Оператор дата-центров Digital Realty намерен реорганизовать систему питания своих ЦОД в Ирландии таким образом, чтобы та могла отдавать электричество в энергосети во время пиковых нагрузок. The Register сообщает, что это поможет сгладить нагрузки на энергосистемы, снизить выбросы углекислого газа и обеспечить операторам дополнительную выручку.

Один из крупнейших в мире операторов дата-центров работает с энергораспределяющей компанией Enel X, которая позволит сохранить стабильность сетей с помощью систем бесперебойного питания ЦОД. Это, например, даст возможность снизить зависимость от электростанций, работающих на ископаемом топливе в часы максимальных нагрузок. Digital Realty уже ранее реализовала подобный проект с помощью Enel X в Сиднее.

Только вокруг Дублина оператор ЦОД имеет девять объектов. Он утверждает, что аккумуляторы их ИБП прошли самые строгие проверки и одобрены для снабжения резервной энергией электросетей. Для начала в программе будут участвовать источники бесперебойного питания мощностью 6 МВт. Соглашение с Enel X позволит Digital Realty использовать по-новому использовать энергетические активы дата-центров, в числе прочего позволяя подключать к сети больше возобновляемых источниках энергии.

Источник изображения: israel palacio/unsplash.com

Ирландия уже получает 30–40 % энергии из возобновляемых источников, что имеет и негативные стороны. В частности, неизбежны перепады качества энергоснабжения из-за нестабильности работы ветряков и других подобных источников. В Digital Realty подчёркивают, что в таких ситуациях пригодится энергия ИБП дата-центров. В этом месяце оператор EirGrid объявил о снижении минимального числа больших генераторов на ископаемом топливе, которые должны работать в энергосети страны в любое время — с пяти до четырёх, в ответ на растущую доступность возобновляемой энергии.

Впрочем, Digital Realty не первой представляет подобную схему в Ирландии. Microsoft уже анонсировала внедрение интерактивной ИБП-технологии в собственном ЦОД в Дублине в середине 2022 года, она сотрудничает с Eaton и той же Enel X. Последняя служит агрегатором для объединения коммерческих источников энергии в «виртуальные электростанции». В прошлом году Microsoft объявила, что проект увенчался успехом и заявила о намерении масштабировать его на другие ЦОД по всей планете.

Энергия для ЦОД стала весьма обсуждаемой темой в последнее время, эксперты предупреждают, что рост ёмкости дата-центров на фоне взрывного спроса на ИИ-сервисы может привести к тому, что только в США ЦОД будет потребляться к 2030 году 20–25 % всей электроэнергии, а в Ирландии к 2026 году — около трети. Это уже привело к рационированию вычислительных ресурсов AWS.

Американский оператор дата-центров Digital Realty, по сообщению ресурса Datacenter Dynamics, намерен использовать гидрированное растительное масло (HVO) вместо дизельного топлива в своих резервных генераторах на некоторых площадках в США. Это позволит снизить выбросы вредных газов в атмосферу.

HVO производится из растительных масел и отработанных жиров. Это на 90 % углеродно-нейтральный возобновляемый вид топлива с повышенным сроком хранения без окисления. Важно, что HVO можно применять в дизель-генераторах без внесения модификаций в силовую установку. Кроме того, HVO можно смешивать с дизельным топливом.

Сообщается, что Digital Realty начнёт использовать HVO в резервных генераторах на площадках PDX12 в Хиллсборо (штат Орегон), а также SC1 в Санта-Кларе и LAX12 в Эль-Сегундо (обе — Калифорния). По оценкам компании, инициатива позволит сократить выбросы СО₂ приблизительно на 12 тыс. т.

Источник изображения: Digital Realty

Впервые Digital Realty начала применять HVO в дата-центрах в Париже (Франция) в 2022 году. Позднее инициатива была распространена на Мадрид (Испания) и другие европейские ЦОД. На сегодняшний день Digital Realty использует HVO более чем на 20 объектах по всей Европе, в том числе в Амстердаме. С учётом США данный вид топлива будет применяться в дизель-генераторах на семи рынках присутствия компании.

Аналогичные проекты реализуют и другие операторы дата-центров и облачных платформ. К примеру, около года назад к переводу дизель-генераторов на HVO в европейских ЦОД приступила AWS. Вместе с тем американская корпорация Kohler Power Systems объявила, что выпускаемые ею дизельные генераторы могут работать на HVO без каких-либо доработок.

Отмечается, что Digital Realty вместе с Schneider Electric реализует ещё одну инициативу, направленную на снижение вредного влияния на экологию. Она предусматривает продление срока службы критически важных систем на площадке PAR6 в Париже. Речь идёт о части электрооборудования, распределительных устройствах и ИБП. Планируется повторное использование отдельных компонентов и внедрение новых программ переработки и восстановления. Ожидается, что в течение следующих 3–5 лет проект поможет Digital Realty дополнительно снизить выбросы углерода, одновременно увеличив жизненный цикл оборудования, включая батареи ИБП.

Компания «Электрорешения», производящая электротехническое оборудование под маркой EKF, представила источники бесперебойного питания (ИБП) серии E-Power SW900G4-33, ориентированные на использование в том числе в составе критических инфраструктур. Это могут быть дата-центры, промышленные объекты, медицинские учреждения и пр.

В семейство вошли модели двойного преобразования мощностью 40, 60, 80, 100, 120, 160 и 200 кВт. Возможна параллельная работа до четырёх ИБП, что, как отмечается, обеспечивает надёжную защиту критических нагрузок.

Источник изображения: EKF

ИБП получили трёхуровневый инвертор и 5″ информационный дисплей с поддержкой сенсорного управления. В системе охлаждения применяются вентиляторы с регулируемой скоростью вращения. Предусмотрены интерфейсы RS232, USB и RS485, а также два слота для установки внешних карт, включая адаптеры Wi-Fi и модули GPRS.

Устройства обеспечивают защиту от различных проблем, которые могут наблюдаться в электрической сети: это пониженное или повышенное напряжение, искажения формы напряжения и помехи, кратковременные провалы или скачки напряжения, высоковольтные импульсы. Среди преимуществ новинок названы большой срок службы, простота обслуживания, широкие возможности мониторинга, а также интуитивно понятный интерфейс.

Компания «Электрорешения», производящая электротехническое оборудование под маркой EKF, анонсировала источники бесперебойного питания (ИБП) семейства Е-Power для различных сфер применения, включая инфраструктурный сегмент. Доступны модели мощностью от 400 Вт до 30 кВт.

В частности, для массового сегмента предназначены линейно-интерактивные ИБП с аппроксимированной синусоидой Е-Power SSW-200 и Е-Power Номе. Серия SSW-200 имеет стандартное исполнение Tower, а мощность составляет 800, 1200, 1500, 2000 и 3000 ВА. Предусмотрены выходные розетки типа Schuko и информационный ЖК-дисплей. В свою очередь, решения Номе получили плоский корпус: выпущены модели мощностью 800 и 1000 ВА с шестью и восемью выходными розетками Schuko соответственно. Эти ИБП предназначены для защиты персональных компьютеров, бытовой техники, рабочих станций и офисного оборудования.

Источник изображений: EKF

На корпоративный сегмент ориентированы линейно-интерактивные ИБП Е-Power PSW600 и Е-Power PSW-H с чистой синусоидой на выходе, а также решения SW900Pro с двойным преобразованием. Такие устройства подходят в том числе для серверов, маломощного медицинского оборудования, систем безопасности и видеоконтроля и пр.

Модели PSW600 выполнены в вариантах со встроенным аккумулятором, без него и для монтажа в стойку. Предлагаются версии мощностью 1000, 2000 и 3000 ВА. В свою очередь, изделия PSW-H получили мощное зарядное устройство и автоматический выключатель коммутации батарей. Мощность — 300, 600, 1000, 1600, 2500 и 3500 ВА. Серия SW900Pro включает модификации в исполнении Тоwer и универсальном корпусе Rack Tower, со встроенными аккумуляторами и без. Мощность — 1000, 2000 и 3000 ВА.

Для инфраструктурного сектора предназначены однофазные ИБП E-PowerSW900G4, Е-Power SW800 и трёхфазные Е-Power SW900Pro-G5. Первые доступны в версиях Tower и Rack Tower, со встроенными батареями и для работы с внешними аккумуляторными массивами. Варианты мощности — 6, 10, 20 кВА/кВт. При этом модели на 10 кВт могут поставляться в конфигурациях «1 в 1» и «3 в 1» (три фазы на входе, одна — на выходе), а модель 20 кВт — только в варианте «3 в 1». Устройство Е-Power SW800 в исполнении Tower наделено развязывающим трансформатором на выходе. ИБП построен по схеме «3 в 1», а мощность равна 10, 15, 20 и 30 кВА.

Наконец, трёхфазные ИБП Е-Power SW900Pro-G5 представлены моделями башенного типа со встроенным аккумулятором, для работы с внешними блоками батарей, с развязывающими выходными трансформаторами и в исполнении Rack Tower для работы с внешними аккумуляторами.

Nokia предложила операторам мобильной связи новые инструменты, которые помогут не только сэкономить на энергоснабжении базовых станций, но и немного заработать за счёт их резервных аккумуляторов. Энергию АКБ можно будет отдавать в часы пиковых нагрузок в магистральные сети, заряжая батареи в моменты, когда энергосети менее загружены, а электричество дешевле. Речь идёт о функции виртуальной электростанции (Virtual Power Plant, VPP).

Впрочем, большую часть времени аккумуляторы будут работать в режиме ожидания, поскольку перебои с электричеством в современных инфраструктурных проектах случаются довольно редко. Основная задумка в том, что управление резервом позволит участвовать в спотовом рынке энергии — если цена на нём будет подниматься выше определённого уровня, ресурсы АКБ можно продавать в сеть в странах, где это разрешено, или питать базовую станцию от АКБ в те моменты, когда стоимость энергии в моменте слишком высока.

Источник изображения: Nokia

Nokia уже провела многократные испытания системы и намерена представить готовое ПО для коммерческого использования в текущем году. Впрочем, некоторые эксперты сомневаются, что идея действительно хороша, поскольку основной целью резервных АКБ является не заработок, а именно защита от перебоев питания. При активной торговле на рынке энергии есть немалый риск, что оборудование в какой-то момент вообще останется без питания. В Nokia же уверены, что её ПО обеспечит рациональный расход энергии, поскольку решение полагается на алгоритмы машинного обучения и прогнозирует спрос не электричество.

Аналогичный VPP проект уже реализуется финским оператором Elisa. Проблема в том, что далеко не все базовые станции имеют резервные АКБ в принципе, а если они и есть, то речь обычно идёт о свинцово-кислотных аккумуляторах, а не литий-ионных вариантах, лучше подходящих для подобного применения. Перевод базовых станций на литиевые батареи может окупиться лишь в течение 3–5 лет благодаря VPP, но вcё это сулит слишком малую прибыль в сравнении с заработком от основного бизнеса операторов, отмечает The Register.

Источник изображения: American Public Power Association/unsplash.com

Впрочем, VPP — это лишь часть стратегии Nokia по повышению энергоэффективности мобильных сетей. Компания также представила функцию глубокого сна для базовых станций, которая отключает ненужные радиомодули при отсутствии трафика абонентов. Также компания применяет ИИ и машинное обучение для конфигурирования и оптимизации работы сети. Наконец, в арсенале Nokia есть решения с СЖО, которые также повышают энергоэффективность оборудования радиодоступа.

В целом идея интеграции АКБ, ИБП или отдельных энергохранилищ с локальными энергосетями не нова. Правда, речь обычно идёт о более крупных объектах, например, о дата-центрах. Такие проекты реализуются Google, Microsoft, Stack и др. Deutsche Telekom тоже строит хранилища общей ёмкостью 300 МВт·ч, но в данном случае они нужны скорее для запасания энергии из «зелёных» источников с нестабильной генерацией.

Компания Ippon представила однофазные источники бесперебойного питания (ИБП) Innova II T 6K/10K и Innova II T 6KL с синусоидальной формой выходного напряжения. Они, как утверждается, надёжно обеспечивают стабилизированное питание для важного и дорогостоящего оборудования, чувствительного к качеству электропитания.

Устройства выполнены по технологии двойного преобразования (онлайн) в сравнительно компактном металлическом корпусе. Предусмотрен дисплей для мониторинга состояния. Есть порты USB Type-B, RS232 и Ethernet. Последние позволяет подключиться к инфраструктуре IoT (MQTT) и облаку, что даёт возможность дистанционно контролировать работу ИБП в режиме реального времени, в том числе удалённо. А сухие контакты позволяют подключать ИБП к промышленным системам.

Источник изображения: Ippon

Модель Innova II T 6K/10K мощностью 6/10 кВт изначально оснащена необслуживаемыми свинцово-кислотными аккумуляторами. Коэффициент мощности равен 1,0. Реализованы функции защиты от перенапряжения, обнаружения блокировки вентилятора и перегрева, а также предупреждения о перегрузке. ИБП автоматически обнаруживает дополнительные батарейные модули, которые можно подключать для продления времени автономной работы.

Источник изображения: Ippon

На зарядку до 90 % ёмкости из состояния полного разряда требуется приблизительно три часа. КПД в линейном режиме превышает 95 %, в режиме ECO — 98 %. В свою очередь, модель Innova T II 6 KL поставляется без аккумуляторов в комплекте, а максимальная мощность составляет 6 кВт. Прочие характеристики и функциональные возможности аналогичны решениям Innova II T 6K/10K.

Новые ИБП могут эксплуатироваться в температурном диапазоне от 0 до +40 °C. Номинальное напряжение: 220 / 230 / 240 В (50 / 60 Гц). Устройства выполнены в соответствии со стандартом IP20. Также отмечается, что у новинок низкий уровень шума при работе от сети.

Caterpillar Electric Power и Microsoft объявили об успешном эксперименте, в ходе которого для питания дата-центра применялись исключительно водородные топливные ячейки. Как сообщает пресс-служба Caterpillar, они обеспечивали электричеством ЦОД Microsoft в течение 48 часов.

Партнёры привлекли к сотрудничеству разработчика топливных ячеек — компанию Ballard Power Systems. Использовались крупноформатный водородный элемент для энергоснабжения дата-центра Microsoft в Шайенне (штат Вайоминг). Эксперимент имеет вполне прикладное значение — резервные источники питания на водородном топливе в последнее время всё чаще рассматриваются как альтернатива дизельным, но жизнеспособность технологии до сих пор под вопросом.

Компании провели демонстрацию с использованием водородных источников питания на высоте 1855 м над уровнем моря при температуре ниже нуля. Топливные ячейки интегрировали в подстанцию дата-центра. Caterpillar выступила координатором проекта. Помимо водородной батареи Ballard мощностью 1,5 МВт применялась аккумуляторная система Cat Power Grid Stabilization (PGS) 1260 и контроллер Caterpillar.

Изображение: Ballard Power Systems

Microsoft, пообещавшая добиться статуса «углеродно-отрицательной» компании к 2030 году, внимательно следит за потенциалом водородных топливных элементов. В 2020 году она провела эксперимент по питанию серверов с помощью элементов мощностью 250 кВт в течении 48 часов. В 2021 году был задуман новый, более масштабный проект в рамках инициативы H2@Scale Министерства энергетики США. Нынешняя демонстрация как раз и является итогом данного проекта. А в 2022 году Microsoft и Plug Power успешно протестировали 3-МВт водородную батарею для резервного питания ЦОД.

Хотя водородные технологии продолжают развиваться, до массового внедрения в ЦОД пройдёт ещё немало времени. Во-первых, этот газ по-прежнему значительно дороже дизеля, хотя его стоимость продолжает падать, во-вторых, он весьма взрывоопасен, поэтому требует сложных и дорогих систем хранения и транспортировки. Впрочем, в Microsoft заявили, что демонстрация результатов исследования и открытия в сфере водородных топливных решений поможет компании стать «углеродно-негативной» в объявленные ранее сроки.

Компания Keppel, по сообщению ресурса Datacenter Dynamics, намерена развернуть аккумуляторные энергохранилища BESS (Battery Energy Storage System) в двух своих дата-центрах, находящихся в Дублине (Ирландия). Это позволит частично решить проблемы, которые могут возникнуть из-за высокой нагрузки на местные электросети. Речь идёт о решениях Grid Beyond Limited, которая поставляет энергохранилища с подключением к энергосети и ПО для управления.

На площадке Dublin 1 в кампусе Citywest компания Keppel намерена установить систему, состоящую из двух новых аккумуляторных блоков, двух высоковольтных блоков питания, двух трансформаторов среднего напряжения и пр. Мощность этой системы не уточняется. На объекте Dublin 2 в технопарке Ballycoolin компания планирует установить систему BESS мощностью 4 МВт.

Источник изображения: Keppel

В Ирландии находятся крупные дата-центры мировых IT-гигантов. Но работа таких площадок затруднена из-за возрастающей нагрузки на энергосеть. Поэтому компании вынуждены искать различные способы решения проблемы. Например, Microsoft получила разрешение на строительство газовой электростанции мощностью 170 МВт для своего кампуса Grange Castle. Кроме того, Ирландия намерена построить ЦОД с питанием исключительно от твёрдооксидных топливных ячеек.

В Дублине и окрестностях ещё в начале 2022 года прекратили приём заявок на подключение дата-центров к энергосети. На этом фоне AWS, Microsoft и Equinix приостановили развитие своих ЦОД в регионе. Но позднее стало известно, что компании снова планируют строительство и расширение ЦОД в Ирландии. А за пределами Большого Дублина появятся более 20 дата-центров.

Дата-центр Microsoft в Сан-Хосе (Калифорния) намерен использовать резервный ИБП с довольно необычным пока топливом. Как сообщает Datacenter Dynamics, поставщик топливных ячеек Enchanted Rock намерен приобретать возобновляемый природный газ (RNG) для выработки электричества.

Ожидается, что представленная в июле прошлого года микросеть будет использовать энергию, получаемую за счёт использования биогаза, приобретать который Enchanted Rock намерена у поставщика US Energy, работающего с альтернативными видами топлива и «кредитами» на возобновляемую энергию. Микросеть призвана не только питать дата-центр в случаях неожиданного отключения энергии, но и в случаях, когда отключить централизованное питание предписывается магистральным поставщиком в соответствии с протоколом Base Interruptible Power (BIP). Поставщик может запрашивать у потребителей отключение в часы пиковых нагрузок, если это оговорено специальным соглашением и соответствует возможностям потребителя.

Топливные ячейки ИБП на природном газе не могут обеспечить полное отсутствие выбросов, но использование биогаза позволяет уменьшить объём вредных веществ, поступающих в атмосферу. Сообщается, что на площадке в Сан-Хосе будет применяться смесь, состоящая из биогаза и природного газа в равных долях. По условиям соглашения Enchanted Rock с Microsoft микросеть обеспечит нулевой углеродный выброс. Компании-партнёры подчёркивают, что топливные ячейки на природном газе имеют на 80 % меньший выброс, чем дизельные генераторы, работающие в соответствии с американскими стандартами, а в некоторых случаях они ещё эффективнее.

Источник изображения: Enchanted Rock

Enchanted Rock заявила, что несколько лет назад дата-центрам в регионе требовалась общая мощность 50-60 МВт, но теперь она выросла на порядок. В компании считают, что во многом рост потребностей в альтернативной энергетике связан со сложностями получения электричества из магистральных сетей и сложностями с получением разрешений на применение дизель-генераторов. В компании подчёркивают, что в Калифорнии очень строгие экологические нормы, но Enchanted Rock удаётся соответствовать всем необходимым стандартам.

После анонса нового решения в 2021 году и конкретного проекта для ЦОД Microsoft в 2022, сделан ещё один важнейший шаг по её внедрению. В Enchanted Rock планируют начать закупки RNG-топлива у US Energy уже с начала 2026 года. Сама Microsoft активно участвует в проектах по развитию «зелёной» энергетики. Ранее Microsoft успешно протестировала водородные топливные элементы для резервного питания ЦОД.

Японский производитель аккумуляторов FDK, поддерживаемый Fujitsu, заявил о пригодности усовершенствованных никель-цинковых элементов питания для использования в ИБП дата-центров. Как сообщает The Register, в компании считают их достаточно надёжными для практического применения на столь важных объектах. Производитель настолько уверен в этой технологии, что готов обновить производственные мощности для массового выпуска АКБ нового типа.

Изображение: FDK

Дебютировавшие в марте варианты батарей подверглись длительному тестированию, доказав возможность сохранять 70 % ёмкости после 800 циклов зарядки/разрядки. Как сообщают в FDK, это показатель вдвое лучше, чем у обычных свинцово-кислотных АКБ. Кроме того, они легче и экологичнее. Аккумуляторы также прошли ряд тестов, предусматривавших размещение в уличных шкафах при температурах от 0 до +50 °C — они продолжали безопасно работать без потери ёмкости.

Источник изображения: Roberto Sorin/unsplash.com

В прошлом Ni–Zn аккумуляторы имели короткий жизненный цикл из-за быстрого роста цинковых «дендритов», способных вызвать замыкание. Однако новейшие разработки вроде добавления присадок в анод и электролит и совершенствование сепаратора позволили значительно усовершенствовать технологию. При этом удалось сохранить высокую плотность хранения энергии и возможность быстрого заряда, что для оборудования вроде ИБП дата-центров, чем длительность жизненного цикла.

Источник изображения: FDK

В компании считают, что Ni–Zn элементы являются самыми многообещающими для стационарных решений, включая системы резервного питания и энергохранения. Они используют водные электролиты, дешевле литиевых вариантов и ёмче свинцово-кислотных. Однако, например, для электромобилей они не очень подходят, поскольку плотность энергии у них всё-таки значительно ниже, чем у литий-ионных альтернатив.