Jako że, centra danych pochłaniają coraz większą ilość energii, która jest produkowana, ich efektywność coraz częściej jest stawiana na celowniku, a na całym świecie staje się tematem numer jeden. Wiele uwagi w ostatnich latach było poświęcane takim obszarom jak wirtualizacja, poprawa efektywności chłodzenia, PUE, WUE, ekologia oraz wiele innych. Faktycznie, są to tematy bardzo ważne oraz istotne, ale trzeba spojrzeć też na inne rzeczy, które dotychczas były traktowane „po macoszemu”, były zaniedbywane, pomijane i spychane na inny, dalszy plan. Dzisiaj na ustach wszystkich pojawił się nowy temat:  prąd stały (DC) czy  przemienny (AC) jest lepszy?

Z momentem pojawienia się zasilaczy prąd stały przepadł, ale może nadszedł czas, aby powrócił i zrobił nie małe zamieszanie.

Czy prąd stały jest skuteczniejszy w centrum danych?

Zwolennicy zasilania prądem stałym, stwierdzili poprawę wydajności centrum danych o 30% lub nawet więcej w porównaniu do tradycyjnego zasilania sieciowym prądem zmiennym. Jak wynika z z raportu przeprowadzonego w 2008 roku, przez Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), badane jednostki, które używają prądu stałego, będą mogły zużyć 28% mniej energii, niż typowy system AC (prąd przemienny), używany przez współczesne centra przetwarzania danych. Oczywiście tak ogromne korzyści są negowane przez innych i szacowane na poziomie tylko 0-1%.

Debaty i dyskusje wciąż trwają, ale nie wydaje się być uzasadnione przekonanie, że dystrybucja zasilania stałego w centrach danych jest bardziej efektywna niż prądu przemiennego. Ale skoro nie ma jednoznacznej odpowiedzi, to warto może postawić pytanie, dlaczego tak jest? Może jednak prąd stały nie jest na przegranej pozycji…

Przejście na prąd stały w centrach przetwarzania danych, wiązałoby się ze zmianami w infrastrukturze…

Stare i dominujące technologie, niemal zawsze mają przewagę konkurencyjną nad tymi nowymi technologiami, które dopiero pojawiają się na rynku. Po pierwsze ludzie od zawsze lubią zmian, boją się ich i unikają jak ognia. Jest to jednak tylko aspekt psychologiczny, drugi to oczywiście aspekt techniczny. Stare technologie posiadają już potrzebną infrastrukturę. Nowa to zazwyczaj duży nakład i koszt. Dotyczy to również zasilania. Przejście na prąd stały w centrach przetwarzania danych, wiązałoby się ze zmianami w infrastrukturze. Ten problem oczywiście jest mniejszy dla nowych centrów danych, które są dopiero w budowie. W takich wypadkach wystarczy zmienić projekt i nie bać się zmian. Inaczej może być w przypadku już istniejących data center. W ich wypadku wymiana infrastruktury może być niemożliwa, zwłaszcza jeżeli fundusze są bardzo ograniczone.

Co więcej, muszą pojawić się jakaś przekonujące korzyści dla dystrybucji prądu stałego. Aktualnie większość sprzętu jest dostosowana do systemów AC-energetycznych, które są zdecydowanie najczęściej używane. To oczywiście nie znaczy, że firmy, które chcą wdrożyć system zasilania DC, nie mają możliwości zrobienia tego, ale pole manewru jest niestety bardzo małe.

Ponadto, inną barierą jest brak standardów w tej dziedzinie. Oczywiście pewne normy pojawiają się, np. 380V DC. Niektóre firmy mogą również mieć wątpliwości ze względu na brak przykładów i możliwości porównań z innymi na rynku, a coraz częściej lubimy stosować benchmarking.

Gdyby tego mało, centra danych same w sobie są bardzo drogie, a ryzyko związane z wdrożeniem „podejrzanych” nowych technologii, jest zbyt duże, szczególnie w niepewnych ekonomicznie czasach. Nie wiele centrów danych wdrożyło DC. Większość używa AC, dlatego rozwiązanie to wydaje nam się przynajmniej pozornie bezpieczniejsze.

Alternatywne źródła energii: faworyzacja dla DC?

Wewnętrzna dynamika centrów danych to nie jedyne czynniki wpływające na przyjęcie zasilania stałego lub jego odrzucenie. Takie firmy jak Apple i Google, wyznaczają pewne trendy wśród rynku data center. Te olbrzymie firmy coraz częściej stawiają na alternatywne źródła energii, takie jak np. ogniwa słoneczne. Niestety takie ogniwa wytwarzają prąd stały, który następnie musi być przekształcony w przemienny, w celu użytkowania. Takie działania niestety wiążą się z kosztami.

Z rosnącym naciskiem społecznym na alternatywne źródła energii, dzięki którym unikamy zanieczyszczenia, zmniejszamy zużycie innych nieodnawialnych źródeł energii takich jak węgiel i gaz ziemny, może dojść do sytuacji w której będziemy zmuszeni do przejścia na zasilanie DC. Chociaż wiele z istniejącej sieci korzysta z AC, to niektóre z nich już korzysta z DC: np. do transmisji dużej mocy na duże odległości.

Dodatkowo, wiele urządzeń w centrach danych i nie tylko, działa na prąd stały i musi przekształcić prąd przemienny z gniazdka, przed jego użyciem. Tak więc, kładzenie coraz większego znaczenia alternatywnych źródeł energii oraz podstawowych potrzeb zasilania urządzeń, mogą wytworzyć olbrzymi impuls do korzystania z prądu stałego, a w raz z zwiększonym zainteresowaniem popyt wzrośnie i da motywacje także do korzystania z DC w centrach danych.

AC vs DC: kto wygrał?

Żadna technologia nie jest idealna. Prąd przemienny i stały ma różne cechy, które nadają się do wykorzystania w różnych miejscach, dlatego nie można się spodziewać, że będzie tylko jedno albo drugie. Naszym zadaniem jest znalezienie miejsca w którym, najlepiej wykorzystamy możliwości każdego z nich, w celu zmaksymalizowania wydajności, na której tak bardzo nam zależy.

Na przykład, jeśli w centrum danych zmiana dystrybucji zasilania AC na DC daje małą poprawę efektywności, całkowite koszty mogą być niewystarczające, aby uzasadnić ten sposób zasilania, mimo że DC będzie w tym przypadku mógł udowodnić swoją wyższość.

Wnioski

Dystrybucja zasilania AC jest obowiązkiem w centrach danych. Mimo, że niektóre badania wskazują, że stosując DC można podnieść wydajność o 15-30% , inne wskazują wzrost znacznie mniejszy na poziomie ok 1%. Ponadto infrastruktura dla zasilania prądem przemiennym już istnieje, co daje jej olbrzymią przewagę. Oczywiście z biegiem czasu, może wszystko się zmienić i powstać nowe obiekty z nową technologią. Ale jedno jest pewne, nigdy nie będzie tak, że całkiem zrezygnujemy z którejś z nich.

Alternatywne źródła energii, w szczególności energia słoneczna może spowodować większe zainteresowanie DC, zarówno w centrach danych jak również w większych sieciach energetycznych. Ogniwa słoneczne produkują prąd stały, dlaczego więc mamy konwertować go później na prąd przemienny, który w ostatnim etapie znowu ma być prądem stałym?

Zainteresowanie rośnie, a badania i rozwój powinny umożliwić zwiększenie efektywności poprzez optymalne rozmieszczenie zarówno AC i DC. Już niedługo przekonamy się czy badania się opłacają i czy są ich pozytywne efekty.

 

Źródło: http://www.datacenterjournal.com/it/dc-chance-data-center/