Надёжное и бесперебойное энергоснабжение – основа стабильной работы любого центра обработки данных (ЦОД). От него напрямую зависит доступность облачных сервисов, хранилищ, банковских систем, госуслуг и других критически важных платформ.
Современные ЦОДы ежедневно сталкиваются с рядом вызовов: постоянный рост энергопотребления, работа в режиме 24/7, требование к минимальному времени простоя (до 99,999% SLA) и высокая чувствительность оборудования к колебаниям напряжения.
Несмотря на развитие «зелёных» технологий и источников бесперебойного питания (ИБП), дизельные генераторы остаются ключевым элементом резервного электроснабжения, способным моментально покрыть нагрузку в случае аварии в сетях, питающих ЦОДы.
Системы бесперебойного питания нового поколения ИБП являются первым звеном защиты ЦОД от сбоев, которое поддерживает питание критически важного оборудования при отключении основной сети.
Для ЦОД время автономной работы ИБП обычно составляет всего несколько минут, но этого достаточно для запуска дизель-генераторных установок (ДГУ).
В ЦОДах применяют исключительно онлайн (double-conversion) ИБП, которые переключаются с «нулевой задержкой» и бесперебойно подают электроэнергию с требуемыми параметрами.
Большинство систем энергоснабжения ЦОДов строятся с применением модульных ИБП. Они обеспечивают масштабируемость (лёгкое добавление или замена модулей мощностью 25–50 кВт без отключения), простоту обслуживания и повышение надёжности за счёт независимых модулей.
Основу таких ИБП на 90% составляют литий-ионные батареи, которые на 70% легче, чем свинцово-кислотные, они более компактны, а срок их службы около 10-15 лет.
Эффективная работа альтернативных систем электроснабжения достигается за счёт применения интеллектуального управления.
Системы мониторинга и предиктивной аналитики оптимизируют работу и предсказывают неисправности с точностью до 90% в пределах недель. Это исключает неожиданные аварийные ситуации и длительные простои критически важного оборудования.
Многоуровневая система резервирования Чтобы гарантировать надёжность и безотказность энергоснабжения ЦОДов используется многократное резервирование всех систем.
Реализуется принцип избыточности – N+1 (минимум один резервный компонент), 2N (полное дублирование) или 2N+1. Основное питание обеспечивается несколькими независимыми вводами от городской сети (например, от двух разных подстанций).
Во многих случаях основу резерва составляют дизельные генераторы. Они гарантируют долгосрочную автономную работу (дни и недели) при отсутствии внешнего питания.
Используется конфигурация N+1 или 2N, с еженедельными или ежемесячными тестовыми прогонами для поддержания готовности. Например, ЦОД уровня Tier III требует N+1 резервирования, Tier IV – 2N.
Энергоэффективность и показатель PUE Снижение энергопотребления в центрах обработки данных (ЦОД) – не просто экономия, а стратегическая задача, напрямую влияющая на операционные расходы и экологический след.
Ключевым инструментом оценки эффективности ЦОД служит показатель PUE (Power Usage Effectiveness). Он рассчитывается как отношение общей потребляемой энергии ЦОД к энергии, идущей непосредственно на IT-оборудование.
Идеальный PUE равен 1.0 – это означает, что вся энергия расходуется только на работу серверов и систем хранения данных, без потерь на инфраструктуру (охлаждение, ИБП и т.
д.). Средний мировой PUE составляет около 1.5-1.6. Передовые системы энергоснабжения ЦОДов могут достигать значений 1.2-1.3. Чем ниже PUE, тем меньше требуется мощность дизельных генераторов для обеспечения той же IT-нагрузки.
Это снижает и эксплуатационные расходы, и потребление топлива. Улучшить показатели PUE позволяют: «горячие» и «холодные» коридоры, жидкостное охлаждение (экономия до 30%); энергооптимизированное серверное оборудование; виртуализация – меньше “железа” при той же мощности; интеллектуальное распределение нагрузки между серверами.
Всё это снижает суммарную нагрузку на энергосистему и увеличивает автономность в случае аварий.
Альтернативные источники энергии для ЦОД В системах энергоснабжения ЦОДов всё чаще используют возобновляемые источники энергии (ВИЭ) для улучшения экологического имиджа, снижения выбросов и долгосрочной экономии.
Солнечные и ветровые электростанции часто выступают как дополнительные источники или элементы «зелёного» имиджа, покрывая часть потребностей ЦОД.
Правда их применение ограничено – нестабильность выработки (зависимость от погодных условий), большие капитальные вложения (2-4 млн.
руб./МВт) и потребность в больших площадях делают их неподходящими в качестве единственного источника для энергоснабжения ЦОДов. Комбинированные теплоэлектроцентрали или системы когенерации, используют газопоршневые установки для одновременной выработки электричества и тепла.
Тепловая энергия может использоваться для отопления помещений, а электричество – для питания IT-оборудования.
Для ЦОДов, требующих повышенной надёжности (99.982% доступности для Tier III), альтернативные источники всегда дополняются дизельными генераторами, чтобы гарантировать стабильную работу резерва.
Рубрика: Технологии и Наука. Читать весь текст на astera.ru.