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如何应对数据中心节碳挑战?维谛技术(Vertiv)六大热点技术轻松搞定

责任编辑:zhaoxiaoqin |来源:企业网D1Net  2021-09-28 14:55:21 原创文章 企业网D1Net

在国家“双碳”战略的大背景之下,数据中心作为数字新基建的重要组成,承载着经济发展的重任,也是实现数字经济碳中和、碳达峰的重要环节。
 
目前,距离2030年实现碳达峰还有不到10年的时间。在这场大考中数据中心行业将如何应对呢?
 
 
 
9月17日,维谛技术(Vertiv,NYSE:VRT)中国区数据中心解决方案高级总监、绿色网格(TGGC)副主席吴健,在“V-LoGeek维极百课”线上直播中,深入剖析了数据中心节碳面临的挑战和节碳技术的演进方向,并分享了维谛技术(Vertiv)的应对策略。
 
CUE成为数据中心的关注重点
 
数字化高速发展和“新基建”政策加持,让数据中心热度持续升高,作为“新基建”核心基础设施平台,国家高度重视数据中心产业发展。同时,在“双碳”背景下,相关部委陆续出台了数据中心相关政策,优化产业发展环境。
 
从出台政策来看,与以往数据中心PUE节能新政有着很大不同。在“双碳”背景下,这些政策已经从关注 PUE 节能转向关注 CUE 节碳。CUE政策包括节能优先 PUE指标要求从1.3下降到1.1、提升RUE可再生能源占比、减少WUE用水或无水运行、提升算力要求每机柜大于6kW、实现碳交易等等。
 
那么,何谓CUE?CUE受到重视又代表了什么?
 
CUE 是“双碳”背景下数据中心运营可量化碳排放指标。数据中心 CUE 测试方法可以表示为 “碳排放 CUE = PUE*EF电+其他发电*EF其他-RUE*EF电”。
 
EF即Emission Facto碳排放系数,国家发改委根据地域不同统一给出EF,比如,在南方用 1 度电,产生0.638kg 碳排放量;发1度绿电,减少 0.638kg 碳排放量。
 
由此不难发现,要减少数据中心碳排放,就必须降低数据中心的 PUE ,同时提升可再生能源RUE使用率。
 
数据中心节碳面临四大挑战
 
数据中心是用能非常集中的大型基础设施,在努力实现“双碳”目标的大背景下,结合密集出台的相关政策对绿色低碳的要求,数据中心节碳面临着多方面的挑战。
 
首先,大量涌现的数据中心建设需求,与日趋严格的政策限制之间产生矛盾,结果会导致新建数据中心无法通过能评,甚至是无法拿到政府合法批文进行数据中心建设。
 
其次,由于用户业务的复杂性,导致数据中心技术架构及节能减碳解决方案的选择难度增大,结果会导致建设成本增加,用户成本加大,或者因数据中心能效不达标而被罚款或整改。
 
再有,面临外部资源利用效率低或无水资源可用的挑战,这将导致数据中心得电率小,出柜率低,在无水地区会导致数据中心无法建设。
 
最后,由于算力的不断提高,导致机柜功率密度持续增加,结果会导致机房热点难以消除,数据中心运行存在宕机风险。
 
可维节碳六大热点技术
 
数据中心节碳面临的这些现实挑战,应该采取何种策略才能够予以有效应对,从而助力数据中心实现低碳发展?维谛技术(Vertiv)基于“可维节碳”理念,呈献六大热点技术,与用户共赴数据中心节碳新征程。这些技术可以降低数据中心 PUE、 WUE,提高 RUE,从而达到降低数据中心CUE节碳的目的。
 
PUE1.25 技术架构,符合业界最严格节能要求。与一般的节能方案相比,该架构供电系统采用模块化设计、集中补偿、1 级能效变压器、更高效率 UPS 97%(动态在线 98.5%带全变频空调)以及全部铜排连接,将供电因子从 0.10 降低到 0.08。在制冷上,该架构采用充分利用自然冷源、冷热通道隔离、全变频氟泵、独立除湿机以及 AI 节能等技术,将制冷因子从 0.25 降低到 0.15。基于应用实践,该架构能够将数据中心PUE从冷冻水1.3以上降低到 1.23。
 
预制式全变频氟泵技术,落地PUE1.2。作为一项在国外应用超过6000+的成熟技术,预制式全变频氟泵空调单机具备 200~400 kW 的功率,适合2~2.4MW 大颗粒度数据中心建设,制冷因子低至 0.08 pPUE ,在北方干旱地区可以实现WUE=0无水极致节能。同时,产品设计实现制造、工程、运输、调试、运维的深度一体化预制,能够实现快速部署和交付。
 
高密液冷技术,消除高功率密度热点实现超低 PUE1.1。提供业内主流浸没式液冷方案,适用于高校科研机构、互联网、超算中心等追求超低 PUE 的数据中心场景,可以满足单机柜 30~200kW 高密机柜的制冷需求。
 
APT 智能电力模组技术,可靠节能节地。随着在数据中心的广泛应用,APT 智能电力模组技术日臻完善,具备出色的技术特点,一体化集成中压到低压系统,实现供配电预防性维护,采用全铜排连接以及高效 UPS(动态在线模式系统效率高达 98.5%),在保证高可靠性的基础上,能够将供电 pPUE 降低 0.02。同时,能够快速部署,并可以节约30%的占地面积。
 
自建光伏风能、储能以及氢燃料发电,将CO2排放变成0。为了助力碳中和第三次能源革命,在数据中心部署自建光伏风能、储能以及氢燃料发电,储能设备可并入微电网,以增强与市电分离的独立运行能力,大幅度提高RUE指标,从而实现可再生能源零碳排放目标和数据中心大幅度节碳的目标。为了实现氢燃料电池给数据中心发电,目前采取下面分两步走策略:
第一步,使用燃料电池发电机替代柴油发电机,氢燃料电池作为后备电源。第二步,使用燃料电池发电机作为数据中心的主电源,电网作为后备电源。维谛技术(Vertiv)已经协助微软公司利用氢燃料电池发电,实现数据中心 0 碳排放。
 
AI节能自控技术,机器学习精准节能。AI技术降低了空调群控节能的实施门槛,利用 AI 挖掘更多数据去适应数据中心复杂情况。整体算法架构采用深度神经网络与强化学习技术相结合,对单空调内部各个组件、机房内部多台空调进行优化控制,最大化降低机房空调整体功耗,降低数据中心PUE的目标。
 
维谛技术(Vertiv)基于可维节碳理念提出的六大热点技术,已经拥有广泛的落地实践,其核心优势就是节碳能够实现可靠、可量化、可交付的目标,并能够从“技术维度、经济维度、时间维度”,为数据中心节碳提供全面保障。
 

关键字:碳中和碳达峰数据中心

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如何应对数据中心节碳挑战?维谛技术(Vertiv)六大热点技术轻松搞定

责任编辑:zhaoxiaoqin |来源:企业网D1Net  2021-09-28 14:55:21 原创文章 企业网D1Net

在国家“双碳”战略的大背景之下,数据中心作为数字新基建的重要组成,承载着经济发展的重任,也是实现数字经济碳中和、碳达峰的重要环节。
 
目前,距离2030年实现碳达峰还有不到10年的时间。在这场大考中数据中心行业将如何应对呢?
 
 
 
9月17日,维谛技术(Vertiv,NYSE:VRT)中国区数据中心解决方案高级总监、绿色网格(TGGC)副主席吴健,在“V-LoGeek维极百课”线上直播中,深入剖析了数据中心节碳面临的挑战和节碳技术的演进方向,并分享了维谛技术(Vertiv)的应对策略。
 
CUE成为数据中心的关注重点
 
数字化高速发展和“新基建”政策加持,让数据中心热度持续升高,作为“新基建”核心基础设施平台,国家高度重视数据中心产业发展。同时,在“双碳”背景下,相关部委陆续出台了数据中心相关政策,优化产业发展环境。
 
从出台政策来看,与以往数据中心PUE节能新政有着很大不同。在“双碳”背景下,这些政策已经从关注 PUE 节能转向关注 CUE 节碳。CUE政策包括节能优先 PUE指标要求从1.3下降到1.1、提升RUE可再生能源占比、减少WUE用水或无水运行、提升算力要求每机柜大于6kW、实现碳交易等等。
 
那么,何谓CUE?CUE受到重视又代表了什么?
 
CUE 是“双碳”背景下数据中心运营可量化碳排放指标。数据中心 CUE 测试方法可以表示为 “碳排放 CUE = PUE*EF电+其他发电*EF其他-RUE*EF电”。
 
EF即Emission Facto碳排放系数,国家发改委根据地域不同统一给出EF,比如,在南方用 1 度电,产生0.638kg 碳排放量;发1度绿电,减少 0.638kg 碳排放量。
 
由此不难发现,要减少数据中心碳排放,就必须降低数据中心的 PUE ,同时提升可再生能源RUE使用率。
 
数据中心节碳面临四大挑战
 
数据中心是用能非常集中的大型基础设施,在努力实现“双碳”目标的大背景下,结合密集出台的相关政策对绿色低碳的要求,数据中心节碳面临着多方面的挑战。
 
首先,大量涌现的数据中心建设需求,与日趋严格的政策限制之间产生矛盾,结果会导致新建数据中心无法通过能评,甚至是无法拿到政府合法批文进行数据中心建设。
 
其次,由于用户业务的复杂性,导致数据中心技术架构及节能减碳解决方案的选择难度增大,结果会导致建设成本增加,用户成本加大,或者因数据中心能效不达标而被罚款或整改。
 
再有,面临外部资源利用效率低或无水资源可用的挑战,这将导致数据中心得电率小,出柜率低,在无水地区会导致数据中心无法建设。
 
最后,由于算力的不断提高,导致机柜功率密度持续增加,结果会导致机房热点难以消除,数据中心运行存在宕机风险。
 
可维节碳六大热点技术
 
数据中心节碳面临的这些现实挑战,应该采取何种策略才能够予以有效应对,从而助力数据中心实现低碳发展?维谛技术(Vertiv)基于“可维节碳”理念,呈献六大热点技术,与用户共赴数据中心节碳新征程。这些技术可以降低数据中心 PUE、 WUE,提高 RUE,从而达到降低数据中心CUE节碳的目的。
 
PUE1.25 技术架构,符合业界最严格节能要求。与一般的节能方案相比,该架构供电系统采用模块化设计、集中补偿、1 级能效变压器、更高效率 UPS 97%(动态在线 98.5%带全变频空调)以及全部铜排连接,将供电因子从 0.10 降低到 0.08。在制冷上,该架构采用充分利用自然冷源、冷热通道隔离、全变频氟泵、独立除湿机以及 AI 节能等技术,将制冷因子从 0.25 降低到 0.15。基于应用实践,该架构能够将数据中心PUE从冷冻水1.3以上降低到 1.23。
 
预制式全变频氟泵技术,落地PUE1.2。作为一项在国外应用超过6000+的成熟技术,预制式全变频氟泵空调单机具备 200~400 kW 的功率,适合2~2.4MW 大颗粒度数据中心建设,制冷因子低至 0.08 pPUE ,在北方干旱地区可以实现WUE=0无水极致节能。同时,产品设计实现制造、工程、运输、调试、运维的深度一体化预制,能够实现快速部署和交付。
 
高密液冷技术,消除高功率密度热点实现超低 PUE1.1。提供业内主流浸没式液冷方案,适用于高校科研机构、互联网、超算中心等追求超低 PUE 的数据中心场景,可以满足单机柜 30~200kW 高密机柜的制冷需求。
 
APT 智能电力模组技术,可靠节能节地。随着在数据中心的广泛应用,APT 智能电力模组技术日臻完善,具备出色的技术特点,一体化集成中压到低压系统,实现供配电预防性维护,采用全铜排连接以及高效 UPS(动态在线模式系统效率高达 98.5%),在保证高可靠性的基础上,能够将供电 pPUE 降低 0.02。同时,能够快速部署,并可以节约30%的占地面积。
 
自建光伏风能、储能以及氢燃料发电,将CO2排放变成0。为了助力碳中和第三次能源革命,在数据中心部署自建光伏风能、储能以及氢燃料发电,储能设备可并入微电网,以增强与市电分离的独立运行能力,大幅度提高RUE指标,从而实现可再生能源零碳排放目标和数据中心大幅度节碳的目标。为了实现氢燃料电池给数据中心发电,目前采取下面分两步走策略:
第一步,使用燃料电池发电机替代柴油发电机,氢燃料电池作为后备电源。第二步,使用燃料电池发电机作为数据中心的主电源,电网作为后备电源。维谛技术(Vertiv)已经协助微软公司利用氢燃料电池发电,实现数据中心 0 碳排放。
 
AI节能自控技术,机器学习精准节能。AI技术降低了空调群控节能的实施门槛,利用 AI 挖掘更多数据去适应数据中心复杂情况。整体算法架构采用深度神经网络与强化学习技术相结合,对单空调内部各个组件、机房内部多台空调进行优化控制,最大化降低机房空调整体功耗,降低数据中心PUE的目标。
 
维谛技术(Vertiv)基于可维节碳理念提出的六大热点技术,已经拥有广泛的落地实践,其核心优势就是节碳能够实现可靠、可量化、可交付的目标,并能够从“技术维度、经济维度、时间维度”,为数据中心节碳提供全面保障。
 

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