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.