環保既是近年來的主流趨勢,也是高科技和大眾消費時代的必然舉措。那一刻,當科學家們大聲談論嚴重的環境污染及其后果時,每個人都開始突然轉向“生態”。這不僅僅是減少產品中的塑料含量。節約能源消耗也有助于顯著減少對生態系統的破壞。
例如,塑料問題只涉及商品制造商,但任何公司都可以減少能源消耗。數據中心也有助于可持續發展——采取適當行動的數據中心被稱為“綠色”。我們將進一步討論這些措施是什么,以及為什么即使在這一領域,向環境友好型過渡也很重要。但首先,讓我們看一下問題的“理論”部分。
數據中心如何實現綠色環保?
任何公司都可以自稱其數據中心是環保的。但是,如果沒有任何指標和證書確認環境友好性,這將沒有多大意義。仍然需要獲得“綠色”的稱號——為此,有負責的組織檢查數據中心是否符合能源效率要求。只有經過檢查,數據中心才會收到環保證書。
現在有幾個認證系統。其中最權威的是LEED,它關系到數據中心建筑本身的環保性。LEED 認證體系包括根據以下參數進行的評估:
- 能源效率和廢氣排放;
- 用水量;
- 使用的材料和資源;
- 內部環境;
- 數據中心的位置;
- 整合過程;
- 在施工期間使用的創新。
對于評估系統中的每個分數,數據中心都會獲得一定數量的分數。盡管所有標準都很重要,但每個參數都有自己的最高分。如果我們以這種方式考慮驗證,那么評估的要點可以稱為能源效率和排放到大氣中的量 - 數據中心最多可以獲得 38 分。
LEED 認證系統的最高可能結果為 110 分。但要讓數據中心獲得“綠色”的狀態,在評估過程中通過一定的門檻就足夠了。此外,數據中心還獲得了表明環境友好程度的證書。它直接取決于獲得的點數:
- 從40 - 青銅;
- 從 50 - 銀;
- 從 60 - 金;
- 從 80 - 鉑金。
LEED認證體系中的鉑金級是最接近基準的。盡管如此,即使是銅牌也代表了環保。2020 年,全球總數中只有 31 個數據中心獲得鉑金。117個數據中心獲得金證。
如前所述,評估數據中心環境友好性的最重要標準是能源效率。對其評估普遍接受的指標是 PUE,從 2007 年就開始使用。在檢查時,考慮到消耗的能源量和使用的能源量之間的差距——它越小,說明數據中心越環保。為了計算,消耗的能量必須除以使用的能量。因此,您可以獲得一個可以告訴您經濟(或不經濟)能源消耗的系數?;鶞适?1。這適用于消耗和使用的能源量相同的情況 - 即數據中心不會浪費能源,而是以最佳方式使用它。
綠色數據中心采取了哪些措施?
環境友好是一個相當寬泛的概念。3R 規則將幫助您盡可能接近它:減少、重用和回收。對于數據中心,事情會稍微復雜一些。在追求環境友好和“綠色”狀態的同時,還需要保持設備運行的高效率。但是,許多數據中心已經在積極使用一些措施。讓我們更詳細地考慮它們。
替代能源
向綠色能源的過渡是數據中心為了環保而可以采取的最重要的步驟之一。使用自己的發電廠需要相當大的投資。這也影響了數據中心服務成本的增加。然而,通過提高效率和降低后續成本,在安裝自己的發電廠后的幾年內使用替代能源會獲得回報。
風力發電機、太陽能或水力發電廠最常被用作公司自己的發電廠。它價格實惠,經過測試,非常常見。發電廠的類型是根據氣候選擇的。在南緯地區,最好的選擇是使用太陽能裝置,靠近河流 - 小型私人水力發電廠,以及平原和強風地區 - 風力發電機。
地熱是一種更奇特但也是一種很好的發電廠。它們用于冰島的數據中心,尤其適用于數據中心大樓靠近間歇泉的情況。例如,在雷克雅未克附近的 Verne Global 數據中心,所有能源都來自附近的水庫或間歇泉。但是,從邏輯上講,這種發電方式只適用于某些國家和地區。
許多大公司已經轉向替代能源供應。因此,Apple 在建造新數據中心時安裝了太陽能發電廠。自有資源完全可以滿足數據中心的供電需求。例如,Apple 位于北卡羅來納州梅登的數據中心由兩座太陽能發電廠供電,每年發電量為 84 千瓦時。此外,數據中心還接收來自燃料系統的能量——大約 40 kWh。這對于一個完整且獨立的電源來說已經足夠了。
自然冷卻
消耗的大部分能源用于冷卻服務器硬件。這會提高上述 PUE,并且在邏輯上與數據中心的環境友好性背道而馳。發表在《Energy Procedia》雜志上的一項研究表明,僅數據中心的冷卻系統就占所有用電量的 40%,有時甚至更多。因此,替代冷卻方法將有助于降低成本并提高其使用效率。
對于許多數據中心來說,擺脫這種情況的方法非常明顯——這是通過自然方式冷卻服務器設備或自然冷卻。當數據中心位于北緯地區或只是在寒冷的氣候中時,使用它最有利。在這種情況下,無需花費資源安裝和使用特殊的冷卻裝置。使用室外冷空氣并安裝氣流通過的過濾器就足夠了。當位于年平均溫度非常低的地區時,還需要將空氣稍微加熱到最佳溫度。
同時,已經排出的熱空氣既可以排放到數據中心的墻壁之外,也可以通過與新的冷空氣流混合來部分重復使用。在一些全年室外溫度接近于零的地區,只能采用自然冷卻。在較溫暖的氣候中,使用混合方法,其中也使用自然冷卻機制。
一個例子是在瑞典 Lulea 建造的 Facebook 數據中心之一。該地區的亞北極氣候使 PEU 降至幾乎理想的 1.07。此外,數據中心位于河流附近,由水力發電廠提供能源。
設備控制、正確處置和回收
較舊的服務器消耗更多功率,同時效率較低。為避免出現問題并提高數據中心的環保性,必須按時獲得新設備。Supermicro對此進行了一項研究,根據獲得的數據,通過對設備的優化監控,數據中心的性能提高了約15%。結合 PEU 指標的下降,這只會帶來積極的后果。
在想要實現綠色狀態的數據中心中,對舊設備的處理非常重視。公司將已經無法使用的設備及其元件送去回收利用。由于可能存在大量此類廢物,因此數據中心與從事廢物處理和回收利用的企業簽訂合同。在某些數據中心,從字面上看,所有東西(從設備和電池到紙張)都被送去回收。擺脫廢紙可能不節能,但有助于保護生態系統。