Финский оператор мобильной связи и телекоммуникационных сервисов Elisa получит от государства €3,9 млн на создание распределённого энергохранилища (Distributed Energy Storage, DES) в своей сети. Как сообщает DataCenter Dynamics, в случае необходимости энергия будет передаваться и местным электросетям. Выделенный финскими властями грант позволит создать крупнейшую в Европе «виртуальную электростанцию», позволяющую рационально расходовать энергию и управлять энергохранилищами. По данным оператора, это крупнейший проект такого рода в Европе.

Финансирование осуществляется в рамках финской программы продвижения проектов, связанных с «зелёной» энергетикой — Recovery and Resilience Plan. Elisa уже протестировала новое решение на 200 базовых станциях. По данным компании, использование DES поможет снизить расходы на электричество. Система уже получила предварительное одобрение финского оператора электросетей Fingrid. Грант позволит создать виртуальное энергохранилище ёмкостью до 150 МВт·ч, что является крупнейшим европейским проектом в области систем хранения энергии, даже в сравнении с проектами централизованных хранилищ.

Фото: Jonathan Borba / Pexels

DES использует ИИ и машинное обучение, позволяющие оптимизировать использование электроэнергии базовыми станциями и эффективно управлять циклами заряда/разрядки аккумуляторов таким образом, что это позволит превратить резервные источники питания сети базовых станций в «виртуальную электростанцию», способную делиться энергией с операторами местных сетей электропередач в случае непредвиденного повышения нагрузки.

Новое решение обеспечит в некоторых случаях альтернативу ископаемому топливу и поможет электросетям, нуждающимся в дополнительных источниках возобновляемой энергии. Считается, что система не только повысит устойчивость сетей связи, но и поможет сэкономить на электричестве, а также будет способствовать достижению нулевых выбросов парниковых газов, поощряя наполнение энергохранилищ из возобновляемых источников.

Рынок ЦОД Северной Вирджинии продолжают преследовать неприятности. Помимо того, что местные жители активно выступают против старых и новых дата-центров, в местной округе наметилась масштабная нехватка электроэнергии. Как сообщает The Register, в регионе буквально не хватает линий электропередач для снабжения всех ЦОД энергией.

По данным Digital Realty, владеющей и обслуживающей более 290 ЦОД, местная энергоснабжающая компания Dominion Energy разослала оповещение ключевым местным потребителям, сообщив, что проблемы с электроснабжением в регионе закончатся не раньше 2026 года. При этом проблема заключается не в нехватке генерирующих мощностей, а именно в дефиците линий электропередач для достаточного энергообеспечения ЦОД. Текущая ёмкость дата-центров в штате составляет порядка 1,7 ГВт.

Источник изображения: Matthew Henry/unsplash.com

Округ Лаудон (Loudoun County) фактически является крупнейшим в мире хабом для дата-центров с общей полезной площадью ЦОД в миллионы квадратных метров. Округ нередко называют «ключевым игроком» в мировой цифровой экономике. Одни только налоги на недвижимость от сектора ЦОД должны составить в фискальном 2023 году почти $600 млн — этого достаточно, чтобы покрыть все расходы властей округа.

Проблемы с энергоснабжением могут означать, что многие планируемые проекты переедут в соседние округа Принс-Уильям (Prince William) и Фокир (Fauquier), а то и вовсе в соседний штат Мэриленд. Dominion Energy как минимум частично обслуживает и Принс-Улильям, а вот округ Фредерик в Мэриленде подключен к другой энергосети.

Источник изображения: Álvaro Serrano/unsplash.com

Известно, что беспрецедентный рост нагрузки на сеть Dominion начался в 2018 году на фоне стремительного развития дата-центров и всё ещё не остановился, поэтому в существующие планы развития энергосетей придётся вносить корректировки. На днях Dominion Energy признала, что не сможет обслуживать потребности города Эшберна (Ashburn) в округе Лаудон, где расположена т.н. «Аллея дата-центров». Это будет означать не только остановку уже стартовавших многомиллиардных проектов строительства ЦОД, но и снижение налоговых поступлений.

Как сообщает портал DataCenter Dynamics, по прогнозам Wells Fargo, компания может остановить поставки энергии новым ЦОД до 2025 или 2026 года — если проектам, до завершения строительства которых осталось не более полугода, энергии может хватить, то совсем новые объекты, возможно, электричества не получат, несмотря на ранее полученные от Dominion гарантии. А строительство ЦОД, запланированных на 2023-2024 годы, может быть значительно отложено. Впрочем, в Wells Fargo считают, что с нехваткой электричества могут в скором времени столкнуться и уже существующие в регионе кампусы 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).

Системы резервного питания ЦОД включают в себя не только дизель-генераторы, но и массивы резервных батарей достаточно серьёзной ёмкости (а иногда и только аккумуляторы), которые большую часть времени простаивают. Microsoft и Eaton считают, что такой подход нерационален, особенно в рамках курса на снижение углеродного следа и повышение эффективности энергосетей.

Компании объявили о сотрудничестве с целью постепенного оснащение ЦОД Microsoft нового поколения системами резервного питания, способными взаимодействовать с «умной» энергосетью и при некоторых условиях даже отдавать в неё запасённую в батареях энергию. В основе лежит разработанная Eaton технология EnergyAware UPS.

Контроллер Eaton EnergyAware. Источник: Eaton

Компании сотрудничают не первый год: ранее Eaton выбрала в качестве предпочитаемой облачной платформы Microsoft Azure, где развернула поддержку своих решений, включая мощные «умные» прерыватели питания. В прошлом году компании опубликовали исследование, в котором рассмотрена потенциальная роль ЦОД с интерактивными подсистемами питания в «зелёной энергетике». Теперь же от слов партнёры перешли к делу.

Между компаниями заключено стратегическое соглашение «о цифровой трансформации и переходе на возобновляемую энергетику» (digital transformation, sustainability and the energy transition), плодом которого станет оснащение центров обработки данных Microsoft соответствующими подсистемами питания, разработанными Eaton, и способными гибко взаимодействовать с внешней энергосетью, функционируя не только в качестве потребителя.

Источник: Eaton

В концепции композитной «умной» самобалансирующейся энергосети ЦОД, оснащённый оборудованием Eaton, сможет выступать в качестве полноправного участника, и при необходимости не только забирать из неё энергию, но и отдавать, компенсируя суточное или погодное падение выработки другими «зелёными» источниками, а заодно и получать от этого некоторую выгоду. Сама Eaton приводит некоторые цифры в описании технологии: нагруженный на 50% UPS EnergyAware мощностью 1 МВт может принести от $35 тыс. в год.

Это не единственный случай интеграции ИБП дата-центров в энергосети — аналогичные пилотные проекты есть у Google и Telia. Согласно исследованию Omdia, к внедрению такого подхода готово всё больше операторов ЦОД. Впрочем, есть и обратные примеры. Так, для изоляции собственного массива батарей Tesla MegaPack от местной энергосети оператору Switch в своё время пришлось получать специальное разрешение.

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.

Как сообщает Datacenter Dynamics, скандинавский оператор ЦОД Telia принял решение о выходе на локальный рынок электроэнергии Fast Frequency Reserve (FFR). Компания подключила источники бесперебойного питания (ИБП) своего дата-центра в Хельсинки к сети местного поставщика Fortum. Это поможет сбалансировать энергопотребление в регионе и повысить стабильность энергосети. Кроме того, в скором времени ожидается подключение ЦОД к местной теплосети.

Открытый в 2018 году в Хельсинки ЦОД Telia площадью 34 тыс. м² является одним из крупнейших в Финляндии. ИБП этого ЦОД будут включены «виртуальную батарею» Fortum Spring, чтобы можно было обратиться за электроэнергией к Telia, когда в этом появится необходимость. Это, в частности, упростит использование возобновляемых источников, не всегда стабильно поставляющих электричество. Энергия из ИБП может доставляться в общую сеть «в течение нескольких сотен миллисекунд».

Источник: telia.ee

При этом, как обещает Fortum, ИБП продолжат выполнять свою основну задачу по подстраховке ЦОД — ёмкости аккумуляторов будет вполне достаточно, чтобы в течение минут запустить дизельные генераторы. По словам Fortum, «виртуальная батарея» является очень экономичным решением, использующим существующие активы участников сети для поддержания энергоснабжения, не ставя под угрозу возможность использования оборудования по прямому назначению — часть энергии отводится на обеспечение работы критических процессов.

По данным компании, это в том числе позволяет вернуть инвестиции, обычно не предусматривающие прямой денежной отдачи, и стимулирует переход скандинавской энергосистемы к более «чистому» будущему. Интеграция ЦОД в энергосеть тестировалась ещё летом 2021 года, с тех пор Telia внесла вклад в проект в размере «нескольких мегаватт», хотя объёмы энергии не уточняются. Сейчас в Финляндии 27 % электроэнергии поставляется АЭС, 20 % — ГЭС, а 22% — ТЭС.

Государственный ирландский оператор электрической инфраструктуры EirGrid заявил, что больше не будет принимать заявки на энергоснабжение новых ЦОД на территории Дублина и его пригородов. Компания сообщила, что не будет подключать дата-центры «в обозримом будущем», возможно — до 2028 года. Оператор не только ограничит приём заявок в столичном регионе, но и будет рассматривать возможности подключения в других частях страны на индивидуальной основе.

При этом указано, что уже поданные в столице заявки будут выполняться по мере возможности. Новые заявки будут рассматриваться в соответствии с критериями, выработанными Комиссией по регулированию коммунальных услуг (CRU) и с учётом доступных энергетических мощностей. Кроме того, CRU может ввести ограничения на размещение ЦОД в отдельных районах, а также принять ряд мер по предотвращению отключений во время пиковых нагрузок.

Источник: rolandmey/pixabay.com

В последние месяцы ЦОД привлекли пристальное внимание политиков и защитников окружающей среды в Ирландии — предстоит оценить, насколько их энергопотребление соответствует заявленным страной целям защиты экологии. В минувшие несколько месяцев EirGrid уже выпустила несколько предупреждений в связи с проблемами с энергообеспечением.

Источник: tstokes/pixabay.com

Активисты и политики призывают ввести мораторий на строительство новых ЦОД, поскольку по данным EirGrid уже существующие потребляют более 10 % всей электроэнергии, используемой в стране, а к 2030 году этот показатель может вырасти до 30 % и потенциально станет причиной систематических блэкаутов. Кроме того, страна не сможет выполнить цели по декарбонизации — ранее предполагалось, что к 2030 году 80 % электроэнергии страны должно поступать из возобновляемых источников.

Формально мораторий объявлен не был, но де-факто для Дублина и окрестностей он уже введён, согласно комментарию CRU для DataCenter Dynamics. При этом ряд государственных ведомств в обращении к EirGrid акцентировал внимание на том, что дата-центры приносят в страну инвестиции, новые возможности для экспорта и другие преимущества, а Агентство по промышленному развитию и вовсе заявило, что ЦОД просто делают «козлами отпущения» за уже существующий в Ирландии энергетический кризис.

Microsoft объединила усилия с Caterpillar и Ballard Power Systems для тестирования резервных генераторов на водородных топливных элементах в своём дата-центре в Куинси (штат Вашингтон). Проект рассчитан на три года и нацелен на изучение возможности использования водородных топливных элементов в масштабе ЦОД. Проект частично финансируется Министерством энергетики США (DOE) в рамках инициативы H2@Scale.

Caterpillar станет генеральным подрядчиком, обеспечивающим общую интеграцию всех систем, работу силовой электроники и средств управления. Ballard предоставит водородный электрогенератор на топливных элементах ClearGen-II мощностью 1,5 МВт, а Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL) выполнит анализ его безопасности, экологичности и технико-экономических аспектов эксплуатации.

Источник изображения: Microsoft

Для успешной реализации проекта необходимо решить ряд проблем. Чтобы топливные элементы обеспечивали мощность 3 МВт в течение 48 часов, требуется около 68 м³ жидкого водорода, для хранения которого требуется намного больше места, чем для дизельного топлива. Для избегания утечек требуются специальные трубопроводы, а сам водород надо хранить при температуре ниже -253 °C. Ранее Microsoft успешно испытала водородные топливные ячейки мощностью 250 кВт от Power Innovations.

К моменту ввода в эксплуатацию в 2023 году суперкомпьютер El Capitan на базе AMD EPYC Zen4 и Radeon Instinct, как ожидается, будет иметь самую высокую в мире производительность — более 2 Эфлопс. А это означает, что ему потребуются гигантские мощности для питания и охлаждения. Ливерморская национальная лаборатория (LLNL), в которой и будет работать El Capitan, поделилась подробностями о масштабном проекте, призванном обеспечить HPC-центр необходимой инфраструктурой.

В основе плана модернизации лежит проект Exascale Computing Facility Modernization (ECFM) стоимостью около $100 млн. В его рамках будет обновлена уже существующая в LLNL инфраструктура. Для реализации проекта необходимо получить очень много разрешений от местных регуляторов и очень тесно взаимодействовать с местными поставщиками электроэнергии. Тем не менее, LLNL заявляет, что проект «почти готов», по некоторым оценкам — на 93%. Функционировать новая инфраструктура должна с мая 2022 года (с опережением графика).

Сам проект стартовал ещё в 2019 году и, согласно планам, должен быть полностью завершён в июле 2022 года. В его рамках модернизируют территорию центра, введённого в эксплуатацию в 2004 году, общей площадью около 1,4 га. Если раньше центр, в котором работали системы вроде лучшего для 2012 года суперкомпьютера Sequoia (ныне выведенного из эксплуатации), обеспечивал подачу до 45 МВт, то теперь инфраструктура рассчитана уже на 85 МВт.

Конечно, даже для El Capitan такие мощности будут избыточны — ожидается, что суперкомпьютер будет потреблять порядка 30-35 МВт. Однако LLNL заранее думает о «жизнеобеспечении» преемника El Capitan. Следующий суперкомпьютер планируется ввести в эксплуатацию до того, как его предшественник будет отключён в 2029 году. Кроме того, для новой системы потребуется установка нескольких 3000-тонных охладителей. Если раньше общая ёмкость системы охлаждения составляла 10 000 т воды, то теперь она вырастет до 28 000 т.