свою эффективность доказала схема, объединяющая систему литий-ионных аккумуляторов (BESS) и интерактивные ИБП компании Eaton, которая позволяет делиться энергией с ирландской электросетью в случае необходимости. Подобные пилотные проекты уже реализуют многие операторы ЦОД вроде Google и Telia, а также операторы Deutsche Telecom и Elisa.

К 2030 году Ирландия намерена использовать в своих сетях не менее 70 % возобновляемой энергии, уже сейчас на долю ЦОД приходится порядка 10 % всего энергопотребления страны. По прогнозам экспертов, меньше, чем через 10 лет этот показатель вырастет до 30 %, что приведёт к замедлению роста рынка ЦОД в Ирландии и даже уходу некоторых игроков из-за внедрения новых правил. Применяемая Microsoft система уже сегодня особенно востребована именно здесь, где активное строительство ЦОД привело к нехватке энергетических мощностей.

Источник изображения: Jan Huber/unsplash.com

Такие «виртуальные электростанции» (Microsoft в этом деле помогала Enel X) могут эффективно использоваться в любой точке мира. Считается, что такое решение будет способствовать декарбонизации электросетей. Дело в том, что нестабильные поставки из возобновляемых источников увеличивают потребность в формировании именно аккумуляторных хранилищ. Кроме того, становится доступна и более эффективная и быстрая балансировка сетей — для передачи энергии на краткосрочный период аккумуляторные резервы намного эффективнее.

Пока неизвестно, сколько компания готова отдавать в ирландскую энергосеть. В дублинском кампусе ёмкостью 255 МВт Microsoft намерена построить дополнительные мощности — благодаря тому, что компания успела получить разрешение на строительство до введения в Дублине временных лимитов на создание ЦОД. Ожидается, что следующей на очереди станет Великобритания, где будет использовано аналогичное решение. Впрочем, есть и альтернативный подход — AWS приняла решение закупить более сотни дизель-генераторов для своих ирландских ЦОД.

Дизель-генератор — неотъемлемая часть подсистемы резервного питания любого серьёзного ЦОД, но по природе своей он не может похвастаться нейтральностью выхлопа. Многие ищут традиционным генераторам замену, и в их числе Microsoft. На днях компания сообщила, что ей удалось достичь важной вехи в освоении водородных топливных элементов, которые, по замыслу Microsoft, и должны заменить традиционные дизель-генераторы в принадлежащих ей центрах обработки данных.

Компания начала тестирование новой генераторной станции мощностью 3 МВт, построенной на базе топливных ячеек с протонообменной мембраной (PEM). Она способна обеспечивать питание 10 тыс. серверов. С топливными элементами компания экспериментирует давно, ещё с 2013 года, но более ранние разработки использовали природный газ и не по факту не являлись такими уж экологичными.

Тестовая станция мощностью 3 мВт. Источник: Microsoft/John Brecher

Разработать водородные PEM-ячейки компании удалось в сотрудничестве с Plug Power. В течение нескольких недель июня компании совместно протестировали прототип генератора нового поколения. Новая система, выбрасывающая в атмосферу лишь нагретый водяной пар, сработала успешно, так что Plug Power уже работает над созданием коммерческой версии системы.

Протонообменная мембрана: конструкция и принцип действия. Источник: Encyclopedia Britannica

Первый же экземпляр будет установлен научно-исследовательском центре Microsoft, но пока конкретных сроков пока озвучено не было. У IT-гиганта большие надежды на подобные технологии: к 2030 году компания планирует обновить системы резервного питания во всех своих ЦОД.

В работе система выделяет только горячий водяной пар. Источник: Microsoft/John Brecher

Правда, в полной экологичности водородных топливных элементов есть сомнения: работают они без вредных выбросов, но само их производство может оказаться далеко не таким чистым, как эксплуатация. Тем не менее, администрация США одобрила план стоимостью $8 млрд по развитию производства водорода в рамках программы альтернатив ископаемому топливу. В Европе есть аналогичные инициативы — как совсем скромные (€2,5 млн), так и весьма крупные (€1 млрд).

Исследование, проведённое аналитической компаний Omdia, показало, что в следующие четыре года операторы ЦОД начнут использовать на своих площадках источники бесперебойного питания (ИБП), способные не только поддерживать энергообеспечение дата-центров, но и в случае необходимости отдавать избытки электроэнергии в общую сеть.

Интеграция разнообразных источников возобновляемой энергии в «динамические» энергосети постепенно становится трендом, а в некоторых регионах в ближайшей перспективе и техническим требованием к сетям электроснабжения. ЦОД находятся в уникальном положении — будучи крупными потребителями энергии, они способны повысить надёжность электросетей, позволяя последним получить доступ к запасённой ИБП энергии.

«Умные» энергосети способны динамически отслеживать потребность в энергии и быстро подключать резервные хранилища, что помогает компенсировать непредсказуемость поставок энергии от возобновляемых источников, обеспечить баланс и сократить инвестиции в электрическую инфраструктуру. Eaton, Schneider Electric и Vertiv уже предлагают клиентам «умные» ИБП, способные интегрироваться в такие энергосети.

Источник изображения: Omdia

Omdia опросила почти 380 представителей операторов дата-центров, технических специалистов, консалтинговых компаний и поставщиков энергии в Северной Америке, Европе и Австралии. Результат опроса показал, что главным стимулом для внедрения совместимых с «умными» энергосетями ИБП стала возможность реализовать инициативы по энергосбережению. Другими стимулами стали стремление к инновациям, репутационные выгоды, а также получение конкурентных преимуществ.

Примечательно, что большинство опрошенных уверены, что использование интеграция ЦОД с «умными» энергосетями не поставит под угрозу выполнение критически важных рабочих нагрузок. Почти половина респондентов ответила, что главными, хотя и далеко не единственными, выгодоприобретателями подобных решений станут облачные. В числе регионов, где наиболее развито внедрение «умных» ИБП названы Скандинавия, Великобритания и Ирландия.

Около 80 % опрошенных считают, что от 10 до 50 % ёмкости аккумуляторов в современных ИБП дата-центров уже сегодня может использоваться для поддержки работы публичных энергосетей без угрозы собственным системам ЦОД. Такой подход поможет эффективно интегрировать в энергосети возобновляемые источники энергии вроде солнечных и ветряных электростанций с нерегулярной генерацией — в периоды избыточной поставки энергии её можно запасать в ИБП, а потом отдавать в час пик.