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企业如何借助绿色环保数据中心节省资金并消除浪费

文章出处:行业新闻 阅读次数:178 发表时间:2018年1月25日上午11:32


现如今,“浪费能源对我们的环境是有害的”已然成为了众所周知的共识。但很少有人真正意识到,其对于企业的业务也同样是不利的。

每天,持续进行着IT运营的企业组织都在节省数千乃至数百万美元的IT开销。而不能再将企业的IT预算资金浪费在不必要的高额能源费用上。而且,通过这样,还帮助他们进一步赢得了当前对于绿色环保意识高涨的客户们的业务。

事实上,哪怕完全无视企业社会责任方面的影响,企业实施可持续发展的案例所带来的纯经济影响也是毋庸置疑的。此外,现在全球IT业界的相关排放量占总污染量的2%(与全球航空业界的污染相当),而企业数据中心正是帮助当前的企业开始实现上述这些经济效益的理想场所。

在本文接下来的部分中,我们将与广大读者朋友们共同探讨两大重要的问题:什么原因使得当前的数据中心变得“绿色环保”;以及如何将这些“绿色环保”的特征转化为企业真实的资金节约?

我们还将研究企业数据中心的效率、可靠性和正常运行时间之间的平衡——以及企业应当如何将可持续的选择方案结合起来,以便能够提供最佳的客户体验。

什么原因使得当前的数据中心变得“绿色环保”?

当前,全球所有数据中心的运营,甚至是符合美国LEED(Leadership in Energy and Environmental Design)认证的数据中心都需要消耗大量的能源。

这其实是不可避免的。为了跟上当下移动技术和基于网络的应用程序、内容和数据日益增长的客户需求,当今企业的数据设备正在容纳庞大的服务器和存储设备网络。数据中心所容纳的设备越多,保持设备运行所需消耗的能源也就越多。

因此,如果我们仅仅只是通过关注能源总需求来评估数据中心的能源效率,就会产生误解。(毕竟,一处能源浪费严重,但规模较小的数据中心所消耗的能源仍然要比一处大规模,高效率的数据中心所消耗的能源要更少。)

更能切实的反映企业数据中心整体能源效率的是其整体能源利用情况。没有任何一家企业能够打造一处无需消耗任何能源的数据中心,但我们却可以建立一处尽量减少能源浪费的数据中心。

有鉴于此,那么就让我们来仔细看看有助于数据中心减少能源浪费的各个相关要素,以及这些相关要素如何帮助数据中心的运营转化为能源的节约吧。

太阳能

现如今,太阳能发电正处于扩大采用的良性循环中,其导致了企业数据中心基础设施成本的下降。在过去的四年里,太阳能电池板的平均价格下降了60%。而且,安装光伏太阳能电池阵列的成本已经缩减到每瓦3美元,这大约相当于煤炭发电的成本。

当前,在美国,有越来越多的企业选择在他们企业办公建筑的屋顶安装太阳能板,数据中心也不例外。太阳能的可变成本可以忽略不计——因为其源材料(太阳光)是免费的。更重要的是,在白天能源价值最高的时候,太阳能的供应量是最大的。

但是,太阳能供应的变化也凸显了其自身的一个重大问题——其不容易储存。如果太阳能不能立即使用的话,就会丢失。

与此同时,太阳能的光照效率高度依赖于数据中心所在地区的气候。太阳能的密度(或者从有限的空间中具体所能够获得的能源量),可以因数据中心所处当地为温带城市或荒芜的沙漠的不同而产生高达5瓦/平方米(W / m2)到20瓦/平方米的波动差异。

上述这些数据同时还受到在太阳能电池板的生产中所使用的具体材料的影响。随着科学技术的不断进步,业界的科学家们正在开发更好的材料,包括新生的称为钙钛矿的太阳能吸收晶体,以获取更多的太阳照射。

对于所在地缺乏合适的光照气候条件或相应的基础设施,无法很好的充分利用太阳能的数据中心而言,相同的环境效益可以通过美国太阳能可再生能源认证证书(SREC)的形式获得——这在美国是可交易的非有形能源商品,可再生能源认证证书提供了购买可再生能源的机制,该可再生能源添加到电网,并能够从电网中购得。

随着上述这些,以及其他环境和经济激励措施的不断涌现,越来越多的数据中心将开始测试采用太阳能发电或购买SREC。

冷却效率

在数据中心,对占地面积多达数英亩的硬件设备实施冷却不仅仅需要消耗能源,同时还需要执行相应的战略、进行充分的设计和基础设施安置规划。

最节能的架构采用自然空气冷却。但为了使自然空气冷却系统更可行,数据中心既需要位于适宜的气候(取决于季节和地理环境)带,同时还需要采用相应的备用冷却系统,以防自然的空气源受到高温环境的影响,或收到烟、雾或其他空气污染物的污染。

基于上述这些原因,大多数数据中心的传统架构的设计都是通过循环风扇和冷却系统进行空气冷却的再循环,同时,冷却系统所使用的是被称为乙二醇的防冻化学品。乙二醇的高沸点可防止在闭环系统中循环蒸发,吸收来自IT硬件所散发的热量,并由此通过风扇实现冷却。

这种设计的缺陷是浪费了能量以驱动风扇的运行。现代数据中心的运营商们已经了解到,他们可以生成相同的BTU(英国热量单位——或者将一磅水的温度降低一华氏度所需消耗的能量),所造成的能源浪费要少得多——通过水循环而不是空气循环。

虽然基于水的冷却架构(也称为蒸发式冷却器)的效率很高,但它们确实需要消耗大量的水资源,而这些水资源既不是无限的,其成本也不是廉价的。特别是近10年来,饮用水资源的短缺已经使得水价同比呈现了两位数的上涨。

为此,重视能源效率的数据中心运营商们现在正在从采用饮用水转向采用再生水,这种再生水的价格更便宜(约为饮用水成本的三分之一),而且更具可持续性——因为再生水只能用于非消费,比如以农业灌溉和工业冷却为目的。

事实上,在整个弗吉尼亚州Ashburn的整个数据中心园区里,由于选择了再生水,使得该数据中心园区年度的水费降低了50%到65%。这甚至也有利于整个社区。例如,通过转移当地河流污染的水源,创造刺激了就业的增长和企业发展再生水设施的需求。

重要的是要注意,通过使用基于再生水的系统的设施,通常将需要在数据中心现场将饮用水作为备用水存储,以防再生水系统出现故障或者设施需要再生水的供应更多的水资源。这被称为水电冗余(hydro-redundancy),一种平衡效率和降低风险的巧妙方法。

电力使用效率(PUE)

选择高效冷却的方案是提高数据中心整体能效的最佳途径之一。但是,数据中心的能源效率是如何衡量的呢?

大多数数据中心运营商均采用的是数据中心能源使用效率(PUE)公式——即数据中心所有设备所消耗的总能耗(TFP)与IT设备(IEP)所消耗的能源之比。

实质上,在数据中心消耗每兆瓦的能源用于支持其关键的IT硬件运营的同时,一些额外的能源也必须花费在数据中心建筑本身(如冷却,照明等)方面。这一额外所需消耗的能源量,以乘数的形式表示,便是PUE。

因此,如果需要消耗一兆瓦的电力为您数据中心的关键IT硬件供电,那么另外就需要消耗半兆瓦的电力用于供应给数据中心建筑物,则数据中心的PUE值为1.5(即总设施功率除以IT设备功率)。

数据中心的平均PUE值大于1.9。现代化的绿色数据中心使用基于再生水的冷却技术,其PUE值通常要低得多,约为1.3。一些新数据中心设施的PUE值接近1.2及以下。

这在经济意义上是非常重要的,因为PUE值每减少0.1,就相当于每年每兆瓦的能耗将节约数千美元。以弗吉尼亚州Ashburn数据中心园区为例,PUE每减少0.1,就意味着每月所节省的电力费用将达到每兆瓦5万美元。

LEED认证

除了PUE之外,还有许多其他的方法可以评估数据中心的效率和可持续性。但是,由于这些指标太过多样和广泛,使得数据中心运营商们经常会倾向于进行整体认证,例如采用LEED评级系统。

LEED认证是由美国绿色建筑委员会所开发的,其充分考虑了多元化。

该认证指标兼顾了数据中心的设施设计,施工,运营和维护的各个方面——包括数据中心站点的可持续性,节水,能源和气氛,材料和资源,室内环境质量和设计创新等要素。

为了满足这些标准。即使像照明这样简单的东西也可以有多个方面。(除了选择节能灯泡外,现代数据中心运营商们正在实施带声控传感器的照明控制系统,以减少浪费,并降低成本。)

此外,当涉及要减少垃圾填埋场中昂贵的物理废弃物时,现代数据中心正在采取相应的重大措施来清理设施建设和运营——通常通过在数据中心现场站点采用可再生的工具(如纸板箱和托盘回收设备)。

为了控制成本高昂的柴油发动机的废气排放,一些绿色环保的数据中心正在投资选择性催化还原(SCR)系统(其将被安装在发电机排气管上),以减少温室气体中氮的氧化物(柴油燃烧的副产品)高达90%。通过改用超低硫柴油燃料,这些发电机可以大幅度降低硫氧化物的产生量——这是酸雨的主要来源。

不仅仅是通过采用重大举措有影响。越来越多的数据中心运营商正在寻找巧妙的方法来降低能源成本,成为承担社会责任的企业。这方面的例子包括将他们办公建筑设施的屋顶涂成白色以减少热量,改用生态友好的清洁剂和可重复使用的超细纤维碎布代替纸巾。

数据中心的节省便是客户的节省

有人可能会认为,数据中心正在追求效率和可持续发展的举措来只是为他们自己节省了资金。但事实并非如此。

其实,许多数据中心的运营商每月的能耗账单最终都是要被转嫁到其客户身上的。因此,数据中心的采用绿色环保基础设施的决策和投资几乎完全符合改善客户体验的宗旨。

客户们将受益于数据中心运营商们采用太阳能,再生水冷却系统,低PUE,选择性的催化还原,托盘回收和其他绿色环保倡议举措。

对于成本经济效用和生态环境友好的理念很少像在现代数据中心这样得到如此清晰的高度重视,而这同时也是全球IT行业能源消耗增长最快的领域。

作为企业而言,肩负着推动国家经济良性发展和保护环境的双重责任。正如一位数据中心客户最近所说:“在当前的经济环境下,我们每个人都应该是环保主义者。”

PUE值是否越低越好?

一般来说,的确如此——较低的PUE值对于我们的环境和企业的资金节约都有好处。但是,当PUE值太低时,这意味着可能会有风险。例如,对于低于1.1的PUE值,数据中心可能需要百分之百的采用外部空气来实施冷却。这意味着,如果空气供应受到影响(例如发生火灾、化学品泄漏或重大风暴时),数据中心将不得不关闭。某些在多处地点拥有冗余数据中心设施的大型企业可能能够容忍这种级别的风险。但对于绝大多数企业来说,则需要平衡数据中心的可靠性和能源效率。


来源:机房360

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