Zapewnienie rosnącego zapotrzebowania na energię elektryczną w związku z modernizacją centrum przetwarzania danych jest więc ważnym wyzwaniem, jakie stoi przed systemami zasilania. Współczesne systemy zasilania gwarantowanego w pewnym zakresie zapewniają skalowalność mocy, jak również zwykle umożliwiają dodanie redundantnych jednostek dla zapewnienia maksymalnej niezawodności w krytycznych miejscach systemu. Jednak coraz częstsza wymiana sprzętu teleinformatycznego w centrum przetwarzania danych oznacza tak znaczący wzrost poboru energii elektrycznej, iż powoduje konieczność modernizacji całej infrastruktury zasilającej. Niekiedy wzrost zapotrzebowania energii jest tak duży, iż wymaga zwiększenia tzw. mocy przyłączeniowej dla całego obiektu, co oznacza często znaczne wydatki oraz wymaga długiego czasu realizacji.

Chłodzenie

Systemy chłodzenia zapewniają prawidłowe warunki środowiskowe pracy systemu teleinformatycznego. Całkowite ciepło wydzielane przez typowe centrum przetwarzania danych jest sumą ciepła wydzielanego przez wszystkie jego elementy, do których zalicza się: sprzęt komputerowy, zasilacze UPS, urządzenia dystrybucji zasilania, urządzenia chłodzące oraz oświetlenie. Należy zdawać sobie sprawę, iż urządzenia chłodzące także wydzielają ciepło, które powstaje głównie w silnikach elektrycznych wentylatorów oraz w kompresorach. Jest ono na szczęście usuwane na zewnątrz i nie wytwarza obciążenia cieplnego wewnątrz pomieszczenia serwerowni.

Sprawność systemów chłodzenia określa wzór:

Postępujący wzrost zagęszczenia urządzeń teleinformatycznych prowadzący do większej ilości wydzielanego ciepła oznacza konieczność zwiększania mocy typowych systemów chłodzących. Dodatkowym problemem jest to, iż urządzenia, które wydzielają duże ilości ciepła, są zwykle nierównomiernie rozłożone w całym pomieszczeniu, powodując powstawanie miejsc, w których gęstość mocy może wzrastać nawet do kilku tysięcy watów na metr kwadratowy.

Stosowane do tej pory typowe rozwiązania chłodzące nie radzą sobie należycie z obciążeniem cieplnym na takim poziomie. Buduje się więc specjalne systemy chłodzenia dedykowane dla systemów teleinformatycznych (CRAC Computer Room Air Conditioner), które są w stanie zapewnić utrzymywanie nie tylko temperatury, ale również wilgotności na poziomach zgodnych z zaleceniami producenta sprzętu teleinformatycznego oraz wykorzystywać energię elektryczną jak najefektywniej.

Aby poprawić wydajność energetyczną centrów przetwarzania danych, warto instalować urządzenia monitorujące temperaturę i kierujące strumienie chłodnego powietrza tam, gdzie w danym momencie jest najwyższa temperatura. Niezmiernie ważną kwestią jest właściwe rozmieszczenie urządzeń IT na całej powierzchni centrum w taki sposób, aby uniemożliwić tworzenie się punktów o znacznie wyższej niż średnia temperaturze (hot spot).

W systemach chłodzenia duże oszczędności można uzyskać dzięki wykorzystaniu naturalnej cyrkulacji powietrza oraz zapewnienia izolacji od zewnętrznych źródeł ciepła.

Metody pozwalające na zmniejszenie zużycia energii

Dział IT powinien aktywnie uczestniczyć w procesie redukcji kosztów energii, lecz w szczegółowych kwestiach związanych z optymalizacją poszczególnych systemów warto zwrócić się do specjalistycznych firm. Pierwszym krokiem w celu zmniejszenia poziomu kosztów związanych z zużyciem energii elektrycznej jest inwentaryzacja posiadanych urządzeń i stopnia ich wykorzystania. Następnym krokiem jest stworzenie jak najbardziej efektywnej konfiguracji urządzeń systemu teleinformatycznego oraz infrastruktury fizycznej (w tym systemów zasilania i chłodzenia). Aby poprawić wydajność energetyczną centrów w zakresie chłodzenia, warto przeprowadzić analizę termiczną obiektu. Dzięki temu można określić miejsca o podwyższonej temperaturze oraz punkty, gdzie zwiększenie temperatury wynika z czynników zewnętrznych, np. słońca. W wyniku takiej analizy można rozmieścić urządzenia w taki sposób, aby zapewnić uzyskanie optymalnych warunków chłodzenia. Warto też zastosować technologię wirtualizacji, która pozwala zredukować liczbę używanych serwerów, a więc potencjalnych źródeł ciepła.

W celu ograniczenia zużycia energii przez systemy zasilania, szczególnie dla centrów nowo budowanych, niektórzy eksperci proponują przejście na napięcie stałe 12 V, eliminujące liczbę koniecznych konwersji. W przypadku takiego rozwiązania nie trzeba realizować konwersji energii DC (prąd stały) na AC (prąd przemienny) w zasilaczach UPS. Urządzenia elektroniczne jak wiadomo pracują na napięcie stałe (posiadają wewnętrzne zasilacze, które konwertują AC na DC). Zastosowanie systemu zasilania prądem stałym DC pozwala na redukcję zużycia energii nawet o 20%. Obliczenia przeprowadzone na zlecenie Google dowodzą, iż gdyby w 100 mln komputerów zainstalować tego typu sposób zasilania, przyniosłoby to oszczędności w wysokości ponad 13 mld kWh rocznie (1,5 mld USD według stawek za energię obowiązujących w stanie Kalifornia).