Energia i chłód

Network Appliance wykorzystuje technologię kogeneracji do okresowego zasilania i chłodzenia centrum przetwarzania danych.

Network Appliance wykorzystuje technologię kogeneracji do okresowego zasilania i chłodzenia centrum przetwarzania danych.

Kiedy w upalne, kalifornijskie lato obciążenie systemu energetycznego, a przy tym także ceny energii sięgają zenitu, centrum przetwarzania danych Network Appliance (NetApp) o zapotrzebowaniu ok. 1 MW zostaje odłączone od sieci. Uruchamiany jest wówczas system kogeneracyjny CHP (Combined Heat & Power) zasilany gazem, który w pełni zaspokaja zapotrzebowanie ośrodka. Oszczędności sięgają 300 tys. USD rocznie. Dodatkowo system dostarcza "darmowego" chłodzenia.

Z pewnością urządzenia CHP nie stanowią uniwersalnego rozwiązania dla coraz powszechniejszych problemów związanych ze źródłami zasilania. Kogenerację wykorzystuje jak dotąd bardzo niewiele centrów danych na świecie. Zdaniem niektórych specjalistów powinny być jednak przynajmniej brane pod uwagę w trakcie budowy nowych centrów danych. Kryteria ewaluacji powinny obejmować cenę i dostępność energii elektrycznej (w tym zmiany taryfy w ciągu dnia), lokalne warunki klimatyczne, warunki przestrzenne, lokalne regulacje prawne oraz cenę i dostępność gazu.

Tanio i klimatycznie

Z technicznego punktu widzenia jako CHP może być wykorzystywane dowolne źródło mocy, ale najczęściej w niewielkich zastosowaniach komercyjnych (5-20 MW) wykorzystywany jest gaz. W pewnych przypadkach do kogenercji wykorzystywana może być nawet biomasa. Niewątpliwie posiadanie systemu kogeneracyjnego jako alternatywnego źródła zasilania zmniejsza ryzyko zatrzymania ciągłości pracy ośrodka w przypadku katastroficznych awarii systemu energetycznego. Tymczasem liczba znaczących przerw w dostawie energii wzrasta. Powodem bywają katastrofy naturalne, ale także starzejąca się infrastruktura.

Technologia CHP może służyć jako sposób na obniżanie kosztów utrzymania ośrodka. Najważniejszym jednak czynnikiem, który sprawia, że kogeneracja jest atrakcyjną propozycją dla centrów danych, jest możliwość wykorzystania jej do chłodzenia. Najczęściej uzyskiwane ubocznie przy wytwarzaniu energii ciepło wykorzystywane jest do ogrzewania budynków. Jednak wykorzystanie chłodnic powoduje, że można je również zastosować do schładzania pomieszczeń. Dzięki temu efektywność całego systemu znacząco wzrasta.

System wykorzystywany przez NetApp składa się z trzech generatorów zasilanych gazem i chłodnic, które wykorzystując generowane przy produkcji energii ciepło schłodzą centrum danych o powierzchni 540 m2. Co ważne, chłodnice dostarczają zimną wodę dzięki procesowi, w ramach którego nie są wykorzystywane żadne chemiczne czynniki. Jest to zatem całkowicie "zielone" źródło energii.

Oszczędności zależne

Dla NetApp najważniejsze były koszty. Cena jednej kilowatogodziny wynosi 0,14 USD. Jednak w przypadku ciepłych letnich dni wzrasta do 0,24 USD. "Ponieważ energia elektryczna latem jest droga, a ceny gazu są niskie, system uruchamiamy latem w godzinach szczytów" - mówi Dan Hoffman, szef ośrodka przetwarzania danych NetApp.

Początkowo oszczędności były znacznie większe. Zmniejszyły się jednak ze względu na wzrost cen gazu. Oryginalny plan firmy zakładał, że system CHP będzie dostarczał zarówno energię potrzebną do normalnego działania i jako źródło zapasowe. Rosnące ceny gazu ograniczyły zasadność wykorzystywania systemu tylko w czasie letnich szczytów. Doprowadziły także do poszukiwania zapasowego źródła zasilania. Firma doszła do wniosku, że lepiej w tej roli sprawdzi się tradycyjny generator z silnikiem diesla. Projekt kosztował 2,5 mln USD. Wzrost ceny gazu sprawił, że roczne oszczędności zmniejszyły się o połowę (z 600 tys. USD do 300 tys. USD rocznie). Po odjęciu rabatów udzielonych przez dostawcę energii, system spłaci się w ciągu sześciu lat.

System CHP nie sprawdzi się jednak w każdym przypadku. Dla dużej części organizacji produkcja energii taniej niż przez elektrownie nie jest możliwa do osiągnięcia.

"Projekt ma sens finansowy, jeśli cena kilowatogodziny uzyskiwanej z kogeneracji jest o 1,5 centa niższa niż cena energii z elektrowni" - wyjaśnia Peter Gross, dyrektor EYP Mission Critical Facilities.

Alternatywa z zewnątrz

Właśnie dlatego szefowie centrów danych powinni w pierwszej kolejności skoncentrować się raczej na instalowaniu urządzeń optymalizujących pracę systemów klimatyzacyjnych, a nie na wykorzystywaniu kogeneracji - przekonują przedstawiciele lobby energetycznego. Pozwalają one wykorzystywać w zimne dni chłodne powietrze na zewnątrz do chłodzenia pomieszczeń wewnątrz budynków.

300 tys. USD

oszczędności rocznie przynosi Network Appliance zastosowanie w centrum danych technologii kogeneracji CHP (Combined Heat & Power).

Na razie nie jest to jeszcze popularne. Pomimo tego że w USA elektrownie zachęcają do ich wykorzystywania oferując znaczne rabaty, pozwalające pokryć nawet połowę kosztów takich urządzeń. Należy przy tym dodać, że podobne atrakcyjne rabaty udzielane są na instalację systemów CHP. Niemniej optymalizacja działania systemu klimatyzacyjnego jest mniej ryzykowna. Nie wymaga od centrum danych zarządzania dodatkowo "małą elektrownią".

Co ciekawe, NetApp wykorzystuje także urządzenia usprawniające pracę klimatyzatorów. Przedstawiciele firmy przekonują, że to dobre uzupełnienie systemu kogeneracyjnego. W chłodne dni sprawdzają się idealnie. Tymczasem systemu kogeneracyjnego NetApp używa tylko latem. Obydwie technologie są zatem idealnie komplementarne.

Kogeneracja bez żalu

Obawy przed wykorzystaniem urządzeń CHP w centrach danych biorą się także z faktu, że jest to stosunkowo nowa technologia. Problem polega na tym, że nie sprawdzono jeszcze dokładnie, w jaki sposób zbudować resztę infrastruktury wokół niej. Przedstawiciele NetApp przekonują jednak, że nie żałują decyzji. "Kiedy przekonywaliśmy do projektu szefa IT, powiedzieliśmy, że to my będziemy odpowiedzialni za niezawodne dostarczanie energii, chłodzenie oraz zarządzanie kosztami energii. Myślę, że udało się to zrealizować" - mówi David Robbins, wiceprezes ds. globalnej infrastruktury w NetApp.

W celu komercyjnej reprodukcji treści Computerworld należy zakupić licencję. Skontaktuj się z naszym partnerem, YGS Group, pod adresem [email protected]

TOP 200